题目内容
【题目】为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池,结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是
A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高
B.放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区
C.充电时阴极反应为ZnO(s)+H2O(l) +2e= Zn(s)+2OH(aq)
D.放电时正极反应为NiOOH(s)+H2O(l) +e =Ni(OH)2(s)+OH(aq)
【答案】B
【解析】
A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,吸附能力强,所沉积的ZnO分散度高,选项A正确;
B、原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则放电过程中OH通过隔膜从正极区移向负极区,选项B错误;
C、充电时相当于是电解池,阴极发生得电子的还原反应,根据总反应式可知阴极是ZnO得电子转化为Zn,电极反应式为ZnO(s)+H2O(l) +2e= Zn(s)+2OH(aq),选项C正确;
D、放电时相当于原电池,正极发生得电子的还原反应,根据总反应式可知正极反应式为NiOOH(s)+H2O(l) +e =Ni(OH)2(s)+OH(aq),选项D正确。
答案选B。
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【题目】某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿,提取锌、铜元素,实现废物综合利用,方案如图所示:
已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示。
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe2+ | 6.34 | 9.7 |
Fe3+ | 1.48 | 3.2 |
Zn2+ | 6.2 | 8.0 |
请回答下列问题:
(1)加入A物质的目的是___,物质A可使用下列物质中的___。
A.KMnO4 B.O2 C.H2O2 D.Cl2
(2)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下:Ksp(CuS)___Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
(3)反应生成海绵铜的离子方程式:___。
(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在___范围之间。
(5)写出NH4HCO3溶液与Zn2+反应生成Zn2(OH)2CO3的离子方程式:___。
(6)物质B可用作生产化肥,其化学式是___。
【题目】Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH=+11 kJ/mol。在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 |
x(HI) | 1 | 0.91 | 0.85 | 0.815 | 0.795 | 0.784 |
x(HI) | 0 | 0.60 | 0.73 | 0.773 | 0.780 | 0.784 |
由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用如图表示。当改变条件,再次达到平衡时,下列有关叙述不正确的是
A.若升高温度到某一温度,再次达到平衡时,相应点可能分别是A、E
B.若再次充入a mol HI,则达到平衡时,相应点的横坐标值不变,纵坐标值增大
C.若改变的条件是增大压强,再次达到平衡时,相应点与改变条件前相同
D.若改变的条件是使用催化剂,再次达到平衡时,相应点与改变条件前不同
【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnz2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=___________。