题目内容

15．最近报道了一种新型可充电式铝电池．电解质为阳离子（EMl+）与阴离子（AlCl4-）组成的离子液体．如图为该电池放电过程示意图，Cn为石墨烯，下列说法不正确的是（　　）
A．充电时，每生成1mol Al，电解质溶液中会增加7molAlCl4-
B．放电时，电解质中的阳离子（EMl+）未发生反应
C．放电时，负极反应方程式为Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-
D．充电时，Cn为阳极，电极方程式为Cn+AlCl4--e-═Cn[AlCl4]

分析 由示意图可知放电时铝为负极，被氧化生成Al2Cl7-，电极方程式为Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-，正极反应为3Cn[AlCl4]+3e-=3Cn+3AlCl4-，电解时阳极发生氧化反应，电解方程式为Cn+AlCl4--e-═Cn[AlCl4]，阴极发生还原反应，电极方程式为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-，以此解答该题．

解答 解：A．充电时，阳极发生3Cn+3AlCl4--3e-═3Cn[AlCl4]，阴极发生4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-，每生成1mol Al，电解质溶液中会增加4molAlCl4-，故A错误；
B．放电时，负极Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-，正极发生3Cn[AlCl4]+3e-=3Cn+3AlCl4-，电解质中的阳离子（EMl+）未发生反应，故B正确；
C．由示意图可知放电时铝为负极，被氧化生成Al2Cl7-，电极方程式为Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-，故C正确；
D．充电时，Cn为阳极，发生氧化反应，电极方程式为Cn+AlCl4--e-═Cn[AlCl4]，故D正确．
故选A．

点评 本题考查学生二次电池的工作原理以及原电池和电解池的工作原理知识，为高频考点，侧重学生的分析能力的考查，属于综合知识的考查，难度中等，注意把握电极的判断方法和电极方程式的书写．

练习册系列答案
相关题目
5．工业上合成a-萜品醇G的路线之一如下：

已知：
请回答下列问题：
（1）F中所含官能团的名称是碳碳双键和酯基．
（2）写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式．
①只有3种环境的氢原子    ②能发生银镜反应    ③分子中含六元环
（3）A的核磁共振氢谱有4个吸收峰．
（4）写出C→D转化的化学方程式．
（5）写出B在一定条件下聚合成高分子化合物的化学方程式．
（6）G可以与H2O催化加成得到化合物H，化合物H不能发生催化氧化反应，请写出H的结构简式．
6．银器的保护主要是维持它的原貌，对于轻微腐蚀蒙有硫化银的银器，可将其和铝片一起接触浸泡在稀NaOH溶液中，经一定时间污迹消失，取出后用水洗干净，再用软布或棉团擦光．有关叙述正确的是（　　）
A．溶液中的OH-向正极移动
B．在银表面上的反应为：2Al+3Ag2S═6Ag+Al2S3
C．正极反应式为：Ag2S+2e-═2Ag+S2-
D．在铝表面的反应为：Al+3OH--3e-═Al（OH）3
3．钴（Co）是人体必需的微量元素．含钴化合物作为颜料，具有悠久的历史，在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用．请回答下列问题：
（1）Co基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2；
（2）酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学疗法中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用．其结构如图所示，中心离子为钴离子．
①酞菁钴中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为N＞C＞H；
（用相应的元素符号作答）；碳原子的杂化轨道类型为sp2；
②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是2，4；
（3）CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色．
CoCl2可添加到硅胶（一种干燥剂，烘干后可再生反复使用）中制成变色硅胶．简述硅胶中添加CoCl2的作用：随着硅胶的吸湿和再次烘干，二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化，通过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度；
（4）用KCN处理含Co2+的盐溶液，有红色的Co（CN）2析出，将它溶于过 量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co（CN）6]4-，该配离子具有强还原性，在加热时能与水反应生成淡黄色[Co（CN）6]3-，写出该反应的离子方程式：2[Co（CN）6]4-+2H2O=2[Co（CN）6]3-+H2↑+2OH -；
（5）Co的一种氧化物的晶胞如图所示，在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有12个；筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶体，该晶体具有CoO2的层状结构（如下图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子）．下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是D．
10．PAFC{聚合碱式氯化铝铁，通式：[FeaAlb（OH）xCly]n}是一种新型的无机高分子絮凝剂．以高铁铝土矿、硫酸厂渣尘为配料（主要成分：Al2O3、Fe2O3，杂质FeO、SiO2等）为原料制取PAFC的实验流程如下：

（1）为提高“酸溶”速率，除适当增大盐酸浓度外，还可采取的措施有升高反应温度或减少固体配料的粒直径（举一例）．
（2）“酸溶”时，Al2O3与盐酸反应的化学方程式为Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，滤渣1的主要成分为SiO2（写化学式）
（3）“氧化”时，NaClO3氧化Fe2+，本身被还原为Cl-，该反应的离子方程式为ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O．
（4）“聚合”时，若将溶液pH调得过高，可能造成的影响是铁转化为Fe（OH）3沉淀，铝转化为Al（OH）3或AlO2-．
（5）$\frac{n（Al）}{n（Fe）}$是衡量PAFC净水效果的重要参数之一，某合作学习小组的同学拟通过实验确定产品中$\frac{n（Al）}{n（Fe）}$的比值．
步骤1．准确称取5.710g样品，溶于水，加入足量的稀氨水，过滤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到3.350g固体．
步骤2．另准确称取2.855g样品，溶于足量NaOH溶液，过滤，充分洗涤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到固体0.4000g．
①通式[FeaAlb（OH）xCly]n中，a、b、x、y的代数关系式为3a+3b=x+y．
②求产品中$\frac{n（Al）}{n（Fe）}$的比值（请写出计算过程）．
20．如图所示，电极a和b均为石墨棒，在电解过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电极a表面呈红色
B．电极b表面有气泡生成
C．电子由电源的负极沿导线流向电极b
D．该装置能量转化形式为化学能转化为电能
7．将0.06mol FeCl2加入100ml K2Cr2O7溶液中，恰好使溶液中Fe2+全部转化为Fe3+，Cr2O72-被还原为Cr3+．则K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为（　　）
A．0.4mol/LB．0.2mol/LC．0.1mol/LD．0.08mol/L
4．实验室里常用的干燥剂有：①固体氢氧化钠 ②五氧化二磷 ③浓硫酸 ④无水氯化钙 ⑤碱石灰（主要成分是氢氧化钠、氧化钙）等 ⑥生石灰 ⑦变色硅胶[主要成分是二氧化硅，在其中掺人少量的无水氯化钴（CoC12）作指示剂]．
（1）上述①、④、⑥三种干燥剂中，其主要化学成分所属的类别依次为B、C、D．（填序号）
A．酸          B．碱           C．盐            D．氧化物
（2）硅胶中无水氯化钴（CoC12）呈蓝色，吸水后变为粉红色的CoC12•6H2O，该变化过程属于化学（填“物理”或“化学”）变化．
（3）生石灰常用作食品干燥剂，久置后易失去干燥能力，其原因为CaO+H2O=Ca（OH）2（用化学方程式表示）．
（4）上述干燥剂中，既可以干燥O2，又可以干燥CO2的是②③④⑦（填序号）．
5．研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义．
（1）CO可用于炼铁，已知：Fe2O3（s）+3C（s）═2Fe（s）+3CO（g）△H 1=+489.0 kJ•mol-1，
C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H 2=+172.5 kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1．
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）．写出该电池的负极反应式：CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O．
（3）CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1．
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ＞KⅡ（填“＞”或“=”或“＜”）．
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入
反应物，一段时间后达到平衡．
容器甲乙
反应物投入量1mol CO2、3mol H2a mol CO2、b mol H2
c mol CH3OH（g）、c mol H2O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为0.4＜n（c）≤1．
（4）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2．紫外光照射时，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化见图2．在0～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为II＞III＞I（填序号）．

（5）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3．
①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是300℃～400℃．
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，写出有关的离子方程式：3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O．

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