【題目】金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點,有望成為新能源汽車和移動設備的電源。該類電池放電的總反應為:4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知:電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是
A. 比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Mg-空氣電池的理論比能量最高
B. 為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質及陽離子交換膜
C. 電池放電過程的正極反應式:O2+2H2O+4e-=4OH-
D. 多孔電極可提高電極與電解質溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面
【答案】A
【解析】
A.電池的“理論比能量”指單位質量的電極材料理論上能釋放出的最大電能,則單位質量的電極材料失去電子的物質的量越多則得到的電能越多,假設質量都是1g時,這三種金屬轉移電子物質的量分別為(1g/24g/mol)×2=1/12mol、(1g/27g/mol)×3=1/9mol、(1g/65g/mol)×2=1/32.5mol,所以Al空氣電池的理論比能量最高,故A錯誤;
B.負極上Mg失電子生成Mg2+,為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,則陰極區(qū)溶液不能含有大量OH,所以宜采用中性電解質及陽離子交換膜,故B正確;
C.正極上氧氣得電子和水反應生成OH,因為是陰離子交換膜,所以陽離子不能進入正極區(qū)域,則正極反應式為O2+2H2O+4e=4OH,故C正確;
D.反應物接觸面積越大,反應速率越快,所以采用多孔電極的目的是提高電極與電解質溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面,從而提高反應速率,故D正確。答案選A。
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【題目】一種“既熱即食型”快餐適合外出旅行時使用,它是利用兩種物質發(fā)生化學反應對食物進行加熱,這兩種化學物質最適合選擇的是( )
A. 濃硫酸與水B. 氫氧化鈉與水C. 生石灰與水D. 氯化鈉與水
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【題目】用化學用語填空:
(1)2個硫酸根離子________;
(2)2個鎂原子_______;
(3)氧化鐵中鐵元素的化合價 ___________;
(4)3個氮分子_________;
(5)人體中含量最高的金屬元素是_____________.
(6)在焙制糕點時常需加入一種名為“泡打粉”的膨松劑,俗稱小蘇打 .其主要成分是_________________(填化學式)
(7)吸煙有害健康,煙草燃燒時產生的煙氣中含有一種能與血紅蛋白結合的有毒氣體,它是___________(填化學式).
(8)乙醇(C2H5OH),乙醇是一種清潔能源,其燃燒的化學方程式為:_____________
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【題目】由三個原子構成的某氣體分子,其摩爾質量為M g/mol,該氣體的體積為V L(標準狀況),設阿伏加德羅常數的值為NA,則:
①該氣體的物質的量為________ mol;
②該氣體中所含的原子總數為________個;
③該氣體在標準狀況下的密度為________g/L;
④該氣體的一個分子的質量為________g。
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【題目】氮化鎂(Mg3N2)可用于核廢料的回收,常溫下為淺黃色粉末,易水解。某興趣小組擬在實驗室里通過氮氣和鎂粉反應制取少量氮化鎂(Mg3N2),制備裝置示意圖如下。
(1)工業(yè)上通常通過______________________獲取氮氣。
(2)裝置A中橡膠管a的作用是______________________。
(3)NaNO2和(NH4)2SO4反應制備氮氣的離子方程式______________________。
(4)裝置B的作用為______________________。
(5)檢驗Mg3N2水解生成氣體為NH3的方法為:取適量樣品放入試管中,滴加蒸餾水,加熱試管,_________________________________(填操作與現象)。
(6)為測定產物中Mg3N2純度,該小組稱取4.0g樣品加入足量10%NaOH溶液并加熱,生成的氣體全部用100.00mL 0.500mol·L-1的硫酸溶液吸收。將所得溶液稀釋到250.00mL,取25.00mL該溶液,用0.2000mol·L-1NaOH標準溶液滴定過剩的硫酸。重復實驗平均消耗NaOH溶液25.25mL。樣品中Mg3N2的質量分數為___________(保留一位小數)。滴定過程中若有NaOH溶液濺出,測定結果將___________(填“偏高”或“偏低”)
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【題目】對水樣中M的分解速率的影響因素進行研究。 在相同溫度下,M的物質的量濃度[c(M)]隨時間(t)的變化如下圖所示。下列說法錯誤的是
A. 水樣酸性越強,M的分解速率越快
B. 水樣中添加Cu2+,能加快M的分解速率
C. 由②③得,反應物濃度越大,M的分解速率越快
D. 在0~20 min內,②中M的分解速率為0.015 mol·L1·min1
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【題目】通過實驗探究發(fā)現化學反應中的某種規(guī)律,再尋求理論上的科學合理解釋,是化學工作者的重要研究方法。
I.在體積可變的密閉容器中投入1 mol CO和2molH2,不同條件下發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。實驗測得平衡時CH3OH的物質的量隨溫度、壓強的變化如圖所示。
(1)M點H2的轉化率為___________;反應速率N點v正(CO)___________M點ν逆(CO)(填“>”“<”或“=”)
(2)若M點對應混合氣體的體積為1L,則506K時,該反應平衡常數K=___________(保留三位小數)。圖表示平衡常數的對數(lgK)與溫度的關系,B、C點中能正確表示該反應的lgK與T的關系的點為___________。
(3)在2L恒容密閉容器中充入 a mol H2、2 mol CO和7.4 mol CH3OH(g),在506K下進行上述反應。為了使該反應逆向進行,a的取值范圍為___________。
Ⅱ.砷及其化合物有著廣泛的用途。砷有兩種常見的弱酸,砷酸(H3AsO4)和亞砷酸(H3AsO3)。已知H3AsO4的pKa1、pKa2、pKa3依次為2.25、6.77、11.40(已知:pKa=-lgKa)。
回答下列問題:
(4)NaH2AsO4溶液呈___________(填酸性”、“中性”或“堿性”),試通過計算說明___________。
(5)某小組同學欲探究可逆反應AsO33-+I2+2OH-AsO43-+2I-+H2O,設計如圖所示裝置。加入試劑并連接裝置,電流由C2流入C1。當電流變?yōu)榱銜r,向裝置左邊燒杯中逐滴加入一定量2 mol/L HCl,發(fā)現又產生電流,實驗中電流與時間的關系如圖所示。
寫出圖4中c點對應的正極反應式___________,能判斷該反應達到平衡狀態(tài)的是___________。
a.2v(I-)正=v(AsO33-)逆 b.溶液pH不再變化
c.電流表示數變?yōu)榱?/span> d.右邊燒杯中c(K+)不變
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【題目】X、Y、Z、R、W是原子序數遞增的五種短周期主族元素,周期數之和為11,其中Y元素最高化合價與最低化合價代數和為2, Z和R可形成R2Z和R2Z2型化合物,R是五種元素中原子半徑最大的,Z和W是同族元素,下列說法錯誤的是
A. 簡單離子半徑人小順序為:W>Z>R
B. X2Z2的電子式為:
C. X2Z的沸點比X2W的沸點高
D. Y元素最高價氧化物的水化物濃溶液可以用鋁制容器盛裝
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【題目】甲醇(CH3OH)有很多用途;卮下列問題:
I.甲醇可用于制取甲醛(HCHO)。
(1)甲醇的沸點為64 ℃,甲醛的沸點為-21 ℃,甲醇的沸點較高的原因是__________。
(2)甲醇分子中采用sp3雜化的原子有____________(填元素符號);甲醛分子中σ鍵與π鍵之比為_____________。
II.直接甲醇燃料電池(DMFC)因其具有質量輕、體積小、結構簡單、比能量密度高、低溫操作等優(yōu)點,DMFC陽極普遍采用以鉑(Pt)為基礎 的二元催化劑,如Pt-Cr合金等。
(3)基態(tài)Cr原子的未成對電子數為______________。
(4)與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數與鉻原子相同的元素是_______。(填元素符號)
(5)已知金屬鉑晶胞結構如右圖所示。催化劑的XRD圖譜分析認為:當鉑中摻入Cr原子后,Cr替代了晶胞面心位置上的Pt,該催化劑的化學式為_______,晶體中與1個Pt原子相緊鄰的Cr原子有_____個。
(6)若鉑原子半徑為r pm,鉑摩爾質量為M g·mol-1,鉑晶體的密度為ρ g·cm-3,則阿伏加德羅常數NA為_____mol-1(用有關字母列出計算式即可)。
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