题目内容
钠硫电池作为一种新型储能电池,其应用逐渐得到重视和发展。
(1)Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于Al(NO3)3容易吸收环境中的水分,需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示:![]()
①加入试剂a后发生反应的离子方程式为 。
②操作b为 ,操作c为 。
③Al(NO3)3待测液中,c (Al3+) = mol·L-1(用m、v表示)。
(2)钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其反应原理如下图所示:![]()
①根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内(填字母序号)。
| 物质 | Na | S | Al2O3 |
| 熔点/℃ | 97.8 | 115 | 2050 |
| 沸点/℃ | 892 | 444.6 | 2980 |
a.100℃以下 b.100℃~300℃ c. 300℃~350℃ d. 350℃~2050℃
②放电时,电极A为 极。
③放电时,内电路中Na+的移动方向为 (填“从A到B”或“从B到A”)。
④充电时,总反应为Na2Sx =" 2Na" + xS(3<x<5),则阳极的电极反应式为 。
(1)①Al3+ + 3NH3·H2O =Al(OH)3↓ + 3NH4+
②过滤洗涤(1分) 灼烧(或加热)冷却(1分)
③ 1000m/51v
(2)①c ②负
③从A到B ④Sx2- - 2e- = xS
解析试题分析:解:(1)①由操作流程可知实验原理是Al(NO3)3和氨水反应生成Al(OH)3,试剂a为氨水,反应的方程式为Al3++3NH3·H2O═Al(OH)3↓+3NH4+;
②Al(OH)3经过滤、洗涤、灼烧后生成Al2O3,冷却后称量,故答案为:过滤;洗涤、灼烧(或加热)、冷却;
③n(Al2O3)=
=
mol,
则n(Al(NO3)3)=2n(Al2O3)=
mol,
c(Al(NO3)3)=
=
mol·L-1;
(2)①原电池工作时,控制的温度应为满足Na、S为熔融状态,则温度应高于115℃而低于444.6℃,只有c符合,故答案为:c;
②放电时,Na被氧化,应为原电池负极负;
③阳离子向正极移动,即从A到B;
④充电时,是电解池反应,阳极反应为:Sx2- - 2e- = xS。
考点:本题考查物质的分离、提纯以及含量的测定和原电池知识。
铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式: 。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、
负极,并写出电极反应式。
正极反应: 。
负极反应: 。
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤 。
| | 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀 完全时的pH |
| Fe3+ Fe2+ | 1.9 7.0 | 3.2 9.0 |
| Cu2+ | 4.7 | 6.7 |
| 提供的药品:Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu | ||
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式 ; ;劣质不锈钢腐蚀的实验现象 。
TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+CCl4(g)
TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,实验装置示意图如下:![]()
有关物质性质如下表:
| 物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 其他 |
| CCl4 | -23 | 76 | 与TiCl4互溶 |
| TiCl4 | -25 | 136 | 遇潮湿空气产生白雾 |
仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括:①停止通N2 ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是________。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)
简要工艺流程如下:
①试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右,若温度过高会导致产品TiO2产率降低,原因是__________________________________________
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____________________(填化学式)。
现代循环经济要求综合考虑环境污染和经济效益。高纯氧化铁可作现代电子工业的材料,
以下是以硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁(软磁αFe2O3)的生产流程示意图:![]()
(1)步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是________。
(2)步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是________。
(3)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH。
| A.稀硝酸 | B.双氧水 | C.氨水 | D.高锰酸钾溶液 |
(5)从滤液C中回收的主要物质的一种用途是_________________________________。