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:
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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:
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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)① Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+
②过滤洗涤 灼烧 冷却 ③1000m/51v
(2)① c ②负 ③ 从A到B ④ Sx-2e-=xS
【解析】(1)①根据操作流程可知实验原理是,Al(NO3)3和氨水反应生成Al(OH)3,离子方程式是Al3++3NH3。H2O=Al(OH)3+3NH4+。
②氢氧化铝经过滤、洗涤、灼烧后生成三氧化二铝,冷却后称量。
③ n(Al2O3)=m/102 mol,则n[Al(NO3)3]=2 n(Al2O3)=m/51 mol
c[Al(NO3)3]= n[]/10-3V=1000m/51v mol/L;
(2)①原电池工作时,控制温度应满足Na和S处在熔融状态,则控制温度是低于444.6℃,高于115℃,选择c符合题意。
②原电池放电时,Na是负极被氧化。
③在原电池内部,阳离子向正极移动,即A到B;
④原电池充电时,是电解池变化,阳极反应为Sx-2e-=Xs
在实验室中进行下列实验探究,其中的实验用品均能用到且正确的是
选项 | 实验探究内容 | 实验用品 |
A | 铜丝在氯气中燃烧 | 坩埚钳、燃烧匙、氯气、铜丝 |
B | 铝热反应 | 铁架台、大蒸发皿、普通漏斗、铝粉、Fe2O3 |
C | 实验室制备氨气 | 试管、集气瓶、酒精灯、NH4Cl、Ca(OH)2 |
D | 用KMnO4晶体配制500mL0.1mol·L-1KMnO4溶液 | 容量瓶、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管、KMnO4 |
某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。
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(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是__________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是______________________。
再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是_____________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_____,理由是_______。
方案 | 反应物 |
甲 | Cu、浓硝酸 |
乙 | Cu、稀硝酸 |
丙 | Cu、O2、稀硝酸 |
(4)该小组同学向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓盐酸。观察到的实验现象是_________;该小组同学实验目的是_________,但此实验的不足之处是_____________________。