魯科版化學(xué)選修4化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能—電池基礎(chǔ)訓(xùn)練-資料下載頁(yè)
2024-11-15 17:06本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】①CaO＋H2O===Ca2②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑③2H2O===2H2↑＋O2↑。④NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3⑤Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu2⑥Fe＋。是非氧化還原反應(yīng)，③不能自發(fā)進(jìn)行，②⑤⑥滿足以上兩點(diǎn)要求?；喚w，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2－。下列對(duì)該燃料電池說(shuō)法正確的是(). 13O2===8CO2＋10H2O，且丁烷失電子，O2得電子，故選B、C。電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)應(yīng)與電解質(zhì)溶液的。電解質(zhì)pH的變化應(yīng)與電極反應(yīng)相聯(lián)系。電解液必為含F(xiàn)e3＋的鹽溶液，且電極材料相對(duì)Fe較不活潑，從而得到答案?；瘜W(xué)腐蝕，產(chǎn)生H2比甲中快，鐵釘腐蝕最快；丙中濃H2SO4有吸水性且H2SO4無(wú)揮發(fā)性，鐵釘幾乎不被腐蝕；乙中Cu是原電池的正極，不發(fā)生腐蝕。生還原反應(yīng)，有化合價(jià)降低的變化。8．由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。有氣體即H2產(chǎn)生，則A為正極，活潑性D>A，隨著H＋的消耗，pH變大。鈉硫電池為背景，要求考生學(xué)會(huì)應(yīng)用原電池的原理解釋新問(wèn)題、新現(xiàn)象。的應(yīng)用能力、計(jì)算能力、推理能力等。
【正文】 ____________。 (3)將表面去掉氧化膜的鎂片與鋁片用帶電流表的導(dǎo)線連接，插入盛有燒堿溶液的燒杯中，此時(shí)發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，判斷 此原電池的正負(fù)極，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。 正極： ________，電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________， 負(fù)極： ________，電極反應(yīng)式：________________________________________________________________________， 總反應(yīng)：________________________________________________________________________。 答案 ： (1)① 2H＋ ＋ 2e－ ― → H2↑ ② Cu2＋ ＋ 2e－ ― → Cu ③ O2＋ 2H2O＋ 4e－ ― → 4OH－ (2)O2＋ 2H2O＋ 4e－ ― → 4OH－ Cu－ 2e－ ― → Cu2＋ (3)Mg 2H＋ ＋ 2e－ ― → H2↑ Al Al＋ 4OH－ － 3e－ ― → [Al(OH)4]－ 2Al＋ 2 NaOH＋ 6H2O===2Na[Al(OH)4]＋ 3H2↑ 17．某學(xué)生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來(lái)驗(yàn)證阿伏加德羅常數(shù)值，其實(shí)驗(yàn)方案的要點(diǎn)為： ① 用直流電電解 氯化銅溶液，所用儀器如圖。 ② 在電流強(qiáng)度為 IA，通電時(shí)間為 t s 后，精確測(cè)得其電極上析出的銅的質(zhì)量為 m g。 試回答 (1)連接這些儀器的正確順序?yàn)?(用圖中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示，下同 )： E接 ________， C 接 ________， ________接 F。 實(shí)驗(yàn)線路中的電流方向?yàn)開(kāi)_______― → ________― → ________― → C― → ________― → ________。 (2)寫(xiě)出 B 極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式： ________________， G 試管中淀粉 KI 溶液變化的現(xiàn)象為 ________________，相應(yīng)的離子方程式是 ________________。 (3)為精確測(cè)定電極上析出銅的質(zhì)量，所必需的實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序應(yīng)是 ________。 ① 稱量電解前電極質(zhì)量 ② 刮下電解后電極上的銅并清洗 ③ 用蒸餾水清洗電解后電極 ④ 低溫烘干電極后稱量 ⑤ 低溫烘干刮下的銅，后稱量 ⑥ 再次低溫烘干后稱量至恒重 (4)已知電子的電量為 10－ 19C。試列出阿伏加德羅 常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式： NA＝ ________。 解析： (1)首先應(yīng)確定電極 A、 B的極性，因 B極上有氣體吸收裝置 G與之相連，所以 B應(yīng)為陽(yáng)極，與電池正極相連； A為陰極，與電池負(fù)極相連。再在 A、 E之間串聯(lián)上電流計(jì)即可。 (2)B極上 Cl－ 被氧化，生成的 Cl2使試管 G中的淀粉 KI溶液變藍(lán)。 (3)電解生成的 Cu 附著在電極上是無(wú)法將其恰好完全刮下稱量的，所以應(yīng)比較電解前后的質(zhì)量之差。 (4)由電荷守恒關(guān)系式： It＝ m64 2NA 10－ 19。故 NA＝ 64m It2 10－ 19。 答案： (1)D A B； F B A D E (2)2Cl－ － 2e－ ― → Cl2↑ 變藍(lán)色 Cl2＋ 2I－ ― → 2Cl－ ＋ I2 (3)①③④⑥ (4)64m It2 10－ 19 18. (2020四川理綜， 29)新型鋰離子電池在新能源的開(kāi)發(fā)中占有重要地位，可用作節(jié)能環(huán)保電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池。磷酸亞鐵鋰 (LiFePO4)是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下 方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵 [(CH3COO)2Fe]、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在 800℃ 左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時(shí)生成的乙酸及其他產(chǎn)物均以氣體逸出。 方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽(yáng)極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，在 800℃ 左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。 在鋰離子電池中，需要一種有機(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰離子遷移的介質(zhì)，該有機(jī)聚合物的單體之一 (用 M表示 )的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過(guò)程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。其原因是________________________________________________________________________。 (2)在 方法一所發(fā)生的反應(yīng)中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有 ________________、________________、 ________________(填化學(xué)式 )生成。 (3)在方法二中，陽(yáng)極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為 ________________。 (4)寫(xiě)出 M與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： ________________。 (5)已知該鋰離子電池在充電過(guò)程中，陽(yáng)極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時(shí)正極 的電極反應(yīng)式為 ________________。 解析： (1)因制備該電池電極材料的原料為乙酸亞鐵，產(chǎn)品為磷酸亞鐵鋰，為防止亞鐵化合物被氧化，故兩種制備方法的過(guò)程必須在惰性 氣體氛圍中進(jìn)行。 (2)方法一中除生成磷酸亞鐵鋰和乙酸外，由碳酸鋰可生成 CO2氣體，由磷酸二氫銨可生成NH3和水蒸氣，故除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有 CO H2O和 NH3生成。 (3)分析方法二所給條件，抓住幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)： ① 鐵作陽(yáng)極； ② 磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液為電解液； ③ 析出磷酸亞鐵鋰沉淀，所以陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為： Fe＋ H2PO－4＋ Li＋ － 2e－ ― → LiFePO4＋ 2H＋ 。 (4)分析 M 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知， M 分子中既含甲基丙烯酸酯的結(jié)構(gòu)，又含碳酸二酯的結(jié)構(gòu) (見(jiàn)圖示 )： 由此可分析寫(xiě)出 M與足量 NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (5)該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)為充電時(shí)陽(yáng)極電極反應(yīng)的逆過(guò)程，即由磷酸鐵生成磷酸亞鐵鋰，故放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為： FePO4＋ Li＋ ＋ e－ ― → LiFePO4。 答案： (1)為了防止亞鐵化合物被氧化 (2)CO2 H2O NH3 (3)Fe＋ H2PO－4 ＋ Li＋ － 2e－ ― → LiFePO4＋ 2H＋ (4) (5)FePO4＋ Li＋ ＋ e－ ― → LiFePO4
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