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15.Li-SOCl2电池是一种优质高效的电池,常放在心脏起搏器中,电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2,回答下列问题:
(1)电池正极发生的电极反应为2SOCl2+4Li++4e-=4LiCl+S+SO2
(2)该电池必须在惰性环境中组装,原因是锂是活泼金属,易与H2O、O2反应;SOCl2也可与水反应.
(3)若含金属锂6.9g的电池质量为mg,平均电压为nV,则该电池的比能量为$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg-1(用含m、n的代数式、系数用科学记数法表示,结果保留三位有效数字;比能量=$\frac{电池输出电能}{电池质量}$,1W•h=3.6×103J,法拉第常数F=96500c•mol-1

分析 (1)Li失电子为负极,SOCl2为正极;
(2)根据锂的活泼性以及SOCl2的性质分析;
(3)6.9g金属锂为1mol,完全反应转移电子为1mol,根据W=UIt=UQ=nQ,Q=F×转移电子数,比能量=$\frac{电池输出电能}{电池质量}$计算.

解答 解:(1)Li失电子为负极,SOCl2为正极,正极上SOCl2得电子发生还原反应,根据反应方程式知,SOCl2得电子生成LiCl、S、SO2,其正极的电极方程式为:2SOCl2+4Li++4e-=4LiCl+S+SO2
故答案为:2SOCl2+4Li++4e-=4LiCl+S+SO2
(2)锂和钠是同一主族的元素,性质具有相似性,钠和空气中的氧气、水蒸气反应,所以锂和空气中的氧气、水蒸气也能反应;SOCl2也可与水反应,所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行.
故答案为:锂是活泼金属,易与H2O、O2反应;SOCl2也可与水反应;
(3)6.9g金属锂为1mol,完全反应转移电子为1mol,W=UIt=UQ=nQ,Q=F×转移电子数,比能量=$\frac{电池输出电能}{电池质量}$=$\frac{F×n}{m×1{0}^{-3}×3.6×1{0}^{3}}$=$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg-1
故答案为:$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$.

点评 本题考查了新型化学电源,题目难度中等,注意把握题干中的信息以及原电池的正负判断极和电极方程式的书写方法,侧重于考查学生的分析能力和计算能力.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.(1)常温下将0.2mol/L HCl溶液与0.2mol/L MOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=6,混合溶液中由水电离出的c(H+)>0.2mol/LHCl溶液中由水电离出的c(H+)(填“>”、“<”、或“=”).
(2)常温下若将0.2mol/L MOH溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合,测得混合溶液的pH<7,则说明在相同条件下MOH的电离程度<MCl的水解程度.(填“>”、“<”、或“=”)
(3)常温下若将0.1mol/L的HR溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH≠7,则混合溶液的pH>7.(填“>7”、“<7”、或“无法确定”)
(4)用0.1000mol/L HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,重复三次的实验数据如下所示
实验序号0.1032mol/L HCl溶液体积/mL待测NaOH溶液体积/mL
127.8325.00
226.5325.00
327.8525.00
①待测NaOH溶液的物质的量浓度为0.1149mol/L.(保留四位有效数字)
②下列情况可能引起测定结果偏高的是AB.
A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗   B.滴定前滴定管尖嘴中有一气泡,滴定后气泡消失了
C.锥形瓶未用待测液润洗             D.酸式滴定管滴定前平视读数,滴定后俯视读数
(5)滴定的方法有酸碱中和滴定、沉淀滴定、络合滴定等.沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂.已知一些银盐的颜色和Ksp(20℃)如下,测定水体中氯化物的含量,常用标准硝酸银溶液进行滴定.
化学式AgClAgBrAgIAg2SAg2CrO4
颜色白色浅黄色黄色黑色红色
Ksp1.8×10-105.0×10-138.3×10-172.0×10-481.8×10-10
滴定时,你认为该滴定适宜选用的指示剂是下列中的D.
A.KBr               B.KI                C.K2S               D.K2CrO4

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6.钴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、光动力学中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用,其结构如图2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•6H2O(粉红)$\stackrel{325.3K}{?}$ CoCl2•2H2O(紫红)$\stackrel{363K}{?}$CoCl2•H2O(蓝紫)$\stackrel{393K}{?}$CoCl2(蓝色)
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2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3不能描述CoO2的化学组成的是D.

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3.配制浓度为2mol•L-1的NaOH100mL,用托盘天平称取NaOH固体时,天平读数将(  )
A.等于8.0gB.等于8.00gC.大于8.0gD.等于0.2g

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10.对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),在673K、30MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间的变化关系如下图所示,下列说法正确的是(  )
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d (t1时刻)和点e (t2时刻)处n(N2)不一样
D.若开始充入1mol N2及足量H2,提供适当条件,可得2mol NH3

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20.25℃时,浓度均为1mol/L的AX、BX、AY、BY四种正盐溶液,AX溶液的pH=7且溶液 中c(X-)=1mol/L,BX溶液的pH=4,BY溶液的pH=6,下列说法正确的是(  )
A.AY溶液的pH小于7
B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.稀释相同倍数,BX溶液的pH变化小于BY溶液
D.电离平衡常数K(BOH)小于K(HY)

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7.某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律.
(Ⅰ)甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水,再分别滴加几滴酚酞溶液,依次加入大小相近的锂、钠、钾块,观察现象.甲同学设计实验的目的是比较锂、钠、钾的金属性强弱;反应最剧烈的是c.
(Ⅱ)乙同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强,对应的最高价含氧酸的酸性就越强.他设计了如图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱.
乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱,已知A是强酸,可与铜反应;B是块状固体;打开分液漏斗的活塞后,可看到有大量气泡D产生;烧杯中可观察到白色沉淀C生成.
(1)写出下列物质的化学式:AHNO3、CNa2SiO3、DCO2
(2)写出烧杯中发生反应的离子方程式:CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-
(3)碳、氮、硅三种元素的非金属性由强到弱顺序为N>C>Si.
(4)丙同学认为乙同学设计的实验不够严谨,应该在B和C之间增加一个洗气装置,该装置中应盛放饱和NaHCO3(填试剂).

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4.表为元素周期表的一部分,参照元素①-⑧在表中的位置回答下列问题

(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为Na>Al>O.(用元素符号表示)
(2)②、③、⑧的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是HClO4>HNO3>H2CO3.(用化学式表示)
(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的化学式:NaOH.
(4)可以说明⑤、⑥元素原子失去电子能力相对强弱的一个事实是碱性:NaOH>Al(OH)3 等.
(5)⑥和⑧的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为A1(OH)3+3H+=A13++3H2O.
(6)②和①能形成一种6原子、16电子的分子,该分子的结构简式为CH2=CH2
(7)②和①能形成一种相对分子质量为58的分子,该分子各种同分异构体的结构简式为CH3CH2CH2CH3
CH3CH(CH32.(可补充)

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5.有下列物质:(1)乙醇 (2)苯酚 (3)乙醛 (4)丙烯酸 (5)乙酸乙酯.其中与溴水、KMnO4酸性溶液、Na2CO3溶液都能反应的是(  )
A.(1)(4)B.(2)(4)C.(4)D.(3)(4)(5)

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