题目内容

2.某锂电池的结构如图所示,该电池放电过程中的一个电极反应式为Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-,下列说法正确的是(  )
A.放电时,Li+透过固体电解质向Li极移动
B.放电时,负极的电极反应式为Li-e-+OH-=LiOH
C.放电时,水溶液的pH不断升高
D.放电过程中需要不断地补充Cu

分析 根据电池反应式知,该反应中Li元素化合价由0价变为+1价、Cu元素化合价由+1价变为0价,所以负极上电极反应式为Li-e-=Li+、正极反应式为 Cu2O+H2O+2e-=Cu+2OH-,放电时电解质中阳离子向正极移动,以此解答该题.

解答 解:A.放电时,阳离子向正极移动,则Li+透过固体电解质向Cu极移动,故A错误;
B.放电过程负极上电极反应式为Li-e-=Li+,故B错误;
C.放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-,产生氢氧根离子,碱性增强,pH升高,故C正确;
D.放电过程,通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时Cu2O转化为Cu,则整个反应过程中,铜相当于催化剂,不需要补充,故D错误;
故选C.

点评 本题考查了原电池原理,为高频考点,明确原电池负极上得失电子及电极反应式是解本题关键,题目难度中等,易错点为B,注意正极电极方程式的书写.

练习册系列答案
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16.有资料介绍Fe3+在水溶液中通常以水合离子形式存在,[Fe(H2O)6]3+几乎无色.某化学实验小组对实验室Fe(NO33和FeCl3溶液呈黄色的原因产生了疑问,进一步查阅资料发现:
①[Fe(H2O)6]3++H2O?[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n(黄色)+nH3O+(n=1~6);
②[FeCl4(H2O)2]-为黄色.
他们进行了如下探究实验.请回答下列问题:
【实验I】如图1:

(1)你认为Fe(NO33溶液呈黄色的原因是[Fe(H2O)6]3+水解产生了[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n
(2)你认为FeCl3溶液呈黄色主要是含有[FeCl4(H2O)2]-微粒,理由:试管②、④中加入等量的HNO3后,②中溶液褪色,而④中溶液仍呈黄色.
【实验Ⅱ】
已知透光率越大,溶液颜色越浅.用色度计分别测定0.5mol•L-1 Fe(NO33和FeCl3溶液在不同温度下的透光率如图2所示.
(3)随着温度升高,Fe(NO33溶液透光率逐渐减小的原因是温度升高,导致平衡[Fe(H2O)6]3++nH2O?[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+nH3O+正向移动,[Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n浓度增大,溶液颜色加深.
(4)FeCl3溶液透光率随温度升高而减小的幅度明显大于Fe(NO33溶液,其原因用离子方程式表示::[Fe(H2O)6]3++4Cl-?[FeCl4(H2O)2]-+4H2O,该反应属于吸热反应(填“放热”或“吸热”).
【实验Ⅲ】
该实验小组同学还设计了一个实验方案验证(4)中结论.
(5)取试管②中无色溶液,滴加几滴B(从下列选项中选择最佳试剂,填写字母序号),通过现象能证明(4)中结论正确.
A.Fe(NO33溶液 B.NaCl溶液 C.NaNO3溶液   D.FeCl3溶液.
13.锆(40Zr)是现代工业的重要金属原料,具有良好的可塑性,抗蚀性能超过钛.以锆英石(主要成分是ZrSiO4,还含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料生产锆及其化合物的流程如图所示:

(1)ZrSiO4中锆元素的价态是+4;上述流程中,高温气化存在多个反应,若不考虑反应中的损失,则分馏后得到的SiCl4质量通常比由纯ZrSiO4发生的反应得到的SiCl4质量大,原因是因为杂质中的SiO2也通过反应产生了SiCl4.SiCl4的电子式为
(2)高温气化后的固体残渣除C外,还有Al2O3和FeCl3,加水浸取得氯化铁溶液,过滤,从滤渣中分离出C和A12O3两种固体的方法是加碱浸取过滤得到C,再向滤液中通入足量CO2,过滤后将固体加热得到氧化铝.(或加酸浸取过滤得到C,再向滤液中加氨水,过滤后将固体加热得到氧化铝.).
(3)写出上述流程中ZrCl4与水反应的化学方程式:ZrCl4+9H2O═ZrOCl2•8H2O+2HCl.
(4)锆还是核反应堆燃料棒的包裹材料,锆合金在高温下与水蒸气反应产生氢气,二氧化锆可以制造耐高温纳米陶瓷.下列关于锆、二氧化锆的叙述中,正确的是bd(填序号).
a.锆合金比纯锆的熔点高,硬度小
b.二氧化锆陶瓷属于新型无机非金属材料
c.将一束光线通过纳米级二氧化锆会产生一条光亮的通路
d.可采用氦作反应堆包裹核燃料的锆合金的冷却剂
(5)工业上电解K2ZrF6与KCl等组成的熔体也可制取金属锆.电解的总反应方程式为K2ZrF6+4KCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Zr+6KF+2Cl2↑.
(6)某燃料电池是以C2H4作为燃料气,另一极通入氧气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-,则负极上发生的反应式为C2H4+6O2--12e-═2CO2+2H2O.

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