铅氧化还原液流电池作为一种新型铅电池，具有一定的应用前景，正在逐渐成为电化学储能领域的一个...

铅氧化还原液流电池作为一种新型铅电池，具有一定的应用前景，正在逐渐成为电化学储能领域的一个研究热点。该电池以酸性甲基磺酸铅溶液为电解液，简化的工作原理如图所示，下列说法正确的是（　　 ）

A.放电时，H+经过循环泵向Pb电极移动

B.放电时，正极反应式为PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O

C.充电时，阴极反应式为2H++2e-=H2↑

D.该电解液可用稀H2SO4替代，放电效果相同

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铅氧化还原液流电池作为一种新型铅电池，具有一定的应用前景，正在逐渐成为电化学储能领域的一个研究热点。该电池以酸性甲基磺酸铅溶液为电解液，简化的工作原理如图所示，下列说法正确的是（　　 ）

A.放电时，H+经过循环泵向Pb电极移动

B.放电时，正极反应式为PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O

C.充电时，阴极反应式为2H++2e-=H2↑

D.该电解液可用稀H2SO4替代，放电效果相同

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（13分）纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用，研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。已知Cu+易在酸性条件下发生：2Cu+=Cu2+＋Cu。

方法一：在新制Cu(OH)2浊液中滴入N2H4·H2O水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，同时产生无色无味的气体。

（1）写出上述制备过程中的总反应方程式　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　 。

（2）用甲醛稀溶液代替N2H4·H2O水溶液也可以实现上述转化，但需水温较高，且往往会生成极少量颗粒较大的Cu2O，用　　 　 　　 的方法可分离出颗粒过大的Cu2O。

方法二：以铜作阳极，石墨作阴极电解。已知：①铜作阳极时，铜先被氧化生成Cu+，后Cu+继续氧化生成Cu2+；②在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。

（3）以NaOH溶液作为电解质溶液时需添加NaCl，其目的是　　　　　　　　 　　 ，写出阳极反应方程式　　　　　　 　　 　　 。

（4）写出在碱性溶液中CuCl浊液转化为Cu2O的离子方程式　　　　　　 　　　　　　　 　　 。

（5）这样制得的Cu2O中往往含有CuCl，请设计实验证明CuCl的存在 　　　　　　　　　　 。

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铅氧化还原液流电池是一种新型储能电池。该电池以酸性甲基磺酸铅溶液为电解液，简化的工作原理如图所示，下列说法正确的是

A.放电时，H+经过循环泵向Pb电极移动

B.放电时，负极反应式为Pb-2e- +SO42- = PbSO4

C.充电时，电解液中H+、Pb2+的物质的量浓度均减小

D.充电时，阳极反应式为Pb2+ +2H2O-2e- = PbO2 +4H+

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AlN新型材料应用前景广泛，其制备与性质研究成为热点。

相关数据如下：

(1)AlN的制备。

① 化学气相沉积法。

Ⅰ.一定温度下，以AlCl3气体和NH3为原料制备AlN，反应的化学方程式是____________________。

Ⅱ.上述反应适宜的温度范围是______℃（填字母）。

a.75~100　　　　　　 b.600~1100　　　　　 c.2000~2300

② 铝粉直接氮化法。

Al与N2可直接化合为AlN固体，AlN能将Al包裹，反应难以继续进行。控制温度，在Al粉中均匀掺入适量Mg粉，可使Al几乎全部转化为AlN固体。该过程发生的反应有：__________________、_________和2Al + N2 2AlN。

③碳热还原法。

以Al2O3、C（石墨）和N2为原料，在高温下制备AlN。

已知：ⅰ. 2Al2O3(s) ⇌ 4Al(g) + 3O2(g) 　　　　　 ∆H 1 =＋3351 kJ·mol-1

ⅱ. 2C(石墨，s) + O2(g) = 2CO(g)　　 　　 ∆H 2 =－221 kJ·mol-1

ⅲ. 2Al(g) + N2(g) = 2AlN(s)　 　　　　　　　　 ∆H 3 =－318 kJ·mol-1

运用平衡移动原理分析反应ⅱ对反应ⅰ的可能影响：______________________________________。

(2)AlN的性质。AlN粉末可发生水解。相同条件下，不同粒径的AlN粉末水解时溶液pH的变化如图所示。

① AlN粉末水解的化学方程式是____________________________________。

② 解释t1-t2时间内两条曲线差异的可能原因：_______________________________。

(3)AlN含量检测。向a g AlN样品中加入足量浓NaOH溶液，然后通入水蒸气将NH3全部蒸出，将NH3用过量的v1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全，剩余的H2SO4用v2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和，则样品中AlN的质量分数是________________________________。

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镁燃料电池作为一种高能化学电源，具有良好的应用前景。如图是镁－空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是　 (　　)。

A．该电池Mg作负极，发生还原反应

B．该电池的正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－

C．电池工作时，电子通过导线由碳电极流向Mg电极

D．当电路中通过0.2 mol电子时，消耗的O2体积为1.12 L

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镁燃料电池作为一种高能化学电源,具有良好的应用前景。下图是镁—空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是（　　 ）

A.该电池Mg作负极,发生还原反应

B.该电池的正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-

C.电池工作时,电子通过导线由碳电极流向Mg电极

D.当电路中通过0.2 mol电子时,消耗的O2体积为1.12 L

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镁燃料电池作为一种高能化学电源，具有良好的应用前景。下图是镁一空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是

A．该电池Mg作负极，发生还原反应

B．该电池的正极反应式为：

C．电池工作时，电子通过导线由碳电极流向Mg电极

D．当电路中通过0.2mol电子时，消耗的O₂体积为1.12L

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纳米氧化亚铜在水的光解等领域具有极大应用潜能，是极具开发前景的绿色环保光催化剂。目前主要的合成方法有电解法、高温固相法等。

（1）有研究表明阳极氧化法成功制得了Cu2O 纳米阵列，装置如图：

该电池的阳极反应方程式为　　　　　　　　 离子交换膜为_______(填阳或阴)离子交换膜，铜网应连接电源的_____极。

（2）在高温下用甲烷将粉状CuO 还原也可制得Cu2O。

已知：①2Cu(s)＋1/2O2(g)=Cu2O(s)；△H = -169kJ/mol

②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)；△H = -846.3 kJ/mol

③ Cu(s)＋1/2O2(g)=CuO(s)；△H = -157 kJ/mol

则该反应的热化学方程式是：__________。

（3）在相同的密闭容器中，用等质量的三种纳米Cu2O(用不同方法制得)分别进行催化分解水的实验：2H2O(g) 2H2(g)+O2(g) △H>0。水蒸气浓度随时间t变化如下表所示：

①对比实验的温度：T2　　　　 T1(填“﹥”“﹤”或“﹦”)，原因是___________________。

②实验①前20 min的平均反应速率 v(O2)=　　　　　　　　

③比较不同方法制得的Cu2O的催化效果应选用__________组实验，原因是___________。

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Fe@Fe2O3纳米线是一种新型铁基材料，在催化、生物医药、环境科学等领域具有广阔应用前景。某研究小组以赤泥（铝土矿提取氧化铝过程中产生的固体废弃物，含SiO2、Fe2O3、Al2O3）为原料，设计下列流程制备Fe@Fe2O3纳米线并探究其在水处理中的应用。

回答下列问题：

（1）“浸出”实验中，盐酸起始浓度对铁、铝浸出率的影响如图所示：

①盐酸的合适浓度为______________。

②盐酸起始浓度为2 mol·L﹣1时，铁的浸出率很低，原因是______________。

（2）已知：25℃时，Al(OH)3(s)AlO2－+ H+ + H2O　 K=4×10－13。若浸出液c(Al3+) = 0.04 mol·L－1，“调节pH”时，pH最小应为______________（设调节pH过程中溶液体积不变）。

（3）Fe@Fe2O3纳米线为壳层结构（核是Fe、壳是Fe2O3），壳是由中心铁核在合成过程中被氧化而形成。

①“合成”时滴加NaBH4溶液过程中伴有气泡产生，滤液Ⅱ中含B(OH)3，合成铁核的离子方程式为____________________________。

②“合成”后，经过滤、______________、______________获得Fe@Fe2O3纳米线。

（4）Fe@Fe2O3纳米线去除水体中Cr2O72－的机理是，纳米线将Cr2O72－吸附在表面并还原。在“无氧”和“有氧”条件下将纳米线分别置于两份相同的水体中，80 min后回收该纳米线，测得其表面元素的原子个数比如下表：

①在水体中Fe@Fe2O3纳米线形成的分散系是____________________________。

②样本2的实验条件是______________（填“有氧”或“无氧”）。

③已知水体中检测不到Cr(Ⅲ)，样本1中Fe@Fe2O3纳米线的表面Cr(Ⅵ)的去除率为____________________________。

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