题目内容

6．（1）有一种新型的高能电池-钠硫电池（熔融的钠、硫为两极，以Na+导电的β-Al2O3陶瓷作固体电解质），反应式为：2Na+xS$?_{充电}^{放电}$ Na2Sx．

①充电时，钠极与外电源负极相连．其阳极反应式为：Na2Sx-2e-=xS+2Na+或Sx2--2e-=xS．
②放电时，发生还原反应的是S或正极．用该电池作电源电解（如图1）分别含有 0.2mol NaCl和CuSO4的混合溶液500ml时，若此电池工作一段时间后消耗23g Na （电能的损耗忽略不计）．电解后溶液加水稀释至2L，则溶液的pH为1．
（2）若将钠硫电池改为如图2所示的碳酸盐燃料电池，它以CO为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质．写出燃料电池的A电极反应式CO-2e-+CO32-=2CO2．

分析 （1）①根据电池反应式知，充电时，钠离子得电子发生还原反应，所以钠作阴极，应该连接电源负极；阴极上失电子发生氧化反应；
②放电时，S得电子发生还原反应作正极；钠消耗23g时，其物质的量为1mol，每个钠原子失去一个电子，所以失电子物质的量为1mol，电解池中阳极上氯离子放电生成氯气，根据转移电子守恒得0.2mol氯离子放电，同时有0.8mol氢氧根离子放电；阴极上有0.2mol铜离子放电生成Cu，铜离子得电子物质的量是0.4mol，则还有0.6mol氢离子放电，实际上相当于有0.6mol水发生电解，则阳极上有0.2mol氢氧根离子放电，阳极附近有0.2mol氢离子生成；
（2）燃料电池中，燃料作负极、氧化剂作正极，该燃料电池中A是负极、B是正极，负极上CO失电子发生氧化反应．

解答 解：（1）①根据电池反应式知，充电时，钠离子得电子发生还原反应，所以钠作阴极，应该连接电源负极；阴极上失电子发生氧化反应，电极反应式为Na2Sx-2e-=xS+2Na+ 或Sx2--2e-=xS，
故答案为：负；Na2Sx-2e-=xS+2Na+ 或Sx2--2e-=xS；
 ②放电时，S得电子发生还原反应作正极；钠消耗23g时，其物质的量为1mol，每个钠原子失去一个电子，所以失电子物质的量为1mol，电解池中阳极上氯离子放电生成氯气，根据转移电子守恒得0.2mol氯离子放电，同时有0.8mol氢氧根离子放电；阴极上有0.2mol铜离子放电生成Cu，铜离子得电子物质的量是0.4mol，则还有0.6mol氢离子放电，实际上相当于有0.6mol水发生电解，则阳极上有0.2mol氢氧根离子放电，阳极附近有0.2mol氢离子生成，氢离子浓度=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，溶液的pH=1，
故答案为：硫或正；pH=1；
（2）燃料电池中，燃料作负极、氧化剂作正极，该燃料电池中A是负极、B是正极，负极上CO失电子发生氧化反应，电极反应式为CO-2e-+CO32-=2CO2，故答案为：CO-2e-+CO32-=2CO2．

点评 本题考查化学电源新型电池，为高频考点，明确各个电极发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意（2）中各个电极上离子放电顺序，题目难度不大．

练习册系列答案
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16．下表是元素周期表的一部分，对所标注的①-⑨元素，根据要求，回答有关问题：
　　　　族
周期		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
2①②
3③④⑤⑥⑦
4⑧⑨
（1）最活泼的非金属元素是F，原子半径最大的元素是K；（填写元素符号）
（2）某元素最高价氧化物的水化物酸性最强，该酸的化学式为HClO4，某元素的气态氢化物水溶液呈碱性，该氢化物的化学式为NH3；
（3）最不活泼的元素，其原子结构示意图为；
（4）写出元素④的单质与元素③的最高价氧化物的水化物溶液反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑；
（5）写出一条能够说明元素⑥的非金属性强于⑤的依据：高氯酸的酸性比硫酸的酸性强．
17．据报道，反式脂肪酸目前被广泛添加于加工食品中，而反式脂肪酸会导致心脏病和糖尿病等疾病．已知某种反式脂肪酸的结构简式为，下列判断不正确的是（　　）
A．该物质与丙烯酸互为同系物
B．该物质的分子式为C18H34O2
C．该物质易溶于水，在空气中不易变质
D．该物质的碳链含有锯齿形结构
14．以苯酚为原料合成的路线如下所示，请按要求作答：

（其中E的结构简式为：）
（1）物质A的分子式为C6H12O；写出鉴别苯酚与物质A所需的试剂是FeCl3溶液．
（2）反应②的反应条件是浓硫酸、加热．物质D的官能团名称是碳碳双键．
（3）写出以下物质的结构简式：B，F．
（4）写出反应③、④的化学反应方程式：
③；④．
1．为应对环境污染，使得对如何减少煤燃烧和汽车尾气中各种含碳、氮、硫等气体的排放，及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫．
（1）为减少煤燃烧中废气的排放，常将煤转化为清洁气体燃料．请写出焦炭与水蒸气高温下反应的化学方程式：C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H2．
（2）选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO转化为无毒气体．
已知：①2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H1=-566kJ?mol-1
②2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H2=-746kJ?mol-1
则反应N2（g）+O2（g）═2NO（g）的△H=+180kJ?mol-1．
（3）在一定温度下，向1L密闭容器中充入0.5mol NO、2mol CO，发生上述反应②，
20s反应达平衡，此时CO的物质的量为1.6mol．在该温度下反应的平衡常数K=1.25．
（4）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的．如图1是通过人工光合作用以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图．催化剂b表面发生的电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH．

（5）氮氧化物进入水体可转化为NO3─，电化学降解法可用于治理水中NO3─的污染．原理如图2所示．电源正极为A（填“A”或“B”），若电解过程中转移了0.4mol电子，则处理掉的NO3─为4.96g．
11．下列说法中错误的是（　　）
A．0.5 L 2 mol•L-1 AlCl3溶液中，Al3+和Cl-总数小于4×6.02×1023个
B．制成0.5 L 10 mol•L-1的盐酸，需要标准状况下的氯化氢气体112 L
C．从1 L 1 mol•L-1的NaCl溶液中移取出10 mL溶液，其浓度是1 mol•L-1
D．10 g 98%的硫酸（密度为1.84 g•cm-3）与10 mL18.4 mol•L-1的硫酸的浓度不同
18．如图所示，把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中．试回答下列回答：
（1）实验中能观察到的现象是ABD．（选填代号）
A．试管中镁片逐渐溶解              B．试管中产生无色气泡
C．烧杯外壁变冷                    D．烧杯底部析出少量白色固体
（2）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量小于（填“大于”“小于”“等于”）镁片和盐酸的总能量．
15．已知，有机化合物A只由C、H两种元素组成且能使溴水褪色，其产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平．A、B、C、D、E有如图转化关系则下列推断错误的是（　　）
A．鉴别A和甲烷可选择使用酸性高锰酸钾溶液
B．D中含有羧基，利用D物质可以清除水壶中的水垢
C．图表涉及的反应类型有加成、取代、氧化
D．B+D→E的化学方程式：C2H5OH+CH3COOH→CH3COOC2H5
16．氯及其化合物在生产，生活中有着广泛的用途，回答下列问题：
（1）砹是氯的同族元素，比氯多3个电子层，砹在周期表中的位置为六周期，第ⅤⅡA族，HAt的稳定性比HCl弱（填“强”或“弱”）．
（2）Cl2与NaOH溶液反应受温度影响较大，如果温度过低，会生成NaClO；温度过高，会生成NaClO3，若NaOH溶液和氯气反应时所得溶液中ClO-与ClO3-的物质的量之比为1：1，则该反应的离子方程式为4Cl2+8OH-=6Cl-+ClO-+ClO3-+4H2O．
（3）工业上采用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，其化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑，在一定条件下将Cl2通入NaOH溶液中可制的漂白液，漂白液的有效成分为NaClO（填化学式）．家庭使用漂白液时，不宜直接接触该铁制品，否则铁制品将发生电化学腐蚀，其中正极的电极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-．
（4）如果在NaCl溶液中加入混有少量NaClO3，可加入一定量的铁屑并加热除去，反应的化学方程式为3H2O+2Fe+NaClO3=NaCl+2Fe（OH）3↓，得到的铁的化合物经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O），称取3.60g草酸亚铁晶体（相对分子质量为180），用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示：
①分析图中数据，根据信息写出过程Ⅰ发生反应的化学方程式FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O．
②300℃时剩余固体只有一种切实铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式Fe2O3．

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