阅读下面的科普材料。

2019年度诺贝尔化学奖被授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科学家,以表彰其在锂离子电池的发展方面作出的贡献,奠定了无线电子产品的基础,给予我们进入无化石燃料世界的可能性,因为它能用于各种事物,从给电动汽车供电到从可再生能源中储存能量。

新能源汽车按照电池种类的不同可以分为镍氢电池动力汽车、锂电池动力汽车和燃料电池动力汽车。镍氢电池具有大功率、快速充放电等优点,但也有成本高,自放电程度大等不足,锂电池在整个充放电过程中,锂离子往返于正负极之间实现能量的转化。锂电池月自放电率仅为6%~8%,远低于镍氢电池。由于正极材料LiCoO2的价格高,目前是市场上高端电动汽车的主要动力源。质子交换膜燃料电池是燃料电池中的一种,其工作原理是在催化剂的作用下,氢气、氧气分别在各自电极发生电离后生成水,并释放出能量。由于质子交换膜燃料电池以铂族贵金属作电催化剂,燃料净化程度要求高,并且只能用热水回收余热,所以并未广泛应用。

(1)化石燃料是_____能源(填“可再生”或“非可再生”)。

(2)质子交换膜燃料电池可实现零排放,该反应的化学方程式是_____,能量转化形式为_____

(3)现有一种锂离子二次电池,其工作原理如图。放电时生成的Li2CO3固体和碳储存于碳纳米管中。放电时,电池的总反应为_____。

(4)下列说法中正确的是_____

A镍氢电池汽车具有大功率、快速充放电等优点

B锂电池月自放电率高,远高于镍氢电池

C电池属于无害垃圾,可以随意丟弃

D质子交换膜燃料电池电源是一种清洁的绿色环保电源

某校化学兴趣小组同学利用数字化仪器对镁与盐酸反应进行研究。

(查阅资料)

①饱和氯化镁溶液的pH约为4;②氢氧化镁加热到350℃失去水生成氧化镁。

(实验过程)

(1)实验前先将镁条需先打磨的原因是_____

(2)将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系如图所示。

(3)用pH试纸测定反应后溶液的酸碱度。

(结果分析)

①将注射器刚注入盐酸时镁条表面无明显气泡,但此时压强上升迅速,原因可能是_____。

②镁条与盐酸反应的化学方程式为_____。图中a、b、c、d四个点中,产生氢气最快的为_____点。

③图中c点镁条已完全溶解,cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是_____。

④测定反应后的溶液pH的操作为_____(填对应选项的字母)。

A将pH试纸直接插入溶液中,并将试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH

B将pH试纸放在玻璃片上,用干净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,并将试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH

C将湿润的pH试纸放在玻璃片上,用干净的玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,并将试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH

⑤同学们根据测得反应后溶液的pH就直接得出其中含HCl,该pH的值可能是下列选项中的_____(填对应选项的字母)。

А 3В 5С 6

⑥甲同学提出向反应后的溶液中逐滴滴加NaOH溶液并振荡,若观察到_____的现象,也可以确定溶液中含HCl。

(拓展研究)

取少量镁条与过量盐酸反应后的溶液蒸干并灼烧,向灼烧所得固体中投入少量水,未见固体完全溶解,向其中滴加酚酞试液变为红色。灼烧所得固体的成分可能为_____。

抗击“新型冠状病毒”用到的过氧乙酸(C2H4O3)是一种高效消毒剂。可由冰醋酸(C2H4O2)和双氧水在浓硫酸催化作用下制得,实验装置和步骤如下:

步骤1:在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓硫酸的混合物,再缓缓加入适量30%的双氧水;步骤2:不断搅拌并控制三颈烧瓶中混合液的温度为20~30℃至反应结束,在锥形瓶中收集产品。

(1)仪器A的名称是_____

(2)步骤2搅拌的目的是_____

(3)下列关于过氧乙酸和冰酷酸的说法正确的是_____

a、过氧乙酸属于氧化物

b、过氧乙酸的相对分子质量为76

c、冰醋酸中C、H、O元素的质量比为6:1:8

d、过氧乙酸中氧元素的质量分数小于冰醋酸中氧元素的质量分数

(4)实验测得生成物过氧乙酸的质量分数随反应物比例和反应时间的变化数据如下表。由表中数据可知,反应物最佳比例是_____;最佳反应时间约_____。

反应物比例

反应时间

0.5h

1h

3h

5h

7h

2:1

7.38%

8.46%

9.42%

11.26%

13.48%

1:1

10.56%

12.92%

13.54%

20.72%

20.80%

1:2

6.14%

7.10%

7.96%

10.38%

12.36%

(5)产品中过氧乙酸的质量分数的测定方法如下:取5.00g过氧乙酸产品,加水稀释成100g溶液;从中取出5.00g溶液,先除去残余的H2O2,再加入稍过量的KI溶液,充分发生反应:C2H4O3+2KI+H2SO4=K2SO4+I2+C2H4O2+H2O,反应结束后,经实验测得生成I2的质量为0.127g,试计算原产品中过氧乙酸的质量分数。_____(写出计算过程,结果保留1位小数)。

(6)请根据你学过的“一定溶质质量分数溶液的配制”方法配制0.5%的过氧乙酸,用于地面、墙壁、门窗的消毒。

(实验用品)溶质质量分数为20%的过氧乙酸(密度为1.0261g/cm3)、水、1000mL量筒、10L塑料桶、木棒、口罩、眼镜、橡皮手套。

(实验步骤)①计算:将200mL20%的过氧乙酸(密度为1.026g/cm3)稀释为0.5%的过氧乙酸,需加入水的体积为_____mL(计算结果保留一位小数);

②配制:用量筒量取200mL20%的过氧乙酸倒入塑料桶中,按比例兑水,用木棒搅拌后,盖好桶盖待用。

(实验反思)

①由于过氧乙酸有腐蚀性,因此在配制溶液时要注意_____;

②在配制过氧乙酸过程中不能用铁器皿,原因是_____。

 0  184866  184874  184880  184884  184890  184892  184896  184902  184904  184910  184916  184920  184922  184926  184932  184934  184940  184944  184946  184950  184952  184956  184958  184960  184961  184962  184964  184965  184966  184968  184970  184974  184976  184980  184982  184986  184992  184994  185000  185004  185006  185010  185016  185022  185024  185030  185034  185036  185042  185046  185052  185060  211419 

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