该题分I、II两小题。
I.金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质,下列叙述中正确的有
a.金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化,石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化
b.晶体中共价键的键长:金刚石中C—C<石墨中C—C
c.晶体的熔点:金刚石<石墨
d.晶体中共价键的键角:金刚石>石墨
II.高温超导材料富勒烯化合物是当前研究的热点物质。
(1)科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如下图所示。该富勒烯化合物中的化学式为 。
(2)金属钾采用的是下列 (填字母代号)堆积方式,每个钾原子的配位数是 。
(3)金刚石中的C-C的键长为154 pm,C60中C-C键长为140~145 pm。有同学据此推断C60的熔点高于金刚石,你认为 (填“是”或“否”)正确,并阐述理由: 。
如下图所示,可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式〔当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时〕两种。试回答下列问题:
(1)酸式电池的电极反应:负极_______________,正极______________;电池总反应:________________;
电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)碱式电池的电极反应:负极_________________,正极_________________;电池总反应:______________;电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。
燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能,目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是
x极:O2(气)+2H2O(液)+4e-=4OH-
y极:H2(气)+2OH--2e-=2H2O(液)
回答下列问题:
(1)x是________极,发生________反应。(填“氧化”或“还原”,下同)
(2)y是________极,发生________反应。
总反应方程式为______________________。
(3)若反应后得到5.4 g液态水,此时氢氧燃料电池转移的电子数为________。
ZnMnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________。电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速其电极的腐蚀,其主要原因是______________________________________________。
欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填代号)。
A.NaOH | B.Zn | C.Fe | D.NH3·H2O |
(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应______________________________________
银片上发生的电极反应______________________________________
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:
①产生氢气的体积(标准状况);②通过导线的电量。(已知NA=6.02×1023 mol-1,电子电荷为1.60×10-19 C)
某研究性学习小组探究如下实验:在常温下,取两片质量相等、外形和组成相同且表面经过砂纸打磨完全去掉氧化膜的铝片,分别加入盛有相同体积、H+浓度相同的稀硫酸和稀盐酸的两支大小相同的试管中,发现铝片在稀盐酸中产生氢气的反应速率比在稀硫酸中的快。查阅相关资料后得知:化学反应速率主要由参加反应的物质的性质决定,其次是外界因素的影响。
(1)写出以上反应的离子方程式_______________________________。
(2)出现上述现象的原因可能:假设①SO42—对铝与H+的反应有抑制作用;假设②______________________________________。
(3)请设计实验对上述假设进行验证:
①____________________________________________;
②____________________________________________。
(4)如果上述假设都成立,要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快,可以采取的措施有:
①__________________________________________________;
②__________________________________________________;
③__________________________________________________;
④__________________________________________________。