题目内容

20．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地．锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示．电池反应为CoO2+LiC6$?_{充电}^{放电}$LiCoO2+C6，下列说法正确的是（　　）
A．放电时，电池的负极反应为LiC6-e-═Li++C6
B．充电时，电池的正极反应为CoO2+Li++e-═LiCoO2
C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低

分析 放电时，电池的正极发生得电子的还原反应，CoO2+Li++e-=LiCoO2，负极发生失电子的氧化反应，反应为LiC6-e-═Li++C6，充电时，电解池的阴极反应和放电时的负极反应互为逆过程，阳极反应和放电时的正极反应互为逆过程，由电解池的总反应来确定充放电时的电极反应，由于单质锂较活泼，易与羧酸以及醇反应而变质，电解质不能含有羧酸和醇．

解答 解：A、放电时，电池的负极发生失电子的氧化反应，电极反应为LiC6-e-═Li++C6，故A正确；
B、充电时是电解池原理，电池的正极和电源的正极相连，阳极上发生失电子的氧化反应，CoO2+Li++e-═LiCoO2是放电时的正极反应式，故B错误；
C、由于单质锂较活泼，易与醇以及羧酸类物质反应而变质，电解质不能含有醇和羧酸，故C错误．
D、锂离子电池的比能量高，故D错误．
故选A．

点评 本题考查锂电池的组成好工作原理，题目难度不大，本题注意锂电池的组成和工作原理，注意从总电池反应根据化合价的变化判断．

练习册系列答案
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10．实验室用共沉淀法制备纳米级Fe3O4的流程如下：

该方法的关键为促进晶粒形成，并控制晶体生长．试回答下列问题：
（1）该反应原理的是将一定量的FeCl3、FeCl2加入到6mol/L的NaOH溶液中，并调节pH=6时，便可得到黑色的糊状物Fe3O4，试用离子方程式可表示为该反应Fe2++2Fe3++8OH-=Fe3O4+4H2O．
（2）反应温度需控制在50℃，其方法是B．
A、酒精灯加热控制其温度为50℃B、用水浴加热，并控制水浴温度为50℃
（3）从黑色糊状物的悬浊液中分离出Fe3O4的实验操作是过滤．
（4）如何判断沉淀已经洗涤干净取最后的倾出液，取少量最后的倾出液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变血红色则已洗净（或取少量最后的倾出液于试管中，滴加几滴经稀硝酸酸化的硝酸银溶液，不产生沉淀则已洗净．）．
（5）确认所得Fe3O4达到纳米级的简单实验是做丁达尔效应实验（用一支激光笔照射所得产物，如有一条光亮的通路，证明已达纳米级）．
11．酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉，MnO2，ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可得到多种化工原料，有关数据下表所示：溶解度/（g/100g水）
温度/℃
化合物		 0 20 40 60 80 100
 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3
 ZnCl2 343 395 452 488 541 614
化合物Zn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3
Ksp近似值10-1710-1710-39
回答下列问题：
（1）该电池的正极反应式为MnO2+H++e-=MnOOH，电池反应的离子方程式为2MnO2+Zn+2H+=2MnOOH+Zn2+．
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作五分钟，理论上消耗Zn0.05g．（已经F=96500C/mol）
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过
加热浓缩、冷却结晶分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、碳粉和MnOOH，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法是空气中加热，其原理是碳粉转变为二氧化碳，MnOOH氧化为二氧化锰．
（4）用废电池的锌皮制备ZnSO4•7H2O的过程中，需去除少量杂质铁，其方法是：加稀硫酸和H2O2溶解，铁变为Fe3+，加碱调节至pH为2.7时，铁刚好完全沉淀（离子浓度小于1×10-5mol/L时，即可认为该离子沉淀完全）；继续加碱调节至pH为6时，锌开始沉淀（假定Zn2+浓度为0.1mol/L）．若上述过程不加H2O2后果是Zn2+和Fe2+分离不开，原因是Zn（OH）2、Fe（OH）2的Ksp相近．
8．（1）工业合成氨与制备HNO3一般可连续生产，其流程如图1：

①写出工业合成氨的化学方程式N2+3H2$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH3，上述尾气中的NO2一定条件下可与氨气反应转化为氮气，则该反应的化学方程式为6NO+4NH3$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$5N2+6H2O．
②某同学在实验室蒸馏含有Mg（NO3）2的稀硝酸制取浓硝酸，除导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶外，还需的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管．
（2）某兴趣小组采用图2装置制取并探究SO2气体的性质．

①下列实验方案适用于上图所示装置制取所需SO2的是B（填序号）．
A．Na2SO3溶液与HNO3B．Na2SO3固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧D．铜与浓H2SO4
②组装完仪器后，检查装置气密性的方法是：关闭活塞b，在d的出口处连接一导管并插入水中，用手捂（或酒精灯微热）c，若导管末端有气泡冒出，停止手捂（或加热），导管末端有稳定的水柱，则该装置的气密性良好．
③若要证明c中生成的气体是SO2，d中加入品红溶液后，打开活塞b，反应开始，待d中溶液红色褪去后，再加热（填实验的操作）试管d中的溶液，颜色又恢复，证明气体是SO2．
④指导老师指出应增加一尾气吸收装置，并帮助同学们设计了如图3装置，其中合理的是AD（填序号）．
15．据报道，以硼氢化合物NaBH4（B元素的化合价为+3）和H2O2作原料的燃料电池可用作空军通信卫星电源，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．电池放电时Na+从b极区移向a极区
B．电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用
C．每消耗1 mol H2O2，转移的电子为1 mol
D．该电池的正极反应为BH4-+8OH--8e-═BO2-+6H2O
5．根据物质性质完成下列题型．
（Ⅰ） A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物，A是单质．它们之间有如图的反应关系：
（1）若A是黄色固体，C、D是氧化物，C是造成酸雨的主要物质，但C也有其广泛的用途，写出其中的2个用途：漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等．
（2）若B是气态氢化物，C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染．B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分，写出该反应的化学方程式：4NH3+6NO$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$5N2+6H2O．
（3）若D物质具有两性，②、③反应均要用强碱溶液，④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体．写出单质A与碱反应的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．
（4）若A是太阳能电池用的光伏材料．C、D为钠盐，两种物质中钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性．写出②反应的化学方程式：Si+2NaOH+2H2O=Na2SiO3+2H2↑．
（Ⅱ）铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题．
（1）生铁中含有一种铁碳化合物X（Fe3C）．X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+；
（2）某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是BC．
A．Mg2+      B．Fe2+      C．Al3+       D．Cu2+
（3）氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如图：

回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是过滤．
②请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．
12．电镀含铬废水的处理方法较多．
Ⅰ．某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等，且酸性较强．为回收利用，通常采用如图流程处理：

已知：（1）Cr（OH）3与Al（OH）3性质相似，为两性氢氧化物；Cr（OH）3→NaCrO2→Na2CrO4→Na2Cr2O7
（2）Cu（OH）2能溶于氨水：Cu（OH）2+4NH3•H2O═[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O
请回答：
（1）操作Ⅰ的名称过滤，上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同，进行该实验操作所需要的主要玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还有玻璃棒．
（2）滤渣Ⅰ的主要成分为Cu（OH）2、Fe（OH）3 （写化学式），试剂乙的名称氨水．
（3）加入试剂甲的目的将Fe2+氧化成Fe3+．
（4）废水处理流程中生成滤渣Ⅲ的离子方程式2H2O+A1O2-+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-．
Ⅱ．酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在．工业上用以下方法处理处理含Cr2O72-的废水：
①往废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；
②用Fe为电极进行电解，经过一段时间，最后有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀产生；
③过滤回收沉淀，废水达到排放标准．
（5）电解时能否用Cu电极来代替Fe电极不能（填“能”或“不能”），理由因阳极产生的Cu2+不能使Cr2O72-还原到低价态．
9．化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖类代谢的中间体．可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得．A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一．A在某种催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应．在浓硫酸存在下，A可发生如图所示的反应．

试回答下列问题：
（1）写出下列有机物的结构简式：
BCH3CH（OH）COOCH2CH3，DD为CH3COOCH（CH3）C．
（2）写出下列化学反应方程式以及反应所属类型：
A→E的化学方程式：；反应类型：消去反应；
A→F的化学方程式：；反应类型：酯化反应或取代反应．
10．用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
A．7.1gCl2与足量的氢氧化钠溶液反应转移的电子数一定为0.2NA
B．在常温常压下，11.2 升氯气含有的分子数为0.5NA
C．常温常压下，32 g O2和O3的混合气体所含原子数为2NA
D．1 molFe与足量的Cl2反应转移的电子数为2NA

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