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11.2015年4月,由中美科学家共同完成的“快速充放电铝离子电池”,具有高效耐用、可超快充电、可燃性低、成本低等特点.该电池以金属铝作为负极,三维结构的泡沫石墨材料为正极,AlCl4-可在其中或在脱嵌,由有机离子 (EMI+不参与反应)Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体做电解质溶液,该电池放电时的原理如图所示,下列说法正确的是(  )
A.放电时,负极的电极反应式:Al-3e-+7AlCl4-═Al2C17-
B.充电过程中,AlCl4-脱嵌并从阴极向阳极迁移
C.充电过程中阳极的电极反应式为:Cn+AlCl4--e-═Cn,其中C的化合价升高
D.该离子液体也可用于钢制品上电镀铝,但阴极材料要换成镀件

分析 由示意图可知放电时铝为负极,被氧化生成Al2Cl7-,电极方程式为Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-,正极反应为3Cn[AlCl4]+3e-=3Cn+3AlCl4-,电解时阳极发生氧化反应,电解方程式为Cn+AlCl4--e-═Cn[AlCl4],阴极发生还原反应,电极方程式为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-,以此解答该题.

解答 解:A.放电时,铝是活泼的金属铝是负极,被氧化生成Al2Cl7-,电极方程式为Al+7AlCl4--3e-═4Al2Cl7-,故A错误;
B.根据电池放电时正极反应3Cn[AlCl4]+3e-=3Cn+3AlCl4-可知AlCl4-脱嵌,充电过程相反则是嵌入,故B错误;
C.充电过程中阳极发生氧化反应,电极反应式为:Cn+AlCl4--e-═Cn[AlCl4],C的化合价升高,故C错误;
D.该电池电解时阴极发生还原反应,电极方程式为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-,所以该离子液体也可用于钢制品上电镀铝,但阴极材料要换成镀件钢制品,故D正确;
故选D.

点评 本题考查二次电池的工作原理以及原电池和电解池的工作原理知识,为高频考点,侧重学生的分析能力的考查,属于综合知识的考查,有一定难度.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

1.解答下列问题:
(1)现有34g某气体,摩尔质量为17g•mol-1,则:
①该气体为2 mol.
②该气体所含分子数为2 NA.
③该气体在标准状况下的体积为44.8 L.
(2)若要配制100mL 0.1mo1•L-1Na2SO4溶液,需称量Na2SO4的质量为1.42g,从所配制溶液中取出5mL,则取出溶液的物质的量浓度为0.1mo1•L-1.
(3)将标准状况下2240mL氨完全溶于水配成100mL溶液,氨水中NH3的物质的量浓度为1 mol•L-1.(不考虑NH3与H2O的反应)
(4)4.5g H2O与0.25 mol H2SO4所含的分子数相等,它们所含氧原子数之比是1:4.

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2.如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g25.00%的NaCl溶液、足量的CuCl2溶液和100g10.00%的H2SO4溶液,电极均为石墨电极.

接通电源,经过一段时间后,甲中b电极上得到有刺激性气味的气体,其体积为2.24L(标准状况下).据此回答问题:
(1)电源的M端为负极.
(2)甲烧杯中电极b上发生的电极反应为2Cl--2e-=Cl2.
(3)乙烧杯中电极c的析出的质量是6.4g.
(4)丙烧杯中发生反应的化学方程式为2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑.
(5)电解前后甲烧杯中溶液的pH变化情况是变大(选填:“变大”、“变小”或“不变”)简述其原因是甲中电解氯化钠溶液是电解水和氯化钠,溶液中生成NaOH的浓度增大,pH变大.

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19.下列反应中,属于取代反应的是(  )
A.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色B.乙烷在空气中燃烧
C.乙烯使氯水褪色D.乙烷与氯气在光照下颜色变浅

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6.下列气体中能形成酸雨的是(  )
A.N2B.COC.SO2D.O3

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16.已知有如下反应:KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,该反应中被氧化与被还原的原子数之比为(  )
A.1:6B.6:1C.1:5D.5:1

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列说法正确的是(  )
A.CH3CH2OH、NH4HCO3都属于电解质
B.铝热剂、水玻璃、氨水均为混合物
C.铝、铁对应的氧化物均为碱性氧化物
D.溶液和胶体的本质区别是丁达尔效应

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

20.只用一种试剂就能将苯、己烯、溴苯、乙醇区分开来,这种试剂是溴水.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料.工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4•2H2O),再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍.已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水.工艺流程图如图所示.

请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ为加酸溶解,过滤.
(2)①加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0,其目的为促进铁离子水解沉淀完全;
(3)草酸镍(NiC2O4•2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧,可制得Ni2O3,同时获得混合气体.NiC2O4受热分解的化学方程式为2NiC2O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑.
(4)工业上还可用电解法制取Ni2O3,用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解.电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍.ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为ClO-+2Ni(OH)2═Cl-+Ni2O3+2H2O.a mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为1.25a mol.
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时,NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=3Ni(OH)2+NaAlO2.

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