9.蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置.有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)是:
NiO2+Fe+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2
(1)金屬鎳在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族.
(2)此蓄電池放電時,該電池發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是B(城序號).
A.NiO2         B.Fe        C.Fe(OH)2 D.Ni(OH)2
(3)此蓄留電池充電時,陽極的電極反應(yīng)式是Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O.
(4)用該蓄電池電解含有0.2molNaCl的混合溶液100mL,假如電路中轉(zhuǎn)移了0.1mo電子,且電解池的電極均為惰性電極.陽極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積是1.12L;將電解后的溶液加水稀釋至1L,此時溶液的pH=13.
(5)該電池電極材料對環(huán)境有危害.在對電池進行回收處理過程中遇到以下問題:己知:常溫下Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15.某溶液中含有0.1mol/L的Ni2+和0.1mol/LFe3+,當逐滴加入NaOH溶液(忽略溶液體積改變),
①先沉淀的離子是Fe3+
②要想使Fe3+沉淀完全,Ni2+不沉淀,溶液的pH需控制的范圍是3<pH<7.

分析 (1)Ni是28號元素,根據(jù)能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則,寫出其核外電子排布式為:1s22s22p43s23p43d84s2,據(jù)此判斷其所在位置;
(2)依據(jù)電池反應(yīng)分析,充電為電解池,放電為原電池;放電過程中原電池的負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上發(fā)生還原反應(yīng);
(3)放電時正極發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)式為:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-,充電時該電極發(fā)生氧化反應(yīng),是該電極反應(yīng)的逆反應(yīng);
(4)電解NaCl溶液,且電解池的電極均為惰性電極,陰極生成氫氣,電極方程式為2H++2e-=H2↑,陽極生成氯氣,電極方程式為2Cl--2e-=Cl2↑,根據(jù)電子守恒計算;
(5)①逐滴加入NaOH溶液,剛開始沉淀時需要的c(OH-)越小越先沉淀,根據(jù)溶度積常數(shù)計算;
②根據(jù)溶度積常數(shù)計算.

解答 解:(1)Ni是28號元素,其核外電子排布式為:1s22s22p43s23p43d84s2,位于元素周期表第10列,其在元素周期表位置為:第四周期第Ⅷ族;
故答案為:第四周期第Ⅷ族;
(2)根據(jù)原電池在放電時,負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng),再根據(jù)元素化合價變化,可判斷該電池負極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Fe被氧化發(fā)生氧化反應(yīng),正極為NiO2,被還原發(fā)生還原反應(yīng),此電池為堿性電池,在書寫電極反應(yīng)和總電池反應(yīng)方程式時不能出現(xiàn)H+,故放電時的電極反應(yīng)是:負極:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,正極:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-,所以該電池發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是Fe;
故答案為:A;
(3)放電時正極發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)式為:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-,充電時該電極發(fā)生氧化反應(yīng),是該電極反應(yīng)的逆反應(yīng),電極反應(yīng)式為:Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O,
故答案為:Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O;
(4)電解NaCl溶液,且電解池的電極均為惰性電極,陰極生成氫氣,電極方程式為2H++2e-=H2↑,陽極生成氯氣,電極方程式為2Cl--2e-=Cl2↑,電路中轉(zhuǎn)移了0.1mol e-,可知生成0.05molCl2,體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L,電解后c(OH-)=$\frac{0.1mol}{1L}$=0.1mol/L,則c(H+)=1×10-13,溶液的pH=13,
故答案為:1.12L;13;
(5)①逐滴加入NaOH溶液,剛開始沉淀時需要的c(OH-)越小越先沉淀,根據(jù)溶度積常數(shù),F(xiàn)e3+開始沉淀時需要的c(OH-)=$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-38}}{0.1}}$=$\root{3}{0.1}$×10-12mol/L,Ni2+開始沉淀時需要的c(OH-)=$\sqrt{\frac{1.0×1{0}^{-15}}{0.1}}$=10-7mol/L,F(xiàn)e3+開始沉淀時需要的c(OH-)比Ni2+開始沉淀時需要的c(OH-)小,則Fe3+先沉淀,
故答案為:Fe3+
②,F(xiàn)e3+沉淀完全c(Fe3+)約為10-5mol/L,則Fe3+沉淀完全c(OH-)應(yīng)大于$\root{3}{\frac{1×1{0}^{-38}}{1{0}^{-5}}}$=1×10-11mol/L,c(H+)=1×10-3mol/L,溶液的pH>3,Ni2+開始沉淀時需要的c(OH-)=$\sqrt{\frac{1.0×1{0}^{-15}}{0.1}}$=10-7mol/L,c(H+)=$\frac{1×1{0}^{-14}}{1{0}^{-7}}$=10-7mol/L,Ni2+不沉淀,溶液的pH還必須小于7,則要想使Fe3+沉淀完全,Ni2+不沉淀,溶液的pH需控制的范圍是3<pH<7,
故答案為:3<pH<7.

點評 本題以蓄電池為載體考查了化學(xué)電源新型電池、原電池的工作原理、溶度積常數(shù)的計算,注意把握判斷該電池的正負極及電極反應(yīng)式.要學(xué)會從教材中找出知識點原型進行知識遷移、解決問題的方法,題目難度中等.

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19.鉬(Mo)是生命必需的元素,參與人體內(nèi)硝酸鹽的代謝,阻止致癌物亞硝胺的形成.42108Mo原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是( 。
A.24B.42C.66D.108

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20.下列物質(zhì)中,能夠?qū)щ姷碾娊赓|(zhì)是( 。
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17.有關(guān)過氧化鈉的說法正解的是( 。
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4.下列各組離子在指定條件下可以大量共存的是(  )
A.在AlCl3溶液中:Na+、NH4+、S2O32-、SO42-
B.使pH試紙變藍色的溶液中:Cu2+、NO3-、Fe3+、SO42-
C.與鋁粉反應(yīng)放出氫氣的無色溶液中:Na+、Al3+、SO42-、NO3-
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14.某水溶液中可能存在Na+、Al3+、Fe2+、NH4+、NO3-、CO32-、SO42-中的若干種離子,且存在的各離子具有相同的物質(zhì)的量,某同學(xué)對該溶液進行如圖實驗,下列判斷正確的是(  )
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C.溶液中一定存在Fe2+、NO3-、NH4+、SO42-
D.溶液中可能存在Na+

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1.下列現(xiàn)象或事實能夠用相同的原理解釋的是( 。
A.NaOH、FeSO4在空氣中放置變質(zhì)B.氯水、AgI密封保存在棕色試劑瓶中
C.乙烯使溴水和酸性KMnO4溶液褪色D.常溫下濃硝酸不能溶解Al和Au(金)

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18.下列實驗的現(xiàn)象與對應(yīng)結(jié)論均正確的是( 。
選項操作現(xiàn)象結(jié)論
A將碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的氣體通入CaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀CO2與CaCl2溶液反應(yīng)
B常溫下將Al片放入濃硝酸中無明顯現(xiàn)象Al與濃硝酸不反應(yīng)
C將水蒸氣通過灼熱的鐵粉有黑色晶體生成鐵與水在高溫下發(fā)生反應(yīng)
D將0.1mol•L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不在有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1mol•L-1CuSO4溶液先有白色沉淀生成后變?yōu)闇\色藍色沉淀Mg(OH)2的溶度積(Ksp)比Cu(OH)2
A.AB.BC.CD.D

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10.鐵是生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的金屬,煉鐵技術(shù)備受關(guān)注,已知:
①2Fe2O3(s)+3C(s)?4Fe(s)+3CO2(g)△H=+460.5KJ•mol-1
②Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5KJ•mol-1
③斷裂1mol CO(s)氣體中的化學(xué)鍵需要吸收1076KJ的能量
斷裂1mol CO2(s)氣體中的化學(xué)鍵需要吸收1490KJ的能量
請回答:
(1)斷裂1mol C(s)中所有化學(xué)鍵需要吸收的能量為834.5kJ.
(2)T1℃時,向密閉容器中加入一定量的Fe2O3和C,發(fā)生反應(yīng)①,達到平衡后,CO2的濃度為a mol•L-1;其他條件不變,縮小容器容積,再次達到平衡時,CO2的濃度為b mol•L-1,則a=(選填“>”“<”或“=”)b.
(3)起始溫度均為T2℃時,向容積為10L的三個恒容密閉容器中,分別加入一定量的Fe2O3和CO發(fā)生反應(yīng)②,測得相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示:
編號容器起始時物質(zhì)的量 mol平衡時物質(zhì)的量/mol平衡常數(shù)(K)
 Fe2O3 COFe 
1恒溫 0.51.5  0.8K1 
2恒溫 2 3 m 
K2 
3絕熱 1 1.5 n 
K3 
①T2℃時,容器1中反應(yīng)的平衡常數(shù)K1=64.
②容器2中,5min達到平衡,則0~5min內(nèi)以CO2表示該反應(yīng)的速率v(CO2)=0.048mol/(L•min).
③對于三個容器中的反應(yīng),下列說法正確的是D(填選項字母).
A.m>2n  
B.容器1和容器2中CO的平衡轉(zhuǎn)化率v1<v2
C.K1=K3 
D.平衡時氣體壓強:P3>P1
(4)T2℃時,向恒壓密閉容器中充入0.5mol Fe2O3和1.0mol CO,發(fā)生反應(yīng)②,CO和CO2的物質(zhì)的量濃度(c)與時間(t)的關(guān)系如圖1所示.

①6min時,改變的外界條件未升溫,理由為升溫,平衡逆向移動,CO濃度增大,CO2濃度減。
②10min時,再向容器中加入1 mol Fe2O3、1 mol CO、1 mol Fe、1 mol CO2、起始的反應(yīng)速率v(正)<(選填“>”“<”或“=”)v(逆).
(5)CO-O2熔融鹽燃料電池的裝置如圖2所示,電池工作時,C口產(chǎn)生的氣體一部分通入B口被利用,另一部分被分離出來,若導(dǎo)線中流過2mole-,理論上C口被分離出的氣體的物質(zhì)的量最多為1mol.

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