室温下,可充电的钠——二氧化碳电池是当今新能源领域的热点,具有优异的性能。下列说法正确的是( )
A. 钠金属片为正极
B. 该电池中的电解质为NaClO4,工作时ClO4-向碳纳米管电极移动
C. 总反应为:
D. 放电时,每消耗3molCO2,转移12mol电子
高三化学单选题中等难度题
室温下,可充电的钠——二氧化碳电池是当今新能源领域的热点,具有优异的性能。下列说法正确的是( )
A. 钠金属片为正极
B. 该电池中的电解质为NaClO4,工作时ClO4-向碳纳米管电极移动
C. 总反应为:
D. 放电时,每消耗3molCO2,转移12mol电子
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(14分)锂及锂盐具有的优异性能和特殊功能,在化工、电子、宇航、核能、能源等领域都得到广泛应用;锂元素更是被誉为“能源元素”。
Ⅰ 锂的原子结构示意图为 ;锂暴露在湿空气中时,会迅速地失去金属光泽、表面开始变黑,更长时间则变成白色。生成的化合物是氮化锂、氢氧化锂,最终生成碳酸锂。写出生成氮化锂的化学方程式 。锂在空气中燃烧,发出浅蓝色的火焰,放出浓厚的白烟,生成相应氧化物 _____(填化学式)。
Ⅱ 下面是从锂辉石(Li2O·Al2O3·SiO2)中提出锂的工业流程示意图。
① 高温煅烧时的反应原理为:Li2O∙Al2O3∙SiO2+K2SO4= K2O∙Al2O3∙SiO2+Li2SO4;
Li2O∙Al2O3∙SiO2+Na2SO4= Na2O∙Al2O3∙SiO2+Li2SO4。
②锂离子浸取液中含有的金属离子为:K+、Na+、Li+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Mn2+ 。
③几种金属离子沉淀完全的pH
金属离子 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 |
沉淀完全的pH | 4.7 | 9.0 | 3.2 | 10.1 |
④Li2SO4、Li2CO3在不同温度下的溶解度(g / 100g水)
温度 溶解度 | 10 | 20 | 50 | 80 |
Li2SO4 | 35.4 | 34.7 | 33.1 | 31.7 |
Li2CO3 | 1.43 | 1.33 | 1.08 | 0.85 |
(1)浸取时使用冷水的原因是 。
(2)滤渣2的主要成分为 。
(3)流程中分2次调节pH(pH7~8和pH > 13),有研究者尝试只加一次浓NaOH溶液使pH > 13,结果发现在加饱和碳酸钠溶液沉锂后,随着放置时间延长,白色沉淀增加,最后得到的Li2CO3产品中杂质增多。Li2CO3产品中的杂质可能是 ,用离子方程式表示其产生的原因 。
(4)加热浓缩的作用是 。
(5)洗涤Li2CO3晶体使用 。
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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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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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Li—CuO二次电池的比能量高、工作温度宽,性能优异,广泛应用于军事和空间领域。
(1)Li—CuO电池中,金属锂做_______极 。
(2)比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量,用来衡量电池的优劣。比较Li、Na、Al分别作为电极时比能量的大小:____________。
(3)通过如下过程制备CuO。
①过程Ⅰ,H2O2的作用是__________________。
②过程Ⅱ产生Cu2(OH)2CO3的离子方程式是_____________________。
③过程Ⅱ,将CuSO4溶液加到Na2CO3溶液中,研究二者不同物质的量之比与产品纯度的关系(用测定铜元素的百分含量来表征产品的纯度),结果如下:
已知:Cu2(OH)2CO3中铜元素的百分含量为57.7%。
二者比值为1:0.8时,产品中可能含有的杂质是_____________,产生该杂质的原因是_________________________________。
④ 过程Ⅲ反应的化学方程式是_________________________。
(4)Li—CuO二次电池以含Li+的有机溶液为电解质溶液,其工作原理示意如下。放电时,正极的电极反应式是______________________。
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Li—CuO二次电池的比能量高、工作温度宽,性能优异,广泛应用于军事和空间领域。
(1)Li—CuO电池中,金属锂做_______极 。
(2)比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量,用来衡量电池的优劣。比较Li、Na、Al分别作为电极时比能量的大小:____________。
(3)通过如下过程制备CuO。
①过程Ⅰ,H2O2的作用是__________________。
②过程Ⅱ产生Cu2(OH)2CO3的离子方程式是_____________________。
③过程Ⅱ,将CuSO4溶液加到Na2CO3溶液中,研究二者不同物质的量之比与产品纯度的关系(用测定铜元素的百分含量来表征产品的纯度),结果如下:
已知:Cu2(OH)2CO3中铜元素的百分含量为57.7%。
二者比值为1:0.8时,产品中可能含有的杂质是_____________,产生该杂质的原因是_________________________________。
④ 过程Ⅲ反应的化学方程式是_________________________。
(4)Li—CuO二次电池以含Li+的有机溶液为电解质溶液,其工作原理示意如下。放电时,正极的电极反应式是______________________。
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锂及锂盐具有的优异性能和特殊功能,在化工、电子、宇航、核能、能源等领域都得到广泛应用;锂元素更是被誉为“能源元素”。
Ⅰ、锂的原子结构示意图为___________;锂在空气中燃烧,发出浅蓝色的火焰,放出浓厚的白烟,生成相应氧化物____________(填化学式)。
Ⅱ、锂经常用于制作电池。锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。回答下列问题:
(1)外电路的电流方向是由________极流向________极。(填字母)
(2)电池正极反应式____________________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?________(填“是”或“否”),用化学反应方程式解释原因______________________________________________。
Ⅲ、下面是从锂辉石(Li2O·Al2O3·SiO2)中提取锂的工业流程示意图。
① 高温煅烧时的反应原理为:Li2O∙Al2O3∙SiO2+K2SO4= K2O∙Al2O3∙SiO2+Li2SO4;
Li2O∙Al2O3∙SiO2+Na2SO4= Na2O∙Al2O3∙SiO2+Li2SO4。
②锂离子浸取液中含有的金属离子为:K+、Na+、Li+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Mn2+ 。
③几种金属离子沉淀完全的pH
金属离子 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 |
沉淀完全的pH | 4.7 | 9.0 | 3.2 | 10.1 |
④Li2SO4、Li2CO3在不同温度下的溶解度(g / 100g水)
温度 溶解度 | 10 | 20 | 50 | 80 |
Li2SO4 | 35.4 | 34.7 | 33.1 | 31.7 |
Li2CO3 | 1.43 | 1.33 | 1.08 | 0.85 |
(1)浸取时使用冷水的原因是______________________________________。
(2)滤渣2的主要成分为__________________。
(3)流程中分2次调节pH(pH7~8和pH > 13),有研究者尝试只加一次浓NaOH溶液使pH > 13,结果发现在加饱和碳酸钠溶液沉锂后,随着放置时间延长,白色沉淀增加,最后得到的Li2CO3产品中杂质增多。Li2CO3产品中的杂质可能是__________________,用离子方程式表示其产生的原因_____________________________。
(4)洗涤Li2CO3晶体使用_____________。(填“冷水”或“热水”)
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尼龙材料是一种性能优良的工程塑料,目前广泛应用于汽车领域,具有优异的力学性能。以A(C6H10)原料通过氧化反应制备G,再通过缩聚反应合成尼龙,合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_________________;
(2)B到C的反应类型为_______________;
(3)D中含有的官能团名称是____________;
(4)E的分子式为_____________;
(5)由G合成尼龙的化学方程式为________________________________;
(6)写出一种与C互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积之比为3:1)_____________。
(7)1,4-二溴环己烯()是多数有机合成一种重要的中间体,设计由B为起始原料制备1,4-二溴环己烯的合成路线____________________。
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美国科学家JohnB.Goodenough荣获2019年诺贝尔化学奖,他指出固态体系锂电池是锂电池未来发展方向。Kumar等人首次研究了固态可充电、安全性能优异的锂空气电池,其结构如图所示。已知单位质量的电极材料放出电能的大小称为电池的比能量。下列说法错误的是( )
A.a极反应为“Li-e-=Li+,b极发生还原反应
B.充电时,Li+由a极通过固体电解液向b极移动
C.电路中转移4mol电子,大约需要标准状况下112L空气
D.与铅蓄电池相比,该电池的比能量大
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美国科学家John B.Goodenough荣获2019年诺贝尔化学奖,他指出固态体系锂电池是锂电池未来的发展方向。Kumar等人首次研究了固态可充电、安全性能优异的锂空气电池,其结构如图所示。已知单位质量的电极材料放出电能的大小称为电池的比能量。下列说法正确的是
A.放电时,a极反应为:Al-3e-=A13+,b极发生还原反应
B.充电时,Li+由a极通过固体电解液向b极移动
C.与铅蓄电池相比,该电池的比能量小
D.电路中转移4mole-,大约需要标准状况下112L空气
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