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2.浙江大学成功研制出能在数分钟之内将电量充满的锂电池,其成本只有传统锂电池的一半.若电解液为LiAlCl4-SOCl2,电池的总反应为:4Li+2SOCl2$\frac{\underline{\;充电\;}}{放电}$4LiCl+S+SO2.下列说法正确的是(  )
A.充电时阳极反应式为:4Cl-+S+SO2-4e-═2SOCl2
B.电池的电解液可用LiCl水溶液代替
C.放电时电子从负极经电解液流向正极
D.该电池放电时,负极发生还原反应

分析 A.充电时,阳极上S失电子发生氧化反应;
B.水和Li发生反应生成LiOH和氢气;
C.电子只能在外电路的导线中流动,不会在电解质溶液中流动;
D.放电时,电子从负极沿导线流向正极.

解答 解:A.充电时,阳极上S失电子发生氧化反应,阳极反应式为:4Cl-+S+SO2-4e-=2SOCl2,故A正确;
B.Li是一种碱金属,比较活泼,能与H2O直接发生反应,因此该锂电池的电解液不能用LiCl水溶液代替LiAlCl4-SOCl2,故B错误;
C.放电时,Li是负极,另一个电极是正极,负极上失电子、正极上得电子,所以电子从负极沿导线流向正极,故C错误;
D.放电时Li元素化合价由0价变为+1价,发生氧化反应,故D错误;
故选A.

点评 本题考查了原电池、电解池工作原理,题目难度中等,明确原电池、电解池判断方法是解本题关键,难点是电极反应式的书写,要结合电池反应式及元素化合价变化书写.

练习册系列答案
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13.碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用.
已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,这是目前使用最广泛的人工固氮的方法.请回答下列问题:
450℃时,往一个2L的密闭容器中充入2.6molH2和1molN2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如表所示
时间/min51015202530
c(NH3)/mol•L-10.080.140.180.20.20.2
(1)5min内,消耗N2的平均反应速率为0.008mol.L-1.min-1
此条件下该反应的化学平衡常数值为0.1
(2)若改变某一条件,达新平衡时n(H2)=1.6mol,下列说法正确的是BD
A.平衡一定正向移动
B.可能是降低了容器的温度
C.可能是向容器中加入了一定量的H2气体
D.可能是缩小了容器的体积
(3)另一种人工固氮的新方法是在光照条件下,N2在催化剂表面与水蒸气发生反应生成NH3和O2. 已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-489kJ/mol
请根据以上信息,写出人工固氮新方法的热化学方程式2N2(g)+6H2O(g)=4NH3(g)+3O2(g)△H=1282.2KJ/mol
工业上也可在碱性溶液中通过电解的方法实现上述反应,阳极的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O
(4)如图1表示500℃、60.0MPa条件下,合成氨原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:14.5%.
(5)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如图2:
写出NiO电极的电极反应式:NO+O2--2e-=NO2
(6)①2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s),此反应温度越低越容易自发进行,则该反应正向为放热反应(填“吸”或“放”).若将一定量NH2COONH4(s)置于恒温密闭容器中,其分解达到平衡状态,此时容器内压强为P1,混合气体的密度为ρ1.缩小容器的容积,再次达平衡时,容器内压强为P2,混合气体的密度为ρ2.则P1<P2(填“>”“=”或“<”),ρ1<ρ2(填“>”“=”或“<”).
②在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)+B(g)?2C(g)+D(s)反应,按如表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高.简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:升高温度平衡常数减小
物质ABCD
起始投料/mol2120
7.矿物燃料在使用的过程中会产生大量污染性物质,如SO2和CO2,而H2和NH3都被认为是理想的清洁能源.

(1)某些合金可用于储存氢,金属储氢的原理可表示为:M(s)+xH2═MH2x(s)△H<0  (M表示某种合金)如图1表示温度分别为T1、T2时,最大吸氢量与氢气压强的关系.则下列说法中,正确的是bd;
a.T1>T2                         b.增大氢气压强,加快氢气的吸收速率
c.增大M的量,上述平衡向右移动     d.上述反应可实现多次储存和释放氢气
(2)以熔融碳酸盐为电解质,稀土金属材料为电极组成氢氧燃料电池(如图2装置甲所示),其中负极通入H2,正极通入O2和CO2的混合气体.图2乙装置中a、b为石墨电极,电解一段时间后,b电极附近滴入酚酞溶液变红,NaCl溶液的体积为100mL.
①工作过程中,甲装置中d电极上的电极反应式是O2+4e-+CO2=CO32-;乙装置中电极a为阳极(填电极名称).
②若在a极产生112mL(标准状况)气体,25℃时乙装置中所得溶液pH=13.(忽略电解前后溶液的体积变化)
(3)氨在氧气中燃烧,生成水和一种空气组成成分的单质.
已知:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1   2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H=-572KJ•mo1-1试写出氨气在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=-1531.2KJ/mol;
(4)在一定条件下,将lmolN2和3molH2混台于一个10L的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)?高温高压催化剂2NH3(g)△H<0 已知5分钟后达到平衡,平衡时氨气的体积分数为25%.
①该反应的平衡常数表达式为:K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2}){c}^{3}({H}_{2})}$;
②能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是a
a、容器中压强不变   b、混合气体的密度不变  c、3v(H2)=2v(NH3) d、c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
③对于上述平衡状态,改变下列条件能使反应速率增大,且平衡向正向移动的d
a、选用更高效的催化剂    b、升高温度   c、及时分离出氨气  d、增加H2的浓度   e、充入He,使体系总压强增大.

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