题目内容

8．磷酸铁锂电池装置如图所示，其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过粘合剂附着在铝箔表面，负极石墨材料附着在铜箔表面，电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐．电池工作时的总反应为：LiFePO4+6C$?_{放电}^{充电}$ Li1-xFePO4+LixC6，则下列说法正确的是（　　）
A．图中聚合物隔膜是阴离子交换膜
B．充电时，Li+迁移方向是“由右向左”
C．放电时，正极的电极反应式为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+
D．用该电池电解精炼铜，当转移电子1.25mol时能得到精铜32g，则电子利用率为80%

分析 充电电池充电时，正极与外接电源的正极相连为阳极，负极与外接电源负极相连为阴极，根据总反应LiFePO4+6C$?_{放电}^{充电}$ Li1-xFePO4+LixC6可知充电是LiFePO4中的锂离子脱出并伴随着铁元素的氧化，则此时铝箔电极上发生失电子的氧化反应，铝箔为阳极，电极反应式为LiFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+，铜箔电极为阴极，阴极上锂离子得电子发生还原反应，电极反应式为xLi++xe-+6C=LixC6；放电时，正极、负极反应式正好与阳极、阴极反应式相反；电解池中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，据此分析解答．

解答 解：A．电解质为锂盐，锂离子在充放电过程中会向两极迁移，所以交换膜应该为阳离子交换膜，故A错误；
B．充电时，正极与外接电源的正极相连为阳极，阳离子向阴极移动，即Li+由左向右移动，故B错误；
C．放电时，Li1-xFePO4在正极上得电子发生还原反应，正极反应为Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4，故C错误；
D．电解精炼铜得到铜32g时，即铜的物质的量为$\frac{32g}{64g/mol}$=0.5mol，根据Cu2++2e-=Cu可知转移电子为1mol，而电路中转移电子1.25mol，则电子利用率为$\frac{1mol}{1.25mol}$×100%=80%，故D正确；
故选D．

点评 本题综合考查了原电池和电解池工作原理及相关计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，熟悉原电池、电解池工作原理及各个电极发生反应，难点是电流利用率的计算，题目难度较大．

练习册系列答案
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18．下列设计的实验方案能达到实验目的是（　　）
A．室温下，浓度均为0.1 mol•L-1Na2S2O3和H2SO4溶液，各取5 mL、10 mL的Na2S2O3溶液分别与10 mL的H2SO4溶液混合反应，验证Na2S2O3浓度对反应速率的影响
B．通过测定室温下等浓度的HNO3和H2SO4溶液的pH值，比较元素N、S的非金属性强弱
C．KI--I2溶液中存在如下平衡：I2+I-?I3-．取V1mI平衡混合溶液，滴加几滴淀粉，用c mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定（反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6），滴定终点时消耗V2 mL的Na2S2O3溶液．根据V1、V2和c可测定上述平衡体系中c（I2）
D．确定铝片中氧化铝的含量：取一定质量的铝片，与过量的NaOH溶液充分反应，溢出的气体通过硅胶后，冷却至室温后准确测量其体积
19．工业上常用NaHSO3处理含Cr2O72-的废液，反应的离子方程式为：5H++Cr2O72-+3HSO3-→2Cr3++3SO42-+4H2O
下列判断错误的是（　　）
A．氧化产物是SO42-
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比是1：3
C．Cr2O72-表现了氧化性
D．还原1molCr2O72-，电子转移3mol
16．下列事实不能用元素周期律解释的是（　　）
A．酸性：HClO4＞H2SO4
B．Na、Mg与水反应，Na更剧烈
C．气态氢化物的稳定性：HF＞HCl
D．向Na2SO3溶液中加盐酸，有气泡产生
3．设NA表示阿伏加德罗的数值．下列说法正确的是        （　　）
A．标准状况下，3.36LC2H4和C3H6的混合气体中含有碳碳双键的数目为0.15NA
B．0.1mol•L-1（NH4）2SO4溶液与0.2mol•L-1NH4Cl溶液中的NH4+数目相同
C．H2和CO混合气体8.96L在足量O2中充分燃烧消耗O2分子数为0.2NA
D．含0.1molNH4HSO4的溶液中，阳离子数目略大于0.21NA
3．草木灰主要含有K2CO3，还含有K2SO4和KCl．某化学兴趣小组拟从草木灰中提取出钾盐晶体，并测定K2CO3的含量．
（1）提取钾盐晶体的主要步骤顺序为（填字母序号）：称量→A→D→C→B→冷却．
A．溶解  B．蒸发结晶    C．洗涤  D．过滤
实验A、B、C、D四步操作中均使用了玻璃棒，操作D中玻璃棒的作用是引流，防止溶液外溅，操作B用玻璃棒不断搅拌的作用是使液体受热均匀，防止液体飞溅，操作C的目的是将不溶固体表面吸附的钾盐全部转入滤液中，减小误差．
（2）为测定所得晶体中所含K2CO3的质量分数，甲同学拟采用图（Ⅰ）所示装置来测定，乙同学拟采用图（Ⅱ）所示装置来测定．试回答：
①用图（Ⅰ）装置来测定：检查该装置气密性的方法为关闭酸式滴定管活塞，用手捂热烧瓶，若注射器活塞外移，说明气密性良好．
②乙同学观察了甲同学的实验后，很受启发，并发现自己的实验设计方案会造成误差，其原因可能是CO2溶于水引起测量气体体积减小．
③丙同学经思考后，建议乙同学将图（Ⅰ）装置稍作改进，就可避免误差，请你在图（Ⅱ）上修改，画出更合理的实验装置图．
④丁同学提出将图（Ⅱ）装置中量气装置去掉，再把烧瓶换成试管，反应后也能较准确地测出样品中K2CO3的质量分数，请你分析此方案中，除称得样品的质量为m g，还需测定的两种数据是反应前装有药品的整个装置的质量、反应后整个装置的质量．烧瓶换成大试管结果更准确，原因是反应后残留的CO2替换了原有的空气，引起少许误差，试管体积小，误差更小．
10．五种固体物质 A、B、C、D、E 由下表中不同的阴阳离子组成，它们均易溶于水．
分别取它们的水溶液进行实验，结果如下：
阳离子Na+Al3+Fe3+Cu2+ Ba2+
阴离子OH-Cl-CO32-NO3-SO42-
①A 溶液与 C 溶液混合后产生蓝色沉淀，向该沉淀中加入足量稀 HNO3，沉淀部分溶解，剩余 白色固体；
②B 溶液与 E 溶液混合后产生红褐色沉淀，同时产生大量气体；
③少量 C 溶液与 D 溶液混合后产生白色沉淀，过量 C 溶液与 D 溶液混合后无现象；
④B 溶液与 D 溶液混合后无现象；
⑤将 38.4g Cu 片投入装有足量 D 溶液的试管中，Cu 片不溶解，再滴加 1.6mol/L 稀 H2SO4，Cu 逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现．
（1）据此推断 A 的化学式为：ACuSO4；BFeCl3
（2）写出过量 C 与 D 发生反应的离子方程式Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（3）B 溶液中滴入石蕊试液，现象是溶液变红，原因是Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+（用离子方程式说明）
7．甲、乙、丙、丁四种物质在一 定条件下的转化关系如图所示，当乙作为反应物且与甲的物质的量相等时，△H=△H1+△H2．则甲、丙可能是（　　）
A．S、SO3B．AlCl3、NaAlO2C．Na、Na2O2D．NaOH、Na2CO3
8．据有关报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程．反应过程如图：下列说法中正确的是（　　）
A．状态Ⅰ→状态Ⅲ是放热过程
B．该过程中，CO先断键形成C和O，再生成CO2
C．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O2反应，生成了CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅱ表示催化剂对反应没有起作用

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