题目内容
【题目】据媒体报道,加拿大科学家重新设计的锂—氧电池,几乎能将全部储能释放,比能量约是传统锂—氧电池(总电池反应式为2Li+O2
Li2O2)的二倍。示意图如下图所示:下列叙述正确的是( )
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A. 放电时,电流由a极经外电路流向b极
B. 放电时,正极反应式为O24e
2O2
C. 充电时,阴极反应式为Li2O+2e
2Li+O2
D. 该电池与传统锂—氧电池放电时相比,当正极反应物的质量相等时,转移的电子数也相等
【答案】C
【解析】
锂—氧电池放电时,氧气在正极得电子生成O2-,发生还原反应,则b极为负极,a极为正极,充电过程是放电过程的逆过程,据此分析作答。
A. 放电过程,为原电池的工作原理,电流从正极经外电路流向负极;
B. 放电时,正极得电子发生还原反应;
C. 充电时,阴极中Li2O得电子发生还原反应生成Li与O2-;
D. 该电池与传统锂—氧电池放电时的正极反应物都是O2,但总反应不同。
A. 从图可知,a极为负极,b极为正极,电子由负极(a)经外电路流向正极(b),电流方向与之相反,A项错误;
B. 放电时,装置为原电池,正极上发生还原反应,电极反应式为O2+4e
2O2,B项错误;
C. 充电时,阴极上发生还原反应,生成Li和O2,其电极反应式为:Li2O+2e
2Li+O2,C项正确;
D. 该电池与传统锂—氧电池放电时的正极反应物都是O2,当1 mol O2参与反应时,生成Li2O、Li2O2转移的电子分别是4 mol、2 mol,D项错误;
答案选C。
【题目】市售一次性电池品种很多的,碱性锌锰电池的日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理,可以获得MnO2及其他副产品,其工艺流程如下:
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已知:“锰粉”的主要成分有MnO2、Zn(OH)2、MnOOH、碳粉,还含量有少量铁盐和亚铁盐。常温下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表。
物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Zn(OH)2 | Mn(OH)2/Mn(OH)3 |
开始沉淀pH | 2.7 | 7.6 | 5.7 | 8.3 |
完全沉淀pH (c≤1.0x10-5mol/L) | 3.7 | 9.6 | 8.0 | 8.8 |
(1)加入NaOH溶液调节pH=8.0,目的是___。计算常温下Zn(OH)2的溶度积常数Ksp[Zn(OH)2]=___。
(2)写出滤液2中的Mn2+变成MnO2的离子方程式___。
(3)写出滤渣B与稀硫酸在pH=5时的化学方程式___。
(4)工艺中还可以将滤液4进行___、___、___、___、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
(5)MnO2常用来制取KMnO4,在一定条件下将MnO2氧化为K2MnO4,然后用铁作阴极、铂作阳极电解K2MnO4溶液得到KMnO4。电解K2MnO4溶液的总反应方程式___。