题目内容
1.化学电池的研究一直是化学工作者研究的热点之一.I.美国科科家S•鲁宾成功开发锌汞纽扣式电池,以锌和氧化汞溶液为电极材料,氢氧化钾为电解液的原电池,有效地解决电池使用寿命短、易发生漏液等问题.
电池总反应为:Zn+HgO═ZnO+Hg.
(1)该电池的正极反应式是HgO+H2O+2e-=Hg+2OH-.
(2)含汞电池生产企业的污水中会含有一定量的十2价的汞离子,通常采用处理成本较低的硫化物沉淀法,即向污水中投如一定量的硫化钠,反应的离子方程式为Hg2++S2-=HgS↓.
(3)该方法的缺点是产物的颗粒比较小,大部分悬浮于污水中,通常采用一定量的明矾晶体进行后续处理,请解释其原因铝离子水解得到氢氧化铝胶体具有吸附性,吸附HgS颗粒,加快HgS微粒的沉降.
Ⅱ.锂离子电池由于轻便、比能量大等优点,成为当今社会最为常见的电池.其中的重要材料磷酸亚铁锂(LiFeP04)通常按照如图流程进行生产.
请回答下列问题:
(4)生产过程中“混合搅拌”的目的是使反应物充分混合,提高反应速率.气体X的化学式为NH3.
(5)请写出一定条件下由LiH2PO4生成LiFePO4的化学方程式2LiH2PO4+Fe2O3+C=2LiFePO4+CO↑+2H2O.当生成LiFePO4磷酸亚铁锂时,转移的电子数目为6.02×1023.
(6)生成LiFeP04的过程可能产生一种杂质对电池有致命的影响,则该杂质可能为Fe.
分析 I.(1)正极发生还原反应,HgO获得电子生成Hg,碱性条件下还生成氢氧根离子;
(2)硫离子与汞离子反应生成HgS沉淀;
(3)铝离子水解得到氢氧化铝胶体,吸附HgS颗粒,加快沉淀;
Ⅱ.(4)充分混合,加快反应速率;铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气;
(5)流程图中LiH2PO4与Fe2O3、C反应生成LiFePO4,Fe元素被还原,C元素被氧化生成CO,还有水生成;根据Fe元素化合价变化计算转移电子;
(6)碳可能将氧化铁中Fe元素还原为Fe单质.
解答 解:I.(1)正极发生还原反应,HgO获得电子生成Hg,碱性条件下还生成氢氧根离子,该电池的正极反应式为:HgO+H2O+2e-=Hg+2OH-,
故答案为:HgO+H2O+2e-=Hg+2OH-;
(2)硫离子与汞离子反应生成HgS沉淀,反应离子方程式为:Hg2++S2-=HgS↓,
故答案为:Hg2++S2-=HgS↓;
(3)铝离子水解得到氢氧化铝胶体具有吸附性,吸附HgS颗粒,加快HgS微粒的沉降,
故答案为:铝离子水解得到氢氧化铝胶体具有吸附性,吸附HgS颗粒,加快HgS微粒的沉降;
Ⅱ.(4)生产过程中“混合搅拌”的目的是:使反应物充分混合,提高反应速率,铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气,即X为NH3,
故答案为:使反应物充分混合,提高反应速率;NH3;
(5)流程图中LiH2PO4与Fe2O3、C反应生成LiFePO4,Fe元素被还原,C元素被氧化生成CO,还有水生成,反应方程式为:2LiH2PO4+Fe2O3+C=2LiFePO4+CO↑+2H2O,当生成1mol磷酸亚铁锂时,转移的电子为1mol,即转移电子数目为6.02×1023,
故答案为:2LiH2PO4+Fe2O3+C=2LiFePO4+CO↑+2H2O;6.02×1023;
(6)碳可能将氧化铁中Fe元素还原为Fe单质,对电池有致命的影响,
故答案为:Fe.
点评 本题考查原电池的工作原理、物质准备工艺流程、陌生化学式书写、沉淀转化等,是对学生综合能力的考查.
| A. | 将a molL-1 HCN溶液与a molL-1 NaOH溶液等体积混合,混合液中:c(OH-)>c(H+),c(Na+)>c(CN-) | |
| B. | 等物质的量浓度的各溶液pH关系为:pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa) | |
| C. | 冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小 | |
| D. | NaHCO3和Na2CO3混合液中,一定有c(Na+)+c(H+)═c(OH-)+c(HCO3-)+c(CO32-) |
| A. | 标准状况下,11.2 L的苯所含的分子个数为0.5NA | |
| B. | 28 g乙烯所含共用电子对数目为4NA | |
| C. | 标准状况下,11.2 L二氯甲烷所含原子个数为2.5NA | |
| D. | 现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14 g,其原子个数为3NA |
| A. | 直链烷烃中,碳原子数越多沸点越高 | |
| B. | 碳原子数相同的烷烃,支链越多沸点越高 | |
| C. | 相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃 | |
| D. | 碳原子数相同的醇,羟基越多沸点越高 |