题目内容

14．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应式为：3Zn+2K2FeO4+8H2O$?_{充电}^{放电}$3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
请回答：
放电时正极附近溶液的碱性增强，负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2，每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化；充电时阳极反应为5OH-+Fe（OH）3-3e-=FeO42-+4H2O．

分析 锌失电子而作负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；高铁酸钾在正极得到电子，电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe（OH）3+5OH-；放电时，K2FeO4的化合价由+6价变为+3价，被还原；充电时，阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钾，据此书写阳极电极反应．

解答 解：锌失电子而作负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；高铁酸钾在正极得到电子，电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe（OH）3+5OH-；所以正极附近溶液中氢氧根离子浓度增大，则碱性增强；放电时，K2FeO4的化合价由+6价变为+3价，被还原，1molK2FeO4得3mol电子，故当转移3mol电子时，有1molK2FeO4被还原；
充电时，阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钾，电极反应式为5OH-+Fe（OH）3-3e-=FeO42-+4H2O；
故答案为：正极；Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；1；5OH-+Fe（OH）3-3e-=FeO42-+4H2O．

点评 本题考查了学生运用原电池、电解等基础理论解决新情景问题的能力，题目难度不大，注意掌握电极反应式的书写及电子转移数目的判断．

练习册系列答案
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4．下列各组性质比较中，正确的是（　　）
①酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4
②碱性：Ba（OH）2＞Mg（OH）2＞B（OH）2  
③氧化性：F＞Si＞O   
④还原性：HCl＜H2S＜SiH4．
A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④
5．甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可直接用作燃料．已知：CH3OH（l）+O2（g）═CO（g）+2H2O（g）△H1=-443.64kJ•mol-1；2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566kJ•mol-1．下列说法或热化学方程式正确的是（　　）
A．CO的燃烧热为566kJ•mol-1
B．2 mol CO和1 mol O2的总能量比2 mol CO2的总能量低
C．2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1453.28kJ•mol-1
D．完全燃烧16g甲醇，生成一氧化碳和水时放出的热量为221.82 kJ
2．现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：
元素编号元素性质或原子结构
T最外层电子数是次外层电子数的2倍
XL层有三个未成对电子
YL层p电子数比s电子数多两个
Z元素的最高正价为+7价
下列说法正确的是（　　）
A．Z离子的结构示意图为：B．分子TY2的键角为180°
C．T元素在周期表中的表示为：D．XZ3为非极性分子
9．根据表中有关短周期元素性质的数据判断，下列说法不正确的是（　　）
元素编号
元素性质		①②③④⑤⑥⑦⑧
原子半径（10-10m）0.741.601.521.100.991.860.750.82
主要化合价最高价+2+1+5+7+1+5+3
最低价-2-3-1-3
A．元素④和⑦的最高价氧化物的水化物的化学式不一定都为HRO3
B．元素③和⑥的最高价氧化物的水化物中，只有⑥的最高价氧化物的水化物能与Al（OH）3反应
C．元素①与元素②形成的化合物中不可能存在共价键
D．元素⑤的简单离子的半径是同周期主族元素简单离子中最大的
19．3，5-二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体，可用于天然物质白柠檬素的合成．一种以间苯三酚为原料的合成反应如下：

甲醇、乙醚和3，5-二甲氧基苯酚的部分物理性质见表：
物质沸点/℃熔点/℃密度（20℃）/g•cm-3溶解性
甲醇64.7/0.7915易溶于水
乙醚34.5/0.7138微溶于水
3，5-二甲氧基苯酚/33-36/易溶于甲醇、乙醚，微溶于水
反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取．
（1）①分离出甲醇的操作是蒸馏．
②萃取用到的分液漏斗使用前需检查是否漏水并洗净，分液时有机层在分液漏斗的上填（“上”或“下”）层．
（2）分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤．用饱和NaHCO3 溶液洗涤的目的是除去HCl；用饱和食盐水洗涤的目的是除去少量NaHCO3且减少产物损失．
（3）洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是dcab（填字母）．
a．蒸馏除去乙醚 b．重结晶  c．过滤除去干燥剂  d．加入无水CaCl2干燥．
6．原子结构、元素周期律和元素周期表对于我们化学学习具有理论指导意义，下列有关说法正确的是（　　）
A．同周期的主族元素从左到右原子半径逐渐减小，它们形成简单的离子半径逐渐增大
B．可以根据主族元素原子的电子层数和最外层电子数确定其在周期表中的位置
C．由氟、氯两元素在周期表中位置关系推知，氟元素非金属性强于氯元素，所以氢氟酸的酸性应强于盐酸
D．在实际生产中，多在元素周期表的过渡元素区寻找新型半导体材料
3．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验．
Ⅰ（1）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：钾与盐酸反应最剧烈，铝与盐酸反应的速度最慢；铝与盐酸反应产生的气体最多．
（2）向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为S2-+Cl2═S↓+2Cl-；
（3）将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3•H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3•H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素的最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较，而NH3•H2O不是氮元素的最高价氧化物的水化物；
Ⅱ．利用图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
（4）干燥管D的作用为防倒吸；
（5）若要证明非金属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液，观察到C中溶液有白色沉淀生成的现象，即可证明．但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶．
4．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：
（一）分子式的确定：
（1）将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4g H2O和8.8g CO2，消耗氧气6.72L（标准状况下），则该物质中各元素的原子个数比是2：6：1．
（2）用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为46，该物质的分子式是C2H6O．
（3）根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式CH3CH2OH、CH3-O-CH3．
（二）结构式的确定：

（4）核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值（信号），根据峰值（信号）可以确定分子中氢原子的种类和数目．例如：甲基氯甲基醚（Cl2-CH2-O-CH3）有两种氢原子如图②．经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为CH3CH2OH．
（5）A在一定条件下脱水可生成B，B可合成包装塑料C，请写出B转化为C的化学反应方程式：nCH2=CH2$\stackrel{催化剂}{→}$．
（6）体育比赛中当运动员肌肉扭伤时，队医随即用氯乙烷（沸点为12.27℃）对受伤部位进行局部冷冻麻醉．请用B选择合适的方法制备氯乙烷，要求原子利用率为100%，请写出制备反应方程式：CH2=CH2 +HCl $\stackrel{催化剂}{→}$CH3CH2 Cl．

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