所屬科目:高中◆資優◆化學
4. 現今人類所使用的各項產品中,從手機、筆記型電腦到電動車等均可看到鋰離子電池的普遍使用。鋰離子電池是屬於一種二次電池,與其他電池相比具有重量輕、高能量密度、高 電壓、無記憶效應等優點,西元 2019 年的諾貝爾化學獎即頒給對鋰離子電池研究有重大 貢獻的三位學者,此三位學者分別為 John B. Goodenough(古迪納夫)、M.Stanley Whittingham(惠廷翰)和 Akira Yoshino(吉野彰)。常見的鋰離子電池使用鋰離子嵌入石墨當 作陽極,常用的陰極材料為氧化鈷等能與鋰離子結合的氧化物,電池作用的原理是利用鋰 離子在兩極之間往返以進行充放電的工作,因此也被稱為”搖椅式電池”。此種電池在放電 時兩極的化學反應如下:結合(式 1)與(式 2)可得到電池放電的全反應式:
LiC6+CoO2→LiCoO2+C6 (式 3) 此反應為可逆反應,因此鋰離子電池可以反覆進行充放電的工作,下列相關敘述何者正確 ? (多重選擇題) (A)(式 1)為放電時電池的負極所進行的半反應 (B)鋰離子電池放電時鋰離子從電池的陽極透過電池外部的導線抵達電池的陰極 (C)在放電的全反應式(式 3)中,CoO2 作為還原劑,其中 Co 的價數為+4 價 (D)以外加電源對鋰離子電池充電時,鋰離子會從鋰離子電池的正極返回負極 (E)鋰離子的活性很大可與水反應產生氫氣,所以鋰離子電池內部的電解質溶液不可使用 水溶液。
5. 下圖為甲~己六種元素在週期表的相對位置,已知此六種元素原子序的總和為 72,下列敘述 何者正確? (多重選擇題) (A)甲為非金屬元素,其同素異形體皆不具導電性 (B)乙元素所形成的氫化物其水溶液呈酸性 (C)已知丁元素在自然界中穩定存在的同位素之一其質量數為 34,則該原子有 16 個質子、 16 個電子和 18 個中子 (D)戊元素在常溫常壓下為黃綠色的氣體 (E)己元素是週期表中第三週期、第 8 族的元素。
6. 已知硝酸鉀在水中的溶解度與溫度的關係如下表,下列敘述何者正確 ? (多重選擇題) (A)硝酸鉀的溶解度(g/100g 水)與溫度(°C)成正比 (B)硝酸鉀溶於水的過程進行吸熱反應 (C)硝酸鉀溶於水的過程整杯溶液的溫度會上升 (D)40°C 時,將 27 克硝酸鉀溶於 33 克的水中,充分攪拌後形成的溶液重量百分濃度約為 39% (E)將 60°C、70 克的飽和硝酸鉀溶液降溫至 20°C 時,可析出硝酸鉀固體 28.5 克。
13.關於 X 與 Y 物質的配對,下列何者正確?(A)(B)(C)(D)
10.比較溶液中四種離子之體積莫耳濃度的大小關係,答案請由大到小排列,並以大於、等於或小於符號標示大小關係。 (全對才給分)
19.若將原未知濃度 60 mL,以相同濃度的 30 mL 取代,再以 0.2 M 進行酸鹼滴定。 則當酸鹼滴定恰好完全中和時,的消耗體積為多少 mL?
20.承上題,此時溶液的 pH 值,應大於、小於或等於原實驗中當量點的 pH 值?已知同溫下 0.1 M 的 其 pH > 1,而 0.1 M 的 其 pH < 1。