15.Li-SOCl2電池是一種優(yōu)質(zhì)高效的電池,常放在心臟起搏器中,電池的總反應(yīng)可表示為4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2,回答下列問題:
(1)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為2SOCl2+4Li++4e-=4LiCl+S+SO2
(2)該電池必須在惰性環(huán)境中組裝,原因是鋰是活潑金屬,易與H2O、O2反應(yīng);SOCl2也可與水反應(yīng).
(3)若含金屬鋰6.9g的電池質(zhì)量為mg,平均電壓為nV,則該電池的比能量為$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg-1(用含m、n的代數(shù)式、系數(shù)用科學記數(shù)法表示,結(jié)果保留三位有效數(shù)字;比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$,1W•h=3.6×103J,法拉第常數(shù)F=96500c•mol-1

分析 (1)Li失電子為負極,SOCl2為正極;
(2)根據(jù)鋰的活潑性以及SOCl2的性質(zhì)分析;
(3)6.9g金屬鋰為1mol,完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1mol,根據(jù)W=UIt=UQ=nQ,Q=F×轉(zhuǎn)移電子數(shù),比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$計算.

解答 解:(1)Li失電子為負極,SOCl2為正極,正極上SOCl2得電子發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)方程式知,SOCl2得電子生成LiCl、S、SO2,其正極的電極方程式為:2SOCl2+4Li++4e-=4LiCl+S+SO2
故答案為:2SOCl2+4Li++4e-=4LiCl+S+SO2;
(2)鋰和鈉是同一主族的元素,性質(zhì)具有相似性,鈉和空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng),所以鋰和空氣中的氧氣、水蒸氣也能反應(yīng);SOCl2也可與水反應(yīng),所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行.
故答案為:鋰是活潑金屬,易與H2O、O2反應(yīng);SOCl2也可與水反應(yīng);
(3)6.9g金屬鋰為1mol,完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為1mol,W=UIt=UQ=nQ,Q=F×轉(zhuǎn)移電子數(shù),比能量=$\frac{電池輸出電能}{電池質(zhì)量}$=$\frac{F×n}{m×1{0}^{-3}×3.6×1{0}^{3}}$=$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$W•h•kg-1;
故答案為:$\frac{2.68×1{0}^{4}n}{m}$.

點評 本題考查了新型化學電源,題目難度中等,注意把握題干中的信息以及原電池的正負判斷極和電極方程式的書寫方法,側(cè)重于考查學生的分析能力和計算能力.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.(1)常溫下將0.2mol/L HCl溶液與0.2mol/L MOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化),測得混合溶液的pH=6,混合溶液中由水電離出的c(H+)>0.2mol/LHCl溶液中由水電離出的c(H+)(填“>”、“<”、或“=”).
(2)常溫下若將0.2mol/L MOH溶液與0.1mol/L HCl溶液等體積混合,測得混合溶液的pH<7,則說明在相同條件下MOH的電離程度<MCl的水解程度.(填“>”、“<”、或“=”)
(3)常溫下若將0.1mol/L的HR溶液與0.1mol/L的NaOH溶液等體積混合,測得混合溶液的pH≠7,則混合溶液的pH>7.(填“>7”、“<7”、或“無法確定”)
(4)用0.1000mol/L HCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液,重復(fù)三次的實驗數(shù)據(jù)如下所示
實驗序號0.1032mol/L HCl溶液體積/mL待測NaOH溶液體積/mL
127.8325.00
226.5325.00
327.8525.00
①待測NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.1149mol/L.(保留四位有效數(shù)字)
②下列情況可能引起測定結(jié)果偏高的是AB.
A.酸式滴定管未用標準鹽酸溶液潤洗   B.滴定前滴定管尖嘴中有一氣泡,滴定后氣泡消失了
C.錐形瓶未用待測液潤洗             D.酸式滴定管滴定前平視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù)
(5)滴定的方法有酸堿中和滴定、沉淀滴定、絡(luò)合滴定等.沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑.已知一些銀鹽的顏色和Ksp(20℃)如下,測定水體中氯化物的含量,常用標準硝酸銀溶液進行滴定.
化學式AgClAgBrAgIAg2SAg2CrO4
顏色白色淺黃色黃色黑色紅色
Ksp1.8×10-105.0×10-138.3×10-172.0×10-481.8×10-10
滴定時,你認為該滴定適宜選用的指示劑是下列中的D.
A.KBr               B.KI                C.K2S               D.K2CrO4

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6.鈷是人體必需的微量元素,含鈷化合物作為顏料,具有悠久的歷史,在機械制造、磁性材料等領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用,請回答下列問題:
(1)Co基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2;

(2)酞菁鈷近年來在光電材料、非線性光學材料、光動力學中的光敏劑、催化劑等方面得到了廣泛的應(yīng)用,其結(jié)構(gòu)如圖2所示,中心離子為鈷離子.
①酞菁鈷中三種非金屬原子的電負性由大到小的順序為N>C>H,
(用相應(yīng)的元素符號作答);碳原子的雜化軌道類型為sp2
②與鈷離子通過配位鍵結(jié)合的氮原子的編號是2,4;
(3)CoCl2中結(jié)晶水數(shù)目不同呈現(xiàn)不同的顏色.
 CoCl2•6H2O(粉紅)$\stackrel{325.3K}{?}$ CoCl2•2H2O(紫紅)$\stackrel{363K}{?}$CoCl2•H2O(藍紫)$\stackrel{393K}{?}$CoCl2(藍色)
CoCl2可添加到硅膠(一種干燥劑,烘干后可再生反復(fù)使用)中制成變色硅膠.簡述硅膠中添加CoCl2的作用:隨著硅膠的吸濕和再次烘干,二氯化鈷在結(jié)晶水合物和無水鹽間轉(zhuǎn)化,通過顏色的變化可以表征硅膠的吸濕程度;
(4)用KCN處理含Co2+的鹽溶液,有紅色的Co(CN)2析出,將它溶于過量的KCN溶液后,可生成紫色的[Co(CN)6]4-,該配離子具有強還原性,在加熱時能與水反應(yīng)生成淡黃色[Co(CN)6]3-,寫出該反應(yīng)的離子方程式:2[Co(CN)6]4-+2H2O=2[Co(CN)6]3-+H2↑+2OH -;
(5)Co的一種氧化物的晶胞如圖2所示,在該晶體中與一個鈷原子等距離且最近的鈷原子有12個;筑波材料科學國家實驗室一個科研小組發(fā)現(xiàn)了在 5K 下呈現(xiàn)超導(dǎo)性的晶體,該晶體具有CoO2的層狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示,小球表示Co原子,大球表示O原子).下列用粗線畫出的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元示意圖3不能描述CoO2的化學組成的是D.

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3.配制濃度為2mol•L-1的NaOH100mL,用托盤天平稱取NaOH固體時,天平讀數(shù)將( 。
A.等于8.0gB.等于8.00gC.大于8.0gD.等于0.2g

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10.對于密閉容器中的反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),在673K、30MPa下,n(NH3)和n(H2)隨時間的變化關(guān)系如下圖所示,下列說法正確的是( 。
A.點a的正反應(yīng)速率比點b的大
B.點c處反應(yīng)達到平衡
C.點d (t1時刻)和點e (t2時刻)處n(N2)不一樣
D.若開始充入1mol N2及足量H2,提供適當條件,可得2mol NH3

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20.25℃時,濃度均為1mol/L的AX、BX、AY、BY四種正鹽溶液,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,下列說法正確的是( 。
A.AY溶液的pH小于7
B.AY溶液的pH小于BY溶液的pH
C.稀釋相同倍數(shù),BX溶液的pH變化小于BY溶液
D.電離平衡常數(shù)K(BOH)小于K(HY)

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7.某研究性學習小組設(shè)計了一組實驗驗證元素周期律.
(Ⅰ)甲同學在a、b、c三只燒杯里分別加入50mL水,再分別滴加幾滴酚酞溶液,依次加入大小相近的鋰、鈉、鉀塊,觀察現(xiàn)象.甲同學設(shè)計實驗的目的是比較鋰、鈉、鉀的金屬性強弱;反應(yīng)最劇烈的是c.
(Ⅱ)乙同學設(shè)計實驗驗證非金屬元素的非金屬性越強,對應(yīng)的最高價含氧酸的酸性就越強.他設(shè)計了如圖裝置以驗證氮、碳、硅元素的非金屬性強弱.
乙同學設(shè)計的實驗可直接證明三種酸的酸性強弱,已知A是強酸,可與銅反應(yīng);B是塊狀固體;打開分液漏斗的活塞后,可看到有大量氣泡D產(chǎn)生;燒杯中可觀察到白色沉淀C生成.
(1)寫出下列物質(zhì)的化學式:AHNO3、CNa2SiO3、DCO2
(2)寫出燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:CO2+SiO32-+H2O═H2SiO3↓+CO32-
(3)碳、氮、硅三種元素的非金屬性由強到弱順序為N>C>Si.
(4)丙同學認為乙同學設(shè)計的實驗不夠嚴謹,應(yīng)該在B和C之間增加一個洗氣裝置,該裝置中應(yīng)盛放飽和NaHCO3(填試劑).

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4.表為元素周期表的一部分,參照元素①-⑧在表中的位置回答下列問題

(1)④、⑤、⑥的原子半徑由大到小的順序為Na>Al>O.(用元素符號表示)
(2)②、③、⑧的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性由強到弱的順序是HClO4>HNO3>H2CO3.(用化學式表示)
(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含離子鍵又含極性共價鍵的化合物,寫出其中一種化合物的化學式:NaOH.
(4)可以說明⑤、⑥元素原子失去電子能力相對強弱的一個事實是堿性:NaOH>Al(OH)3 等.
(5)⑥和⑧的最高價氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的離子方程式為A1(OH)3+3H+=A13++3H2O.
(6)②和①能形成一種6原子、16電子的分子,該分子的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH2
(7)②和①能形成一種相對分子質(zhì)量為58的分子,該分子各種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2CH3、
CH3CH(CH32.(可補充)

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5.有下列物質(zhì):(1)乙醇 (2)苯酚 (3)乙醛 (4)丙烯酸 (5)乙酸乙酯.其中與溴水、KMnO4酸性溶液、Na2CO3溶液都能反應(yīng)的是( 。
A.(1)(4)B.(2)(4)C.(4)D.(3)(4)(5)

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