题目内容

15．如下图为摇摆电池（Rocking chair battery）的工作原理图，在充放电过程中，Li+在两极之间“摇来摇去”，其总反应为：LiCoO2+6C$?_{放电}^{充电}$Li（1-x）CoO2+LixC6，下列有关说法正确的是（　　）
A．放电时，负极反应LiCoO2-xe-═Li（1-x）CoO2+Li+
B．充电时，A极发生氧化反应
C．充电时，Li+穿过隔离膜向B极移动
D．当B极失去xmol电子，电池消1molLiCoO2

分析 A．放电时该装置为原电池，负极上失电子发生氧化反应；
B．充电时该装置为电解池，B为电解池阳极，阴极上发生氧化反应；
C．充电时该装置为电解池，阳离子向阴极移动；
D．根据LiCoO2和转移电子之间的关系式计算．

解答 解：A．放电时该装置为原电池，根据电子流向知，A为原电池负极，负极上电极反应式为：LixC6-xe-=xLi++6C，故A错误；
B．充电时该装置为电解池，根据电子流向知，B为电解池阳极，阳极上得电子发生氧化反应，故B错误；
C．充电时该装置为电解池，阳离子Li+向阴极A移动，故C错误；
D．当B极失去xmol电子时，该装置为电解池，B为电解池阳极，电极反应式为LiCoO2-xe-=Li（1-x）CoO2+xLi+，所以当B极失去xmol电子，电池消1molLiCoO2，故D正确；
故选D．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，明确充放电时各个电极上发生的反应及根据电子流向判断电极是解本题关键，难点是电极反应式的书写，难度较大．

练习册系列答案
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19．五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A和C同族，B和D 同族，C的简单离子和B的简单离子具有相同的电子层结构．A和B、D、E均能形成共价型化合物．A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物中阴阳离子的个数比为1：1．回答下列问题：
（1）五种元素中，原子半径最大的是钠（填元素名称），非金属性最强元素的是氯．
（2）由元素A分别和元素B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是PH3（用化学式表示）．
（3）元素A和E形成的化合物与元素A和B形成的化合物反应，产物的电子式为，其中存在的化学键类型为离子键和共价键．
（4）E离子的结构示意图是；元素D最高价氧化物的水化物的化学式为H3PO4或HPO3．
（5）单质E与水反应的离子方程式为Cl2+H2O═H++Cl-+HClO．
6．烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放．其研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气（主要成分SO2、CO2、N2、O2），并测定烟气中SO2的体积分数以及研究通过转化器的脱硫效率：

回答下列问题：
1．模拟烟气的制备
（1）写出装置A中发生化学反应的化学方程式C+2H2SO4（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+SO2↑+2H2O；检查装置A气密性的方法是向分液漏斗中注入蒸馏水后，关闭止水夹，打开分液漏斗下端活塞使液体流下，一段时间后，液体不能继续滴下，证明气密性良好．
2．测定烟气中SO2的体积分数
（2）欲测定烟气中SO2的体积分数，则装置按气流方向的接口顺序为abcedf．
（3）①甲同学认为应该在装置C、D（填字母）之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶，理由是检验是否被完全吸收．
②在准确读取量筒读数之前冷却至室温、并上下移动量筒使得量筒液面与广口瓶液面相平．
（4）乙同学根据模拟烟气的流速，（amL/min）和t min后量筒内液体的体积（V mL）测得二氧化硫的体积分数，其结果总是偏大，原因可能是模拟烟气中的氧气与溶解在水中的反应．
3．模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究
（5）将模拟烟气通过装置F，其中盛有FeCl2，FeCl3的混合溶液，它可以催化SO2与氧气的反应以达到脱硫的目的．
①写出催化剂参与反应过程中的离子方程式：SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+2Fe2++4H+；4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+．
②丙同学在此实验过程中发现黄色溶液先变成红棕色，查阅资料得Fe3++6SO2=[Fe（SO2）6]3+（红棕色），请用化学平衡移动原理解释实验中溶液颜色变化的原因：平衡向右移动，溶液由黄色变为红棕色．
3．根据下列实验操作和现象得出的结论不合理的是（　　）
选项实验操作现象结论
A将乙醇加入酸性重铬酸钾（K2Cr2O7）溶液中橙色溶液变为绿色乙醇具有还原性
B将铜粉加入1.0mol•L-1Fe2（SO4）3溶液中溶液变为蓝色金属铁比铜活泼
C将光亮的镁条放入NH4Cl溶液中有大量气泡产生反应生成H2和NH3
D将NaAlO2溶液加入NaHCO3溶液中有白色沉淀生成AlO2-结合H+的能力比HCO3-强
A．AB．BC．CD．D
10．2016年是门捷列夫诞生辰182周年，门捷列夫在化学史上的贡献是（　　）
A．提出了元素周期律B．提出了杂化轨道理论
C．发现了电子D．发现了能量最低原理
20．氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化成绿色；见光则分解，变成褐色．下图是工业上用制作印刷电路银板的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）生产CuCl的流程：（已知：滤液①和滤液②中溶质相同）

根据以上信息回答下列问题：
（1）写出生产过程中加入的试剂的名称：X铁粉，Y稀盐酸．
（2）写出产生CuCl的化学方程式：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4．
（3）在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体，结合化学方程式和必要的文字说明理由：Cu+2 H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和 SO2为1：1，所以理论上不需要补充SO2气体．
（4）在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外，你认为还应该注意的关键问题是防止CuCl的氧化和见光分解，减少产品CuCl的损失．
（5）实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示：
pH1234567
CuCl产率70908278757270
析出CuCl晶体最佳pH为2，当pH较大时CuCl产率变低的原因是pH较大时，Cu2+水解程度增大，反应生成CuCl减少，产率减小．
（6）氯化亚铜的定量分析：
①称取样品0.25g和10mL过量的FeCl3溶液于250mL锥形瓶中，充分溶解．
②用0.10mol•L-1硫酸铈[Ce（SO4）2]标准溶液滴定．
已知：CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+═Fe3++Ce3+．三次平行实验结果如下
平行实验次数1234
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）25.3524.0523.9524.00
则样品中CuCl的纯度为95.5%（结果保留三位有效数字）．
7．某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu（NO3）2•3H2O晶体，并进一步探究用SOCl2制备少量无水Cu（NO3）2．设计的合成路线如下：
已知：①Cu（NO3）2•3H2O$\stackrel{170℃}{→}$Cu（NO3）2•Cu（OH）2$\stackrel{200℃}{→}$CuO
②SOCl2熔点-105℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体、水解强烈放热，
请回答：
（1）Cu与足量稀HNO3反应的化学方程式3Cu+8NHO3（稀）=3Cu（NO3）2+4H2O+2NO↑
（2）第②步调pH适合的物质是CuO或Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3（填化学式）．
（3）第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤，其中蒸发浓缩的具体操作是将溶液转移至蒸发皿中，控制温度（不高于170℃），加热至溶液表面形成一层晶膜．为得到较大颗粒的Cu（NO3）2•3H2O晶体，可采用的方法是形成一层晶膜减慢冷却结晶的速度（填一种）．
（4）第④步中发生的反应化学方程式是Cu（NO3）2•3H2O+3SOC12=Cu（NO3）2+3SO2↑+6HCI↑．
（5）第④步，某同学设计的实验装置示意图（如图1）有一处不合理，请提出改进方案并说明理由：在AB之间增加干燥装置，防止B中的水蒸气进入A中；装置改进后，向仪器A中缓慢滴加SOCl2时，需打开活塞b（填“a”、“b”或“a和b”）．反应过程中，可能会因温度过高而有副反应，写出两种有效措施控制SOC12滴下速度、将三颈烧瓶置于冰水浴中．
（6）为测定无水Cu（NO3）2产品的纯度，可用分光光度法．
已知：4NH3•H2O+Cu2+═Cu（NH3）42++4H2O；Cu（NH3）42+对特定波长光的吸收程度（用吸光度A表示）与Cu2+在一定浓度范围内成正比．现测得Cu（NH3）42+的吸光度A与Cu2+标准溶液浓度关系如图2所示：
准确称取0.315 0g无水Cu（NO3）2，用蒸馏水溶解并定容至100mL，准确移取该溶液10.00mL，加过量NH3•H2O，再用蒸馏水定容至100mL，测得溶液吸光度A=0.600，则无水Cu（NO3）2产品的纯度是89.5%（以质量分数表示）．
11．下列化合物的用途叙述正确的是（　　）
A．光纤通信使用的光缆的主要成分是晶体Si，太阳能电池使用的材枓主要是SiO2
B．水玻璃可用作防火剂或防腐剂
C．高锰酸钾溶液、SO2、双氧水都能杀菌消毒，消毒原理相同，都利用了强氧化性
D．SO2可用来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫、增白食品等
6．工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物NOx（NO和NO2的混合物，假设不含N2O4）的处理与应用也是科学研究的热点．

（1）工业上可用氨催化吸收法处理NOx，反应原理如下：4xNH3+6NOx $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$（2x+3）N2+6xH2O
某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如图1：
①装置A中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O．
②装置D中碱石灰的作用是除去气体中含有的水蒸气．
（2）工业上也常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx．已知：NO不能与Na2CO3溶液反应，．
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2        （I）
2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2     （II）
①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是A（填字母）．
A．1.4          B．1.6         C 1.8
②将1mol NOx通入Na2CO3溶液中，被完全吸收时，溶液中生成的NO3-、NO2-两种离子的物质的量随x变化关系如图2所示：图中线段a表示NO2-离子随x值变化的关系；若用溶质质量分数为21.2%的 Na2CO3溶液吸收，则需要Na2CO3溶液至少250g．
③用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则NOx中的x值为1.875．
（3）氨催化吸收法和Na2CO3溶液吸收法处理NOx尾气的意义是将有毒气体转化为无毒物质，防止有毒气体的污染．（4）尿素也可用于吸收处理NOx，其反应原理为：
NO+NO2+H2O═2HNO2
2HNO2+CO（NH2）2═2N2↑+CO2↑+3H2O．
当混合气体中NO、NO2按上述反应中系数比时吸收效果最佳．若混合气体中V（NO）：V（NO2）=5：1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V（空气）：V（NO）=1：1（空气中氧气的体积含量约为20%）．

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