题目内容

【题目】我国科研人员研制出一种室温“可呼吸” Na-CO2电池。放电时该电池“吸入”CO2，充电时“呼出”CO2。吸入CO2时，其工作原理如图所示。吸收的全部CO2中，有2/3转化为Na2CO3固体沉积在多壁碳纳米管（MWCNT）电极表面。下列说法正确的是

A.“吸入”CO2时，钠箔为正极

B.“呼出”CO2时，Na+向多壁碳纳米管电极移动

C.“吸入” CO2时的正极反应式为：4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C

D.标准状况下，每“呼出”22.4 L CO2，转移电子的物质的量为0.75 mol

【答案】C

【解析】

A．“吸入”CO2时，活泼金属钠是负极，不是正极，故A错误；

B．“呼出”CO2时，是电解池，多壁碳纳米管电极是阳极，钠离子向阴极钠箔移动，而不是向多壁碳纳米管移动，故B错误；

C． “吸入” CO2时是原电池装置，正极发生还原反应，正极反应式为：4Na++3CO2+4e-=2Na2CO3+C，故C正确；

D．标准状况下，每“呼出”22.4 L CO2，物质的是量为1mol，结合阳极电极反应式2Na2CO3+C-4e－=4Na＋+3CO2↑，所以每“呼出”22.4 L CO2，转移电子数为1.3 mol，故D错误；

故选C。

练习册系列答案
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（1）锌、铜、铁、钙四种元素与少儿生长发育息息相关，请写出Fe2+的核外电子排布式__________。

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（3）碳酸盐中的阳离子不同，热分解温度就不同，查阅文献资料可知，离子半径r(Mg2+)=66 pm，r(Ca2+)=99 pm，r(Sr2+)=112 pm，r(Ba2+)=135 pm；碳酸盐分解温度T(MgCO3)=402℃，T(CaCO3)=825℃，T(SrCO3)=1172℃，T(BaCO3)=1360℃。分析数据得出的规律是_____________，解释出现此规律的原因是____________________________________。

（4）自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石，CaF2的晶体结构呈立方体形，其结构如下：

①两个最近的F之间的距离是___________pm（用含m的代数式表示）。

②CaF2晶胞体积与8个F形成的立方体的体积比为___________。

③CaF2晶胞的密度是___________g·cm3（化简至带根号的最简式，NA表示阿伏加德罗常数的值）。

【题目】（13分）硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)是铜盐中重要的无机化工原料，广泛应用于农业、电镀、饲料添加剂、催化剂、石油、选矿、油漆等行业。

Ⅰ．采用孔雀石[主要成分CuCO3·Cu(OH)2]、硫酸（70%）、氨水为原料制取硫酸铜晶体。其工艺流程如下：

（1）预处理时要用破碎机将孔雀石破碎成粒子直径<1 mm，破碎的目的是____________________。

（2）已知氨浸时发生的反应为CuCO3·Cu(OH)2+8NH3·H2O[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3+8H2O，蒸氨时得到的固体呈黑色，请写出蒸氨时的反应方程式：______________________。

（3）蒸氨出来的气体有污染，需要净化处理，下图装置中合适的为___________（填标号）；经吸收净化所得的溶液用途是_______________（任写一条）。

（4）操作2为一系列的操作，通过加热浓缩、冷却结晶、___________、洗涤、___________等操作得到硫酸铜晶体。

Ⅱ．采用金属铜单质制备硫酸铜晶体

（5）教材中用金属铜单质与浓硫酸反应制备硫酸铜，虽然生产工艺简洁，但在实际生产过程中不采用，其原因是______________________（任写两条）。

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向铜和稀硫酸的混合物中加入氯化铜溶液，利用二连球鼓入空气，将铜溶解，当三颈烧瓶中呈乳状浑浊液时，滴加浓硫酸。

①盛装浓硫酸的仪器名称为___________。

②装置中加入CuCl2的作用是______________；最后可以利用重结晶的方法纯化硫酸铜晶体的原因为______________________。

③若开始时加入a g铜粉，含b g氯化铜溶质的氯化铜溶液，最后制得c g CuSO4·5H2O，假设整个过程中杂质不参与反应且不结晶，每步反应都进行得比较完全，则原铜粉的纯度为________。

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实验

混合溶液

A

B

C

D

E

F

4mol/LH2SO4/mL

30

V1

V2

V3

V4

V5

饱和CuSO4溶液/mL

0

0.5

2.5

5

V6

20

H2O/mL

V7

V8

V9

V10

10

0

请回答下列问题：

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②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因___。

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A. ①②③⑥B. ①②④⑥C. ①②③④D. ①②③④⑤

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