2023年高考真题变式分类汇编：原电池工作原理及应用1

2023年高考真题变式分类汇编：原电池工作原理及应用1
一、选择题
1．（2023·湖北）下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是
A．石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B．氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C．铜锌原电池工作时，正极和负极同时发生反应
D．Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
【答案】D
【知识点】氧化还原反应；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.当沉淀速率和溶解速率相等时，电解质建立了沉淀溶解平衡，沉淀和溶解即对立又互相统一，符合 事物的双方既相互对立又相互统一 ，A项正确；
B.氯气与强碱反应时，有部分氯气发生氧化反应，同时也有部分氯气发生还原反应，因此，氯气既是氧化剂又是还原剂，氯气的这两种作用统一在同一反应中，这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点，B正确；
C．铜锌原电池工作时，正极和负极同时发生反应，正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应，氧化反应和还原反应是对立的，但是这两个反应又同时发生，统一在原电池反应中，因此，这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点，C正确；
D．Li、Na、K均为第ⅠA的金属元素，其核外电子层数依次增多，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小，其失电子能力依次增强，因此，其金属性随其核外电子层数增多而增强，这个化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点，D项错误；
故答案为：D.
【分析】弄清题目的意思，“ 既相互对立又相互统一 ”，结合化学知识与理论进行判断，有对立和同一的思想即可。
2．（2023·湖北）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是
A．b电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D．海水为电解池补水的速率为
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正确；
B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，为保持OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；
C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；
D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，故D错误；
故答案为：D。
【分析】解答新型化学电源的步骤：(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式。
3．（2020 新高考I）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是（　　）
A．负极反应为
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．a极为负极，CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A不符合题意；
B．为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B符合题意；
C．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，故C不符合题意；
D．b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H2↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，故D不符合题意；
故答案为B。
【分析】据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。
4．（2020·）一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应： 该电池工作时，下列说法错误的是（　　）
A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C．电池总反应为
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．当负极通过0.04mol电子时，正极也通过0.04mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气，在标况下为0.224L，A不符合题意；
B．反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低，B符合题意；
C．根据分析，电池的总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8 +4 ，C不符合题意；
D．电池中，电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据图示的电池结构，左侧VB2发生失电子的反应生成 和 ，反应的电极方程式如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-，反应的电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8 +4 ，据此分析。
5．（2023·深圳模拟）我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3 H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。
下列说法正确的是（　　）
A．b电极为Zn电极
B．放电过程中，负极发生的反应为
C．电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小
D．理论上，每得到1molNH3 H2O，至少需要消耗195gZn
【答案】D
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，a电极为Zn电极是负极，A不符合题意；
B．放电过程中，负极发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，B不符合题意；
C．由分析可知，电解过程中，TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3 H2O+H2O，则阴极区溶液的pH逐渐增大，C不符合题意；
D．由分析可知，理论上，每得到1molNH3 H2O，需得到6mol电子，故至少需要消耗Zn的质量为=195g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极；D依据得失电子守恒计算。
6．（2023·深圳模拟）直接NaBH4-H2O2燃料电池具有比能量高等优点，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H2SO4溶液、NaOH溶液，并采用阳离子交换膜，放电时（　　）
A．负极上被还原
B．正极发生的反应为
C．由负极移向正极
D．正极区溶液中保持不变
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．负极发生氧化反应，电极反应式为：-8e-+8OH-=+6H2O，即负极上被氧化，A不符合题意；
B．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，B不符合题意；
C．原电池内部电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na+由负极移向正极，C符合题意；
D．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，反应生成H2O，则正极区溶液中减小，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
7．（2023·邯郸模拟）液流电池储能寿命长、安全性高，是大规模高效储能首选技术之一、全钒液流电池、铁铬液流电池是使用规模较大的两种液流电池，它们的装置如图所示。已知铁铬液流电池中甲池电解质溶液为、乙池电解质溶液为；氧化性：。下列说法错误的是
A．铁铬液流电池充电时，a电极与电源正极相连，b电极与电源负极相连
B．铁铬液流电池放电时，乙池的电极反应式为
C．全钒液流电池中，A、B、C、D分别为、、、
D．放电时，电路中通过电子，理论上，有个由乙池经质子交换膜移向甲池
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．在铁铬液流电池中，因为氧化性：，放电时，甲池为正极反应为：，乙池为负极，发生反应为：，所以充电时，甲池中a接电源的正极，为阳极，乙池中b接电源的负极，为阴极，A不符合题意；
B．根据以上分析，放电时乙池为负极，发生反应为：，B不符合题意；
C．若换成全钒液流电池，放电时，甲池为正极，，为，乙池负极，反应为：，为，所以A、B、C、D分别为、、、，C符合题意；
D．放电时，a为正极，b为负极，阳离子向正极移动，所以向甲池移动，若电路中通过电子，理论上，有个由乙池经质子交换膜移向甲池，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．充电时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应；
BC．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
D．依据转移电子数与溶液中离子转移所带电荷总数相等分析。
8．（2023·江西模拟）2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H++，Ka=2.4×10-12)，下列说法错误的是
A．催化剂可促进反应中电子的转移
B．b电极上的电极反应为O2+H2O+2e-=+OH-
C．Y膜为选择性阳离子交换膜
D．以对硝基苯甲酸( )为原料，用铅蓄电池电解合成对氨基苯甲酸 ( )，阴极的主要电极反应式为 +6e-+6H+= +2H2O
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．催化剂可降低反应的活化能，有利于促进反应中电子的转移，故A不符合题意；
B．由分析可知，通入氧气的电极b为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成和氢氧根离子，电极反应式为O2+H2O+2e-=+OH-，故B不符合题意；
C．由分析可知，通过选择性阳离子交换膜Y进入产品室与氢离子反应生成过氧化氢，故C符合题意；
D．由题意可知，电解对硝基苯甲酸制备对氨基苯甲酸时，酸性条件下对硝基苯甲酸在阴极得到电子发生还原反应生成对氨基苯甲酸和水，电极反应式为+6e-+6H+= +2H2O，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．催化剂有利于促进反应中电子的转移，加快反应速率；
B．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
C．利用离子类型与离子交换膜类型一致判断；
D．电解时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应。
9．（2023·张家口模拟）我国新能源汽车上有望推广钠离子电池，一种钠离子电池工作示意图如下，充电时Na+经电解液嵌入石墨(C6)，下列说法错误的是
A．放电时，电势：电极a>电极b
B．放电时，电子从电极b经外电路流向电极a，再经电解液流回电极b
C．放电过程中，导线上每通过1mole-，负极质量减少23g
D．充电时，电极a上发生反应的电极反应式为
【答案】B
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据电池工作示意图分析可知，放电时，电极a为正极，电极b为负极，正极的电势高于负极，则电势：电极a>电极b，A项不符合题意；
B．放电时，电子从电极b经外电路流向电极a，电子不能通过电解液，B项符合题意；
C．放电过程中，导线上每通过1mole-，负极上Na+转移至正极，减小1mol钠离子，质量减少23g，C项不符合题意；
D．充电时，电极a为阳极，发生反应的电极反应式为，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据电原电池阳离子移向正极，阴离子移向负极，正极的电势高于负极；
B．放电时，电子从负极经外电路流向正极；
C．依据得失电子守恒；
D．充电时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应。
10．（2023·虹口模拟）对如图所示的实验装置的判断错误的是
A．开关K置于A处时，可减缓铁的腐蚀
B．开关K置于A处时，铁棒表面有氢气产生
C．开关K置于B处时，铁棒一定为负极
D．开关K置于B处时，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．开关K置于A处，则铁为阴极，可减缓铁的腐蚀，A不符合题意；
B．开关K置于A处，铁为阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，铁棒表面有氢气生成，B不符合题意；
C．开关K置于B处，X电极的材料未知，无法确定铁棒一定为负极，C符合题意；
D．开关K置于B处，X金属的活泼性若强于铁，则X为负极，铁为正极被保护，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、铁为阴极，为外接电源的阴极保护法；
B、铁为阴极，氢气为氢离子放电，阳离子在阴极放电；
C、判断电池正负极跟金属活动性强弱有关；
D、铁为正极时，为牺牲阳极的阴极保护法。
11．（2023·顺义模拟）“齐天圣鼓”又称“猴鼓”，起源于唐朝，堪称中原一绝，是中国非物质文化遗产之一。猴鼓的结构如图所示。下列说法错误的是
A．牛皮面的主要成分是蛋白质，耐高温
B．竹钉的主要成分是纤维素，属于天然高分子
C．桐油是从桐籽中提炼出来的油脂，属于酯类
D．铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定
【答案】A
【知识点】酯的性质；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．牛皮面的主要成分是蛋白质，属于有机物，不耐高温，A符合题意；
B．竹钉的主要成分是纤维素，纤维素属于天然高分子化合物，B不符合题意；
C．桐油是天然植物油，其主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，属于酯类，C不符合题意；
D．鼓环常与手接触，易沾上汗液，使铁与铜形成原电池，铁钉作负极，被腐蚀，故铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.蛋白质在高温下变性；
B.纤维素属于天然高分子化合物；
C.油脂主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，属于酯类；
D.铁与铜形成原电池，铁作负极被腐蚀。
12．（2023·成都模拟）某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理，其原理如图。
下列有关说法错误的是（　　）
A．Mg电极为负极，Pt1为阳极
B．乙池中NO在Pt1，电极发生还原反应
C．碳纳米管析出硫的电极反应为：SO2+4e-=S+2O2-
D．Pt2电极可能产生H2，周围pH增大
【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，则乙池为电解池，Pt1 为阳极，故A不符合题意；
B．乙池为电解池，Pt2 为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，发生还原反应，故B符合题意；
C．由分析可知，碳纳米管为正极，其电极反应式为：SO2+4e-=S+2O2-，故C不符合题意；
D．Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，后水中的氢离子得电子生成氢气，剩余氢氧根离子，周围pH增大，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】电解池的题目要注意几个问题：
1、连接外接电源正极的为阳极，若阳极为活性电极则阳极失去电子，若阳极为惰性电极，则溶液中的阴离子在阳极失去电子，阳极发生氧化反应；连接外接电源负极的为阴极，溶液中的阳离子在阴极得到电子，阴极发生还原反应；
2、溶液中的离子放电顺序：
阳离子：Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+（酸） > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ >Zn2+ > H+（水）；
阴离子：S2– >I-> Br- > Cl- > OH-> (NO3－、SO42– 等)含氧酸根 > F－；
3、电极反应式的书写要结合原子守恒以及溶液形成判断，酸性条件不出现氢氧根，碱性条件下不出现氢离子；
原电池的角度进行分析：
活泼金属作为负极，负极质量减少，正极质量增加或者生产气体，电子由负极经过导线流向正极，电流由正极经过导线流向负极，阳离子移向正极，阳离子得到电子形成单质，阴离子移向负极，负极失去电子形成阳离子。
13．（2023·郑州模拟）pH计是通过测定电池两极电势差(即电池电动势E)确定待测液pH的仪器，复合电极pH计的工作原理如图。室温下，E=0.059pH+0.2 (E的单位为V)。下列说法错误的是（　　）
A．pH计工作时，化学能转变为电能
B．指示电极的电极电势随待测溶液的c(H+)变化而变化
C．若参比电极电势比指示电极电势高，则指示电极的电极反应式：AgCl(s)+e- = Ag(s) +Cl-
D．室温下，若E为0. 377V，则待测溶液的pH=3.0
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．pH计的工作原理是通过测定电池电动势E(即指示电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH，则pH计工作时，化学能转化为电能，故A不符合题意；
B．根据pH计的工作原理可知，指示电极参比膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化从而使得其能确定溶液的pH，故B不符合题意；
C．若参比电极电势比指示电极电势高，正极的电势比负极的高，则指示电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为Ag(s)-e-+Cl-=AgCl(s)，故C符合题意；
D．根据E=0.059pH+0.2，若E为0. 377V，则pH=，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．pH计的工作原理是通过测定电池电动势E；
B．根据pH计的工作原理分析；
C．依据参比电极电势比指示电极电势高，正极的电势比负极的高分析；
D．根据E=0.059pH+0.2计算。
14．（2023·浦东模拟）小陈同学利用如图所示装置完成厨房小实验，以下能在碳棒上观察到气泡的溶液是（　　）
A．食醋 B．食盐水 C．糖水 D．纯净水
【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．加食醋，构成原电池，碳棒为正极，溶液呈酸性，正极反应式为2H++2e-=H2↑，故选A；
B．加食盐水，构成原电池，碳棒为正极，溶液呈中性，发生铁的吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，碳棒上没有气泡生成，故不选B；
C．加糖水，糖水不导电，不能形成原电池，碳棒上没有气泡生成，故不选C；
D．加纯净水，纯净水几乎不导电，不能形成原电池，碳棒上没有气泡生成，故不选D；
故答案为：A。
【分析】A.加食醋形成原电池，碳棒上发生反应2H++2e-=H2↑；
B.加食盐水，构成原电池，发生铁的吸氧腐蚀，正极上发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-；
C.糖水不能导电，不是电解质溶液；
D.纯净水几乎不导电。
15．（2023·西城模拟）下列实验能达到实验目的的是
A B C D
制作简单的燃料电池 证明苯环使羟基活化 制备并收集NO2 检验溴乙烷的水解产物Br-
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【知识点】制备实验方案的设计；物质检验实验方案的设计；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．上述装置中先闭合K1，打开K2构成电解池装置，左侧石墨电极为阳极，溶液中的水发生失电子的氧化反应生成氧气，右侧石墨电极作阴极，放出氢气；再闭合K2，打开K1，形成原电池，右侧石墨电极为负极，氢气放电，左侧石墨电极为正极，氧气得电子，能达到实验目的，A符合题意；
B．溴水和苯酚反应三溴苯酚，说明羟基使苯环活化，B不符合题意；
C．生成的二氧化氮和水反应生成一氧化氮，C不符合题意；
D．证明存在溴离子，应该首先将反应后的溶液酸化后再加入硝酸银溶液，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.关闭K1时，构成电解池，生成氢气和氧气，打开K1、关闭K2，构成氢氧燃料电池；
B.苯与溴水不反应，苯酚与溴水反应生成2，4，6-三溴苯酚，说明羟基使苯环活化；
C.二氧化氮能与水反应，不能用排水法收集；
D.溴乙烷水解后，在酸性溶液中检验溴离子。
16．（2023·山东模拟）2021年我国研制出第一代钠离子电池，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。它的工作原理为：，其装置如图所示，负极为碳基材料(NamCn)，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，下列说法正确的是
A．放电时，电子由a极经过导线移向b极
B．充电时，若转移，碳基材料电极将增重23m克
C．放电时a极反应式为：
D．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移时，理论上可获得64g纯铜
【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，电子由负极b极经过导线移向正极a极，A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，碳基材料电极电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn，则若转移，碳基材料电极将增重23克，B不符合题意；
C．由分析可知，放电时a极反应式为：，C符合题意；
D．用该电池电解精炼铜，根据Cu2++2e-=Cu可知，当电池中迁移时，即电路上将转移1mol电子，理论上可获得0.5mol×64g/mol=32g纯铜，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．放电时，电子由负极经过导线移向正极；
BD．依据得失电子守恒；
C．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应。
17．（2023·山东模拟）目前研究较多的Zn－H2O2电池，其电池总反应为Zn+OH-+HO=ZnO+H2O。现以Zn－H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]碱性溶液制备氢气，同时获得N2及极少量O2(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是
A．装置1中OH-移向Zn电极
B．反应过程中，d极附近的pH增大
C．电极c的主要反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O
D．通电一段时间后，若Zn电极的质量减轻19.5g，则c电极产生N22.24L(标准状况)
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．装置I是原电池，在原电池中阴离子向负极移动，Zn为负极，OH-移向Zn电极，A不符合题意；
B．由分析可知，d为阴极，水电离出的氢离子在阴极被还原为氢气，则氢离子浓度降低，氢氧根离子浓度增大，故d极附近的pH增大，B不符合题意；
C．与b极相连的c为电解池的阳极，CO(NH2)2在阳极被氧化，电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O，C不符合题意；
D.19.5gZn的物质的量为0.3mol，转移电子0.6mol，根据选项C的分析可知，此时生成氮气0.1mol，体积为2.24L，但是根据题意可知此时还有氧气生成，故生成氮气的体积会小于2.24L，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池中阴离子向负极移动；
B．依据电解反应的电极反应判断；
C．电解时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应；
D.根据选项C的分析，还有氧气生成。
18．（2023·沈阳模拟）应用电化学方法，对水体消毒并去除余氯，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．闭合后，可对池中的水杀菌消毒
B．断开，闭合时，由M极流出
C．断开，闭合后，N极金属不断累积
D．钠离子交换膜可用质子交换膜代替
【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．闭合后，构成电解池装置，M极为阳极，电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，氯气进入水池消毒，A符合题意；
B．断开，闭合时，构成原电池装置，M极为正极，N极为负极，由N极流出，B不符合题意；
C．断开，闭合后，构成原电池装置，N极为负极，电极反应式：Na-e-=Na+，N极金属不断减少，C不符合题意；
D．钠离子交换膜换成质子交换膜后H+会穿过膜与N极的Na反应，故不可换为质子交换膜，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】闭合，该装置为电解池，M极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑， 氯气进入水池消毒，N极为阴极，电极反应式：Na++e-=Na； 闭合，构成原电池，N极为负极，电极反应式：Na-e-=Na+， M极为正极，电极反应式：Cl2+2e-=2Cl 。
19．（2023·开封模拟）pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH。pH与电池的电动势E存在关系：pH= (E的单位为V，K为常数)。
下列说法错误的是
A．pH计工作时，化学能转化为电能
B．玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化
C．若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V ，可标定常数K=0.2
D．若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极反应为AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．pH计的工作原理是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH，则pH计工作时，化学能转化为电能，A不符合题意；
B．根据pH计的工作原理可知，玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化从而使得其能确定溶液的pH，B不符合题意；
C．pH=，若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V ，则3=，解得K=0.2，C不符合题意；
D．若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极为负极，失去电子发生氧化反应，反应为Ag(s)- e-+Cl-=AgCl(s)，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.原电池将化学能转化为电能；
B.玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化从而测定溶液的pH；
C.根据pH=计算。
二、多选题
20．（2023·潍坊模拟）我国科学家研究出一种钠离子可充电电池的工作示意图如下，该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作，工作原理示意图如下：
其中代表没参与反应的-COONa，代表没参与反应的-ONa．下列有关说法错误的是
A．放电时，b极为正极
B．充电时，钠离子由b极向a极移动
C．充电时，阴极发生反应为
D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，则放电过程中转移0.3mol电子时，两极质量差为6.9g
【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，放电时，b极为正极，A不符合题意；
B．充电时，阳离子向阴极移动，充电时a为阴极、b为阳极，则钠离子由b极向a极移动，B不符合题意；
C．充电时a为阴极，阴极得到电子发生还原反应，反应为
+2e-+2Na+=，C符合题意；
D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，根据电子转移关系可知钠离子迁移情况为，e-~Na+，则放电过程中转移0.3mol电子时，由0.3mol的钠离子发生迁移，则两极质量差为23g/mol×0.3mol×2=13.8g，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
B．充电时，阳离子向阴极移动；
C．充电时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应；
D．根据电子转移关系计算。
21．（2022·永州模拟）无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电池工作原理如图所示：
下列说法错误的是（　　）
A．放电时，M极为正极
B．放电时，右侧储液器中NaCl的浓度增大
C．充电时，N极的电极反应式为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+
D．充电时，电路中每转移1mole-，N电极理论上质量减小23g
【答案】C,D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，M为正极，电极反应为，A不符合题意；
B．放电时，右侧储液器中，氯化钠浓度增大，因为负极发生反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，产生钠离子，正极产生氯离子，从而导致氯化钠浓度增大，B不符合题意；
C．充电时，N极为阴极，电极反应为：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3，C符合题意；
D．充电时，N极发生NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3，当转移1mole-，N电极理论上增大1molNa+，即增大23g，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】放电时，N电极上，Ti元素的化合价由+3价升高至+4价，发生了氧化反应，则N电极为负极，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+；M为正极，正极上氯气得电子发生还原反应生成氯离子；
Ａ． 放电时，M极为正极 ；
Ｂ．负极生成钠离子，正极生成氯离子，氯化钠浓度增大；
Ｃ．充电时，N极为阴极；
Ｄ．结合电极反应式可知，N电极质量增大，增大的质量为钠离子的质量。
22．（2022·泰安模拟）我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂，可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．充电时，Zn电极周围pH降低
B．放电时，每生成，转移个电子
C．使用催化剂Sn或者均能有效减少副产物CO的生成
D．使用催化剂，中间产物更不稳定
【答案】C,D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据装置图，充电时，外电路电子流向Zn电极，即Zn电极为阴极发生还原反应，反应式为Zn(OH)
+2e-=Zn+4OH-，c(OH-)增大，pH增大，故A说法不符合题意；
B．根据装置图可知，放电时，右侧电极为正极，发生还原反应，反应式为CO2+2e-+H2O =HCOO-+OH-，生成1mol HCOO-时，转移电子物质的量为2mol，故B说法不符合题意；
C．根据图像可知，在使用催化剂Sn和s-SnLi生成CO时活化能大，活化能大反应速率慢，且CO能量比HCOOH能量高，能量越低，物质越稳定，因此使用催化剂Sn和s-SnLi可以减少副产物CO的生成，故C说法符合题意；
D．根据图像可知，使用催化剂s-SnLi，中间产物能量高，不稳定，故D说法符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A.充电时，Zn电极是Zn(OH)
被还原为Zn，同时得到氢氧根离子；
B.分析C的化合价可知转移电子的数目；
C.活化能越大，反应速率慢，副产物低；
D.物质的能量越高，越不稳定。
23．（2022高一下·新余期末）固体氧化物燃料电池以固体氧化锆—氧化钇为电解质，在高温可以传递O2-。电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是（　　）
A．多孔电极a为电池的负极
B．O2-移向多孔电极a
C．b极的电极反应式：H2 2e-+O2-=H2O
D．电子流动方向：b→负载→a
【答案】C,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，多孔电极a为电池的正极，A不符合题意；
B．多孔电极b为负极，多孔电极a为正极，O2-移向负极即多孔电极b，B不符合题意；
C．多孔电极b为负极，氢气失电子生成氢离子，氢离子结合氧离子生成水，电极反应式为：H2 2e-+O2-=H2O，C符合题意；
D．多孔电极b为负极，多孔电极a为正极，电子流动方向：b→负载→a，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
24．（2022高二下·岳阳期末）下列实验操作、对应的现象及结论均正确的是（　　）
选项 实验操作和现象 结论
A 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变澄清 酸性：苯酚>碳酸
B 溶液中加入少量溶液，有砖红色沉淀()生成
C 将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片表面产生气泡 该装置构成了原电池，铝片做负极
D 向某溶液中加入稀NaOH溶液，用湿润的红色石蕊试纸检验，无明显现象 溶液中一定无
A．A B．B C．C D．D
【答案】B,C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；化学实验方案的评价；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，生成苯酚钠、碳酸氢钠，可知苯酚的酸性大于碳酸氢根离子的酸性，A不符合题意；
B．加入少量AgNO3溶液，有砖红色沉淀Ag2CrO4生成，可知Ag2CrO4更难溶，则Ksp(Ag2CrO4)< Ksp(Ag2Cr2O7)，B符合题意；
C．铝、镁和氢氧化钠溶液构成原电池，铝失去电子作负极，镁作正极，C符合题意；
D．加入稀氢氧化钠溶液，可能合成一水合氨，由实验及现象可知，溶液中可能含有铵根离子，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A.根据强酸制弱酸分析；
B.发生沉淀的转化，说明Ag2CrO4更难溶；
C.铝能与氢氧化钠反应，镁不与氢氧化钠反应，该原电池中铝作负极；
D.加入NaOH之后需要加热氨气才能逸出。
三、非选择题
25．（2023·北京）资料显示，可以将氧化为。某小组同学设计实验探究被氧化的产物及铜元素的价态。
已知：易溶于溶液，发生反应红棕色；和氧化性几乎相同。
（1）将等体积的溶液加入到铜粉和的固体混合物中，振荡。
实验记录如下：
　 实验现象
实验Ⅰ 极少量溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色
实验Ⅱ 部分溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色
实验Ⅲ 完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色
初始阶段，被氧化的反应速率：实验Ⅰ　 　填“”“”或“”实验Ⅱ。
实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有蓝色或无色，进行以下实验探究：
步骤取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入，多次萃取、分液。
步骤取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。
步骤的目的是　 　。
查阅资料，，无色容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤的溶液中发生的变化：　 　。
结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是　 　。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓溶液，　 　填实验现象，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是　 　。
（2）上述实验结果，仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了能将氧化为。装置如图所示，分别是　 　。
（3）运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中被氧化的产物中价态不同的原因：　 　。
【答案】（1）；除去，防止干扰后续实验；、 ；或；白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色；铜与碘的反应为可逆反应或浓度小未能氧化全部的
（2）铜；含的的溶液
（3）在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或，浓度减小使得氧化性增强，发生反应和
【知识点】氧化还原反应；化学实验方案的评价；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）①I2在水中溶解度较小，与Cu接触不充分，反应速率较慢，加入KI后转化为I3-，I3-与I2氧化性几乎相同，相当于I2溶解度增大，与Cu充分接触，反应速率更快，故答案为：<；
②I2易溶于有机溶剂，CCl4可以溶解I2，使 红棕色平衡朝逆向移动，减少I3-浓度；根据实验III，可知Cu元素以蓝色或无色形式存在，而步骤b溶液为无色，即以 无色形式存在，加入浓氨水后，转化为 无色， 溶液被氧化，Cu价态由+1变为+2，即转化为，故答案为： 除去，防止干扰后续实验 ； 、 ；
③Cu和I2反应生成CuI，结合原子守恒，可知方程式为 ，或可以看成I3-和Cu反应，结合原子守恒，可知方程式为 ；加入浓KI溶液后观察到少量红色的铜出现，即的反应为可逆反应，加入KI后，I-和I2反应，I2浓度减小，平衡朝逆向移动，则可观察到白色沉淀逐渐溶解；反应为可逆反应时，反应物与生成物同时存在，Cu无法完全反应；故答案为： 或 ； 白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色 ； 铜与碘的反应为可逆反应或浓度小未能氧化全部的 ；
（2）Cu和I2反应时，Cu被氧化，则Cu应作为负极，则a为Cu，I2为氧化剂，应在正极发生反应，则b中应装有含n mol I2的4mol·L-1的KI溶液，故答案为： 铜；含的的溶液；
（3） 在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或，浓度减小使得氧化性增强，发生反应和 ，故答案为： 在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或，浓度减小使得氧化性增强，发生反应和 。
【分析】（1）①增大反应物浓度，平衡朝正向移动；
②减小反应物浓度，平衡朝逆向移动；
③可逆反应中，反应物和生成物同时存在；
（2）双液原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；
（3）浓度越小，氧化性越弱，浓度越大，氧化性越强。
26．（2023·枣庄模拟）钯(Pd)是一种贵金属，性质类似铂(Pt)。活性炭载钯催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业，但使用过程中因生成难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、及少量Fe、Cu、Al等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图：
已知：I．阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为、(表示树脂的有机成分)。
II．“沉钯”时得到氯钯酸铵固体，不溶于冷水，可溶于稀盐酸。
（1）温度、固液比对浸取率的影响如图，则“浸取”的最佳条件为　 　。
（2）“浸取”时，加入试剂A的目的为　 　。
（3）“浸取”时，加入有利于Pd的溶解，生成的四氯合钯(Ⅱ)酸()为二元强酸。加入浓盐酸和后主要反应的离子方程式：　 　。
（4）“离子交换除杂”应使用　 　(填“阳离子”或“阴离子”)树脂，“洗脱”时应使用的洗脱液为　 　(填标号)。
A．硫酸 　　　　B．盐酸　　　　C．无水乙醇
（5）“还原”过程转化为，在反应器出口处器壁内侧有白色晶体生成，该过程还产生的副产物为　 　，且该产物可循环利用至　 　环节(填环节名称)。
（6）以上流程污染性较强且复杂，通常适用电解法回收钯。将“浸取”后的溶液与钯离子脱附试剂MH混合，形成配离子，电解可得高纯度钯，装置如图。电解时，当浓缩室里共得到的较浓盐酸时(体积变化忽略不计)，理论上能得到Pd　 　g，但实际生产中得不到相应质量的Pd，原因是　 　。
【答案】（1）70℃，固液比
（2）将PdO还原为Pd
（3）
（4）阴离子；B
（5）HCl；浸取与洗脱
（6）159；阴极有得电子生成
【知识点】制备实验方案的设计；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）由图可知，“浸取”的最佳条件为70℃，固液比3：1；
（2）加入试剂A可以将PdO中的钯还原为单质，便于后期处理，故加入试剂A的理由是：将PdO还原为Pd；
（3）根据题给信息可知，加入后和单质钯反应生成四氯合钯(Ⅱ)，则根据元素守恒可知，离子方程式为：；
（4）离子交换时发生的反应为阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为，其中氯离子被除掉，故应该选用阴离子交换膜；由给信息可知洗脱时得到，则此时应该选用盐酸，故答案为：B；
（5）由流程图可知，还原时和反应生成单质钯，根据反应器出口处器壁内侧有白色晶体生成和元素守恒可知，副产物为HCl；由于在浸取与洗脱时都使用了盐酸故可以循环至浸取与洗脱循环利用；
（6）盐酸的浓度由变为，则生成的氯化氢的物质的量n(HCl)=5×(-)=3mol，则此时转移电子的物质的量n(e-)=3mol，根据Pb~2e-，则生成Pd的物质的量=1.5mol，其质量=106g/mol×1.5mol=159g；而实际电解过程中可能有氢离子在阴极得到电子，故但实际生产中得不到相应质量的Pd。
【分析】废钯催化剂焙烧，去除活性炭，同时Fe、Cu转化为氧化物，加入试剂A、盐酸和NaClO3浸取，铁的氧化物、铜的氧化物转化为氯化铁、氯化铜，并得到[PdCl4]2-浸出液，浸出液通过离子交换除去铁离子、铜离子；然后加入盐酸进行洗脱使生成[PdCl4]2-溶液，加入浓氨水“沉钯”得到氯钯酸铵 ，还原时和反应生成海绵钯。
27．（2022·深圳模拟）某学习小组将Cu与的反应设计为原电池，并进行相关实验探究。回答下列问题：
（1）I．实验准备
稀硫酸的配制
①配制的溶液，需溶液的体积为　 　mL。
②在实验室配制上述溶液的过程中，下图所示仪器，需要用到的是　 　(填仪器名称)。
（2）Cu与在酸性条件下反应的离子方程式为　 　。
（3）II．实验探究
【实验任务】利用相关原电池装置进行实验，探究物质氧化性或还原性的影响因素。
【查阅资料】其他条件相同时，参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，原电池的电压越大。
【进行实验】
利用下表所示装置进行实验1～4，记录数据。
装置 实验序号 烧杯中所加试剂 电压表读数
30％
1 30.0 / 10.0
2 30.0 1.0 9.0
3 30.0 2.0 8.0
4 35.0 1.0
已知：本实验条件下，对电压的影响可忽略。
①根据表中信息，补充数据：　 　。
②由实验2和4可知，　 　(填“大于”或“小于”或“等于”)，说明其他条件相同时，溶液的浓度越大，其氧化性越强。
（4）由(3)中实验结果，小组同学对“电压随pH减小而增大”可能的原因，提出了以下两种猜想：
猜想1：酸性条件下，的氧化性随pH减小而增强。
猜想2：酸性条件下，Cu的还原性随pH减小而增强。
为验证猜想，小组同学在(3)中实验1～4的基础上，利用下表装置进行实验5～-7，并记录数据。
装置 实验序号 操作 电压表读数
5 /
6 ①向　 　(填“左”或“右”)侧烧杯中滴加溶液。
7 向另一侧烧杯中滴加溶液
②实验结果为：、　 　，说明猜想2不成立，猜想1成立。
（5）已知Cu与反应时，加入氨水可形成深蓝色的。小组同学利用(4)中实验5的装置继续探究，向左侧烧杯中滴加5.0mL一定浓度的氨水，相比实验5，电压表读数增大，分析该电压表读数增大的原因：　 　。
【实验结论】物质的氧化性(或还原性)强弱与其浓度、pH等因素有关。
【答案】（1）5.0；100mL容量瓶
（2）
（3）4.0；小于
（4）左；
（5）加入氨水后形成，使减小，促进铜失电子，使电压表读数增大
【知识点】配制一定物质的量浓度的溶液；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）①根据稀释规律c1V1=c2V2可知，配制的溶液，需溶液的体积为；
②在实验室配制上述溶液的过程中，下图所示仪器，需要用到100mL容量瓶；
（2）Cu在酸性条件下被氧化为铜离子，过氧化氢转化为水，反应的离子方程式为；
（3）①根据单一变量控制法可知，总溶液的体积为40.0mL，则V1=40.0-35.0+1.0=4.0；
②由实验2和4可知，过氧化氢的浓度不同，结合结论可推出，U2小于U4；
（4）涉及双液原电池后，若向左侧烧杯溶液中加入硫酸与没有加入硫酸时，则可推出猜想2不成立，再向右侧烧杯溶液中加入等物质的量的硫酸，观察得到，则说明猜想1成立；
（5）加入足量氨水后形成，使溶液中减小，促进铜失电子，使电压表读数增大。
【分析】（1）①根据稀释规律c1V1=c2V2计算；
②由浓溶液配制一定物质的量浓度溶液用到的仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管；
（2）根据反应物的化学式，利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写；
（3）①②根据单一变量控制法分析；
（4）依据对比实验的现象判断；
（5）依据反应过程中铜离子变化分析。
28．（2022·汕头模拟）2021年国际环境研究大会以“中国走向碳中和可持续发展的进程”为主题，聚焦气候治理政策，其中大气污染物碳氧化物、氮氧化物等的治理和“碳中和”技术的开发应用，成为化学研究的热点问题。
（1）已知：
有氧条件下，NH3与NO反应生成N2，相关热化学方程式为 　 　。
（2）利用二价铜微粒为催化剂用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是　 　。
a.为催化剂，可以提高脱硝的速率和平衡转化率
b.状态②到状态③的变化过程决定了整个历程的反应速率
c.状态③到状态④中有非极性键和极性键生成
d.在图1所示历程中铜元素的化合价有发生变化
（3）采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该反应体系中涉及以下两个反应：
I.
II.
恒压下将CO2和H2按体积比混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应II，在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图。
其中的选择性
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是　 　。
a.210℃ b.230℃ c.催化剂CZT d.催化剂
②在230℃以上，升高温度甲醇的产率降低，但CO2的转化率增大，原因是　 　。
（4）恒温恒压密闭容器中，加入和，设只发生反应I，初始压强为，在300℃发生反应，反应达平衡时，容器体积减小20%。则反应I的压强平衡常数　 　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
（5）近期中国科学家团队再次实现二氧化碳“变废为宝”，成功将二氧化碳分两步高效还原合成高浓度乙酸，进一步利用微生物合成葡萄糖和油脂。利用新型固态电解质电解的部分过程如图所示。该装置阴极电极反应：　 　。
【答案】（1）-1627
（2）cd
（3）bd；230℃以上，温度升高，反应I的平衡向逆反应方向移动，反应II的平衡向正反应方向移动，但温度对反应II的平衡影响更大
（4）
（5）
【知识点】反应热和焓变；化学平衡常数；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①
②
③
③=①-4②，故-1627；
(2)a.催化剂只能提高脱硝的速率，不能改变平衡转化率，a项不正确；
b.慢反应决定了整个历程的反应速率，故状态③到状态④的变化过程决定了整个历程的反应速率，b项不正确；
c.状态③到状态④中有N与N之间非极性键和H与O之间极性键生成，c项正确；
d.在图1所示历程中铜元素的化合价一直都为+2，d项正确；
故答案为：cd；
(3)根据题中条件，230℃，催化剂时甲醇产率最高，
故答案为：bd；原因为：230℃以上，温度升高，反应I的平衡向逆反应方向移动，反应II的平衡向正反应方向移动，但温度对反应II的平衡影响更大；
(4)列三段式：
容器体积减小20%，故，解得x=0.5，容器为恒压容器，故反应前后压强均为，
(5)该装置通入CO得电子转化为CH3COOH，故阴极电极反应为：。
【分析】(1)根据盖斯定理计算；
(2)a.催化剂只改变速率，不影响平衡；
b.慢反应决定了整个历程的反应速率；
c.同种原子之间的共价键为非极性键；不同种原子之间的共价键为极性键；
d.由历程中化合价变化分析
(3)根据题中条件和图像判断；
(4)利用三段式计算；
(5)阴极发生还原反应。
29．（2022·河东模拟）乙醇用途广泛且需求量大，寻求制备乙醇的新方法是研究的热点。
（1）I.醋酸甲酯催化加氢制备乙醇涉及的主要反应如下：
(a)CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g) △H=-23.6kJ·mol-1
(b)2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g) △H=-22.6kJ·mol-1
(c)CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g) △H=+44.2kJ·mol-1
上述三个反应中随着温度升高　 　反应的平衡常数会逐渐增大(填a、b或c)。
（2）增大压强上述三个反应平衡不发生移动的是　 　(填a、b或c)
（3）将n起始(H2)：n起始(CH3COOCH3)=10：1的混合气体置于密闭容器中，在2.0MPa和不同温度下反应达到平衡时，CH3COOCH3的转化率和C2H5OH的选择性：×100%如图所示。
①若n起始n起始(CH3COOCH3)=1mol，则500K下反应达到平衡时生成C2H5OH的物质的量为　 　mol。
②673~723KCH3COOCH3平衡转化率几乎不变，其原因是　 　。
（4）T℃时，增大压强，对乙酸甲酯的转化率和乙醇选择性的影响是____。
A．两者都增大
B．乙酸甲酯转化率降低，乙醇选择性增大
C．两者都降低
D．乙酸甲酯转化率增大，乙醇选择性降低
（5）II.以KOH溶液为电解质溶液，CO2在阴极(铜板)转化为CH3COOCH3的机理如图所示。(氢原子吸附在电极表面可用*H表示，其他物种以此类推；部分物种未画出)。
①CO2在阴极上生成C2H5OH的电极反应式为　 　。
②CO2转化为*CO的过程可描述为：溶液中的H2O在阴极表面得到电子生成*H。
+→　 　
+→　 　
【答案】（1）c
（2）c
（3）0.81；温度的升高使反应a、反应b中CH3COOCH3的平衡转化率下降，使反应c中CH3COOCH3的平衡转化率上升，且上升幅度与下降幅度相当
（4）D
（5）2CO2＋12e－＋9H2O=C2H5OH＋12OH－；CO2；
【知识点】化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由题意可知反应c为吸热反应，升温平衡正向移动，平衡常数增大，故答案为c；
(2)对于反应前后气体的计量系数相同的反应，增大压强平衡不移动，根据题给的三个反应可知，答案为：c；
(3)①设反应a消耗CH3COOCH3的物质的量为amol，反应bCH3COOCH3消耗的物质的量为bmol，反应c消耗的物质的量为cmol，根据反应a，推出生成C2H5OH的物质的量为amol，根据题意有：×100%=90%，×100%=90%，解得a=0.81；故答案为0.81；
②反应a、反应b为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，反应a、反应b向逆反应方向进行，CH3COOCH3的转化率降低，反应c为吸热反应，升高温度，反应c向正反应方向进行，当上升幅度与下降幅度相当时，CH3COOCH3的平衡转化率几乎不变，故答案为：温度的升高使反应a、反应b中CH3COOCH3的平衡转化率下降，使反应c中CH3COOCH3的平衡转化率上升，且上升幅度与下降幅度相当；
(4)反应a和反应b均为气体分子数减小的反应，T℃时，增大压强，反应a和b平衡均正向移动，乙酸甲酯的转化率增大，反应b不生成乙醇，故乙醇的选择性下降，反应c为反应前后气体分子数不变的反应，增大压强，平衡不移动，无影响；
故答案为：D；
(5)①CO2在阴极上得电子，转化成C2H5OH，电极反应式为2CO2＋12e－＋9H2O=C2H5OH＋12OH－；故答案为2CO2＋12e－＋9H2O=C2H5OH＋12OH－；
②根据机理可知，溶液中的H2O在阴极表面得到电子生成，与CO2反应生成，与反应生成和H2O，故答案为：CO2，。
【分析】（1）对于吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大；对于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小
（2）对于反应前后气体物质的量不变的反应，加压，平衡不移动
（3）利用在500K时，转化率为90%，列出三段式计算即可
（4）有反应a和b可知，加压有利于生成乙酸乙酯，所以乙酸乙酯转化率增大
30．（2022·新疆模拟）从铜转炉烟灰(主要成分ZnO还有Pb、Cu、Cd、As、Cl、F等元素)中回收锌、铜、铅等元素进行资源综合利用，具有重要意义。以铜转炉烟灰制备重要化工原料活性氧化锌的工艺流程如图所示。
已知：活性炭净化主要是除去有机杂质。
请回答以下问题：
（1）若浸出液中锌元素以[Zn(NH3)4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为　 　。
（2）在反应温度为50℃，反应时间为1h时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图所示，结合流程图分析，氯化铵适宜的浓度为　 　mol·L-1。
（3）若浸出液中c(AsO)=6.0×10-3mol·L-1，现将8.0×10-3mol·L-1FeCl3溶液与浸出液等体积混合生成砷酸铁沉淀。若该温度时Ksp(FeAsO4)=2.0×10-22，则反应后溶液中c(AsO)=　 　mol·L-1。
（4）滤渣II的主要成分为　 　；除杂3主要除去的金属有　 　(填化学式)。
（5）沉锌得到的物质为Zn(NH3)2Cl2，请写出水解转化的化学方程式　 　。
（6）该流程中可以循环使用的物质的化学式为　 　。
（7）将Pb(OH)Cl溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式　 　。
②电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向阴极室加入　 　(填化学式)。
【答案】（1）ZnO+2NH+2NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2++3H2O
（2）4
（3）2.0×10-19
（4）CaF2；Cu和Cd
（5）Zn(NH3)2Cl2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NH4Cl
（6）NH4Cl
（7）PbCl+2e-=Pb↓+4Cl-；PbO
【知识点】盐类水解的应用；离子方程式的书写；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】首先用氯化铵和氨水浸取烟灰，将锌元素转化为[Zn(NH3)4]2+配离子；除杂1，向滤液中加入氯化铁得到滤渣I（FeAsO4）；除杂2，向滤液中加入氯化钙得到滤渣II（CaF2沉淀）；除杂3，向滤液中加入锌粉可以将其它金属离子全部置换出来得到滤渣III；再向滤液中加入活性炭除去有机杂质，再加入盐酸将锌转化为Zn(NH3)2Cl2，最后得到氧化锌。
(1)若浸出液中锌元素以[Zn(NH3)4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为ZnO+2+2NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2++3H2O。
(2)观察题图，当氯化铵的浓度为4mol·L-1时，一方面锌元素的浸出率已经接近100%，再增加氯化铵浓度没有太大意义，另一方面若浓度再高，铅元素将进入溶液，无法完全除去铅，故氯化铵适宜的浓度为4mol·L-1。
(3)等体积混合后，两种离子的浓度都变为原先的一半，即c1()=3.0×10-3mol·L-1，c1(Fe3+)=4.0×10-3mol·L-1，而两种离子是1：1沉淀的，反应后，c2(Fe3+)=4.0×10-3mol·L-1-3.0×10-3mol·L-1=1.0×10-3mol·L-1，则c2()===2.0×10-19mol·L-1。
(4)根据分析，滤渣II为CaF2，而除杂3主要可以除去溶液中的Cu和Cd；
(5)煅烧后得到ZnO，则煅烧前必然为Zn(OH)2，即水解产物为Zn(OH)2，则水解转化的化学方程式方程式Zn(NH3)2Cl2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NH4Cl。
(6)水解后得到的NH4Cl，又可以用于第一步的浸取，循环利用。
(7)①电解Na2PbCl4溶液生成Pb，则阴极的电极反应式为+2e-=Pb↓+4Cl-，阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；
②电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，根据电解反应的方程式2Na2PbCl4+2H2O4NaCl+O2↑+2Pb↓+4HCl可知，应该向阴极室加入PbO。
【分析】（1）ZnO与氯化铵和氨水反应生成 [Zn(NH3)4]2+ ，根据质量守恒配平方程式；
（2）当氯化铵的浓度为4mol/L时，锌元素的浸出率已经接近100%，若浓度再高，铅元素将进入溶液；
（3）根据Ksp计算；
（4）滤渣Ⅱ为CaF2，除杂3主要除去溶液中的Cu和Cd；
（5） Zn(NH3)2Cl2水解生成Zn(OH)2和氯化铵；
（6）水解后得到的氯化铵，又可以用于第一步的浸取，可以循环利用；
（7）①阴极发生还原反应；
②电解过程中Na2PbCl4浓度不断减小。
31．（2022·唐山模拟）以电镀厂含锌废液(主要成分为 ，还含有少量的 )为原料制备 的工艺流程如下：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 如下表所示：
金属离子
开始沉淀 1.9 7.0 3.0 6.6
完全沉淀 3.2 9.0 4.7 9.1
回答下列问题：
（1）“氧化”工序作用之一是除锰，发生反应的离子反应方程式是　 　。
（2）工业生产中，“试剂a”通常可选用　 　 (填字母代号)
A． 溶液 B． C．稀硫酸 D．
滤渣X的成分是　 　，调 的范围是　 　。
（3）“沉锌”主要反应的离子反应方程式是　 　；过滤出的产品经过多次洗涤，如何证明产品已洗净　 　。
（4）对产品 进行系列加工可得单质 和 ，科研团队进一步研发了可逆 电池，电池工作时复合膜(由a、b膜复合而成)层间的 解离成 和 。 电池工作原理如图所示：
闭合 时，电池复合膜中 向　 　(填“左”或“右”)迁移；闭合 时， 电极发生的电极反应式为　 　。
【答案】（1）S2O +Mn2++2H2O =MnO2+2SO +4H+
（2）BD；Fe(OH)3、Al(OH)3；4.7~6.6
（3）3Zn2++ 6HCO =ZnCO3 2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O；取最后一次洗涤液少许于试管中，加入少量HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，若无白色沉淀证明已洗净
（4）右；[Zn(OH)4]2-＋2e-=Zn+4OH-
【知识点】电极反应和电池反应方程式；制备实验方案的设计；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】电镀厂含锌废液主要成分为 ，还含有少量的 ，用Na2S2O8把 氧化为 ，过滤出MnO2，滤液中加氧化锌或碳酸锌调节pH在4.7~6.6之间，生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去铁、铝元素；滤液中加NH4HCO3生成ZnCO3 2Zn(OH)2沉淀。
(1)“氧化”工序用Na2S2O8把 氧化为 ，除锰发生反应的离子反应方程式是S2O +Mn2++2H2O =MnO2+2SO +4H+；
(2)工业生产中，加入“试剂a”的目的是调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去铁、铝元素，为不引入新杂质，a通常可选用或 ，
故答案为：BD；滤渣X的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，为使Fe3+、Al3+完全沉淀而Zn2+不沉淀，调 的范围是4.7~6.6。
(3)“沉锌”过程是硫酸锌和NH4HCO3反应生成ZnCO3 2Zn(OH)2沉淀，反应的离子反应方程式是3Zn2++ 6HCO =ZnCO3 2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O；若洗涤液中不含硫酸根离子，说明产品已洗净，检验方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入少量HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，若无白色沉淀证明已洗净。
(4)闭合 时，构成原电池，放电时右侧生成甲酸，所以电池复合膜中 向右迁移；电池放电时，Zn极是负极，闭合 时，构成电解池，给电池充电， 电极是阴极，[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn，发生的电极反应式为[Zn(OH)4]2-＋2e-=Zn+4OH-。
【分析】（1）氧化时Na2S2O8把 氧化为 ；
（2）“试剂a”的目的是调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；
（3）“沉锌”过程中，硫酸锌和NH4HCO3反应生成ZnCO3 2Zn(OH)2沉淀；
（4）闭合 时，构成原电池；电池放电时，Zn极是负极，闭合 时，构成电解池， 电极是阴极。
32．（2022·淮安模拟）实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO等)中分别回收铜、铅元素的流程如图：
已知：Cu+在酸性环境中能转化为Cu和Cu2+。
（1）“酸浸”过程中，金属元素均由氧化物转化为硫酸盐，其中Cu2O生成CuSO4的化学方程式为　 　。Cu2O粉末和Cu粉末外观均为红色，设计实验证明实验室制得的Cu粉中是否混有Cu2O　 　。
（2）“置换”过程中，铁屑加入初期反应速率迅速加快，其可能原因有：①反应放热，温度升高，速率加快，②　 　；铁屑完全消耗后，铜的产率随时间延长而下降，其可能的原因为　 　。
（3）已知：PbSO4、PbCl2均难溶于水，25℃时，PbSO4(s)+2Cl-(aq)PbCl2(s)+SO(aq)。一定条件下，在不同浓度的NaCl溶液中，温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图所示。
结合题给信息，请补充完整利用酸浸后的滤渣制备PbCl2晶体的实验方案：取一定量的滤渣，　 　。(可选用的试剂有：蒸馏水，5mol·L-1NaCl溶液，1mol·L-1NaCl溶液，NaCl固体)
【答案】（1）2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O；取适量的Cu粉样品，加入足量的硫酸溶解，充分反应后，若溶液变蓝，说明样品中含有Cu2O，否则则无
（2）置换出的Cu与铁屑形成原电池，加快反应速率；铁屑消耗后，随时间延长，生成的Fe2+被空气氧化为Fe3+，Fe3+与置换出的Cu反应，降低了Cu的产率
（3）加入一定量5mol·L-1NaCl溶液，在90℃条件下搅拌使其充分反应，一段时间后趁热过滤；加入蒸馏水稀释使NaCl浓度降至1mol·L-1，同时将滤液冷却至15℃，过滤，将所得晶体洗涤、干燥
【知识点】氧化还原反应；化学反应速率的影响因素；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)酸浸过程中，CuO能溶于稀硫酸生成硫酸铜和水，而Cu2O和氧气在稀硫酸环境中会直接生成硫酸铜和水，发生反应的化学方程式为2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O；取适量的Cu粉样品，加入足量的硫酸溶解，充分反应后，若溶液变蓝，说明样品中含有Cu2O，否则则无；
(2)铁置换出的Cu附着在铁屑表面，与铁屑形成原电池，加快反应速率；铁屑消耗后，随时间延长，溶液中生成的Fe2+被空气氧化为Fe3+，Fe3+与置换出的Cu反应，生成可溶性铜盐，降低了Cu的产率；
(3)根据分析可知酸浸渣中主要含有硫酸铅，根据表格数据可知当NaCl溶液的浓度为5mol/L、温度为90℃时，铅的浸出率最大，而PbCl2在5mol/L的NaCl溶液中的溶解度受温度影响较大，为防止PbCl2提前析出，要趁热过滤，同时还要注意循环浸取的次数不能超过2次，具体操作为：取一定质量的酸浸渣 加入一定量5mol/LNaCl溶液，在90℃条件下搅拌使其充分反应，一段时间后趁热过滤；将滤液冷却至 室温结晶，过滤；向滤液中补充适量NaCl固体，循环浸取酸浸渣2次。
【分析】烟灰和硫酸以及空气发生的反应分别为：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O、ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、PbO+H2SO4=PbSO4↓+H2O，过滤后会得到硫酸铅沉淀，加入铁屑会发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，过滤后经过一系列操作即可得到目标产物。
33．（2022·遂宁模拟）丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径。回答下列相关问题：
（1）已知：Ⅰ.2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) △H1=-238kJ mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H2=-484kJ mol-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的△H为　 　kJ mol-1
（2）一定温度下，向1L的密闭容器中充入1mol C3H8发生脱氢反应，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.5倍。
①0~10min丙烷的化学反应速率v(C3H8)=　 　mol L-1 min-1。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是　 　。
A．△H不变 B．C3H8与H2的物质的量之比保持不变
C．混合气体密度不变 D．混合气体的总压强不变
（3）一定温度下，向恒容密闭容器中充入1mol C3H8，开始压强为pkPa，C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示：
①此温度下该反应的平衡常数Kp=　 　(用含字母p的代数式表示，Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，平衡分压=总压×体积分数)。
②已知该反应过程中，v正=k正p(C3H8)，v逆=k逆p(C3H6)p(H2)，其中k正、k逆为速率常数，只与温度有关，则图中m点处=　 　。
（4）某丙烯燃料电池的工作原理如图所示，质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1L 2mol/L H2SO4溶液。a极的电极反应式为　 　；当导线中有1.8mol e- 发生转移时，左右两侧溶液的质量差为　 　 g ( 假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。
【答案】（1）+123
（2）0.05；BD
（3）0.9p；5.4
（4）C3H6-18e-+6H2O=3CO2+18H+；27
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡常数；化学平衡状态的判断；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律，由(Ⅰ-Ⅱ)÷2可得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)，则ΔH=(ΔH1-ΔH2)=[-238kJ mol-1-(-484kJ mol-1)]=+123kJ mol-1，故答案为：+123；
(2)①向1L的密闭容器中充入1mol C3H8发生脱氢反应，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.5倍，相同温度下，气体的物质的量之比等于压强之比，则平衡时气体的总物质的量为1.5mol，设参加反应的C3H8的物质的量为x mol，则平衡时C3H8、H2、C3H6的物质的量分别为(1-x)mol、x mol、x mol，则有1-x+x=1.5，解得x=0.5，即参加反应的C3H8的物质的量为0.5mol，，故答案为：0.05；
②A．该反应的ΔH恒定，因此ΔH不变不能说明反应达到平衡状态，故A不正确；
B．C3H8与H2的物质的量之比保持不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；
C．反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，则气体的密度始终不变，因此混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故C不正确；
D．该反应是气体体积增大的反应，是压强增大的反应，因此当混合气体的总压强不变，反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为BD；
(3)①由图可知，反应达到平衡状态时C3H8的体积分数为25%，设C3H8反应了x mol，则平衡时，C3H8的物质的量为(1-x)mol，C3H6的物质的量为x mol，H2的物质的量为x mol，则，解得x=0.6mol，总物质的量为1.6mol，恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，平衡时气体的压强为1.6pkPa，，，则，故答案为：0.9p；
②平衡时v正=v逆，即，则，m点时，假设C3H8反应了y mol，则C3H8的物质的量为(1-y)mol，C3H6的物质的量为y mol，H2的物质的量为y mol，，解得y=，气体的总物质的量为，恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，m点处气体的压强为，则，，m点，故答案为：5.4；
(4)丙烯通入a极，则a为负极，丙烯在a极发生氧化反应，电极反应式为C3H6-18e-+6H2O=3CO2+18H+；该原电池正极反应式为，每转移18mol e-，负极通入1mol C3H8，消耗6mol H2O，逸出2mol CO2，生成的18mol H+移入正极区，则负极溶液实际减少的质量为6mol×18g/mol=108g，而正极通入4.5mol O2，得到18mol H+生成9mol H2O，则正极区溶液实际增加的质量为9mol×18g/mol=162g，两侧溶液的质量差为108g+162g=270g，则当溶液中有1.8mol e-发生转移时，左右两侧的质量差为27g，故答案为：C3H6-18e-+6H2O=3CO2+18H+；27。
【分析】（1）利用盖斯定律求解；
（2） ① 根据恒容容器中平衡时气体压强是开始的1.5倍，利用三段式法求平衡时丙烷的物质的量，再求反应速率；
② A.反应方程式固定，则△H就固定了，始终不变；
B.C3H8与H2的物质的量之比保持不变，说明各物质的含量保持不变了，达到平衡状态；
C.，容器体积不变，气体的总质量始终不变；
D.该反应不是等体积的反应，所以，混合气体的总压不变，说明达到平衡状态；
（3）①根据平衡时，C3H8的体积分数，利用三段式法计算平衡时各气体的物质的量，求分压，再求平衡常数；
② 利用平衡时算，m点时丙烷的体积分数为50%，求三种气体成分的分压，再求；
（4）燃料电池通入燃料的一极发生氧化反应，为负极，结合电解质溶液写出电极反应式。
34．（2022·南开模拟）我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放，通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存，从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。下列各项措施能够有效促进“碳中和”。回答下列问题：
（1）Ⅰ．将CO2转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示。
从能量角度分析FeO的作用是　 　。
（2）写出炭黑和氧气转化为CO2的热化学方程式：　 　。
（3）Ⅱ．以CO2和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)的反应为：
CO2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH
在不同的实验条件下，测定甲醇的转化率。温度的数据结果为图a，压强的数据结果在图b中未画出。
该反应的ΔH　 　0(填“>”或“＜”)。
（4）在100～140℃之间，随着温度升高，甲醇转化率增大的原因是　 　。
（5）在图b中绘制出压强和甲醇转化率之间的关系(作出趋势即可)。　 　
（6）Ⅲ．利用Al-CO2电池(工作原理如下图所示)能有效地将CO2转化成化工原料草酸铝。
电池的总反应式为　 　。
（7）电池的正极反应式：2CO2+2e-=C2O(草酸根)正极反应过程中，O2是催化剂，催化过程可表示为：
①6O2+6e-=6O
②……
写出反应②的离子方程式：　 　
【答案】（1）降低反应活化能
（2）C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= (a+b)kJ mol 1
（3）＜
（4）在100～140℃之间，反应并未达到平衡状态，温度升高，反应速率增大，甲醇转化率增大。
（5）
（6）2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
（7）6CO2+6O=3C2O+6O2
【知识点】盖斯定律及其应用；化学反应速率的影响因素；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由题干反应历程图可知，FeO反应前后质量和性质没有改变，即FeO作催化剂，催化剂能够降低反应所需要的活化能，故从能量角度分析FeO的作用是降低反应所需的活化能，故答案为：降低反应所需的活化能；
(2)由题干反应历程可知，反应①为：2Fe3O4(s)=O2(g)+6FeO(s) +akJ/mol，反应②为：CO2(g)+6FeO(s)=C(s)+2Fe3O4(s) =+bkJ/mol，①+②的CO2(g)=C(s)+O2(g) 根据盖斯定律可知，=+(a+b)kJ/mol，则炭黑和氧气转化为CO2的热化学方程式为C(s)+O2(g)= CO2(g) =-(a+b)kJ/mol，故答案为：为C(s)+O2(g)= CO2(g) =-(a+b)kJ/mol；
(3)由题干图像可知，140℃之前由于反应还未达到平衡状态，温度升高反应速率越快，则相同时间内甲醇的转化率增大，而140℃之后由于反应已经达到平衡，温度升高，反应速率加快，更加早已达到化学平衡，此时升高温度，甲醇的平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0，故答案为：＜；
(4)由(3)分析可知，在100～140℃之间，反应并未达到平衡状态，温度升高，反应速率增大，甲醇转化率增大，故答案为：在100～140℃之间，反应并未达到平衡状态，温度升高，反应速率增大，甲醇转化率增大；
(5)根据反应方程式CO2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)可知，反应正反应是一个气体体积减小的方向，即增大压强，反应速率加快，达到平衡之前，甲醇的转化率增大，达到平衡之后，增大压强，平衡正向移动，甲醇的平衡转化率增大，故压强与甲醇转化率之间的关系如图：，故答案为：；
(6)由题干电池装置图可知，Al为负极，电极反应为：Al-3e-=Al3+，多孔碳电极为正极，电极反应为：2CO2+2e-=，故电池的总反应式为2Al+6CO2=Al2(C2O4)3，故答案为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3；
(7)电池的正极反应式：2CO2+2e-=C2O(草酸根)正极反应过程中，O2是催化剂，催化过程可表示为：①6O2+6e-=6O，根据电子守恒并用正极反应减去反应①即得反应②，故其离子方程式为：6CO2+6O=3C2O+6O2，故答案为：6CO2+6O=3C2O+6O2。
【分析】（1）FeO是该反应的催化剂，催化剂的作用就是为降低了反应的活化能，从而加快了反应速率；
（2）分别写出上述两过程的热化学方程式，再用盖斯定律求反应热；
（3）从图a可以看出达到平衡后，甲醇转化率随温度的升高而减小，说明该反应是放热反应；
（4）在140 ℃ 之前，温度低，反应速率慢，反应并未达到平衡，所以随温度的升高，甲醇转化率增大；
（5）该反应是气体体积减小的反应，随压强增大，甲醇的转化率会增大；
（6）根据题目意思可知，该反应是将铝和CO2转化为草酸铝，写出电池反应式；
（7）总反应减反应①就得反应②的离子方程式。
35．（2022·包头模拟）锂离子电池是新能源汽车的核心部件，综合利用好含锂资源对新能源汽车可持续发展至关重要。科学家用含锂废渣(主要金属元素的含量：、、、)制备，并制备锂离子电池的正极材料。部分工艺流程如下：
资料：①滤液1、滤液2中部分离子浓度()
离子
滤液1 22.72 20.68 0.36 60.18
滤液2 21.94 0.08
②EDTA能和某些二价金属离子形成稳定的水溶性络合物
③某些物质的溶解度(S)
T/℃ 20 40 60 80 100
1.33 1.17 1.01 0.85 0.72
34.7 33.6 32.7 31.7 30.9
（1）I.制备粗品
上述流程中为加快化学反应速率采取的措施是　 　。
（2）滤渣2的主要成分有　 　(填化学式)。
（3）向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和溶液，控制温度在95℃充分反应后，分离出固体粗品的操作是　 　。
（4）II.纯化粗品
将粗品溶于盐酸中作电解槽的阳极液，稀溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极进行电解。电解后，向得到的浓溶液中加入适量溶液共热、过滤、洗涤、干燥得高纯。
a.电解池中阳极的电极反应式是　 　，宜选用　 　(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
b.生成高纯反应的离子方程式为　 　。
（5）III.制备
需要在高温下成型后才能作为电极，高温成型时要加入少量石墨，则石墨的作用是　 　。
（6）比亚迪公司的 “刀片电池”，其放电时的总反应为，则放电时正极反应式为　 　。
【答案】（1）研磨、70℃加热
（2）、、
（3）趁热过滤
（4）；阳；或
（5）增强电极的导电能力或改善成型后电极的导电作用
（6）
【知识点】化学反应速率的影响因素；过滤；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】根据流程：将含锂废渣研磨后，在70℃条件下用稀硫酸酸浸其中的金属离子，得到含有的Li+、Ni2+、Ca2+、Mg2+酸性溶液，其中部分Ca2+与硫酸根离子生成CaSO4沉淀，过滤，滤渣1主要是CaSO4，向滤液1中加入NaOH调节pH=12沉淀Ni2+、Ca2+、Mg2+，滤渣2主要为Ni(OH)2、Mg(OH)2还有极少量的Ca(OH)2，滤液2含有Li+，向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和Na2CO3溶液，90℃充分反应后，得到沉淀，趁热过滤得到粗品Li2CO3。
(1)为加快化学反应速率采取的措施是研磨、70℃加热；
(2)根据分析滤液1中加入NaOH调节pH=12沉淀Ni2+、Ca2+、Mg2+，故滤渣2主要为Ni(OH)2、Mg(OH)2还有极少量的Ca(OH)2，故答案为：Ni(OH)2、Mg(OH)2、Ca(OH)2；
(3)根据表可知Li2CO3高温溶解度小，故90℃充分反应后，通过趁热过滤分离出固体Li2CO3粗品，故答案为：趁热过滤；
(4)①a中，氯离子在阳极发生氧化反应生成氯气，阳极的电极反应式是2Cl--2e-=Cl2，溶液中阴离子不断放电使阳离子浓度增大，为维持溶液电中性，宜选用阳离子交换膜，故答案为：2Cl--2e-=Cl2；阳；
②生成高纯反应的离子方程式为或；
(5)高温成型时要加入少量石墨，可起到改善成型后电极的导电作用，故答案为：增强电极的导电能力或改善成型后电极的导电作用；
(6)根据放电时总反应，放电时正极发生还原反应，Li+得电子生成LiFePO4，电极反应式为。
【分析】（1）增大反应物的接触面积、升温等均可加快反应速率；
（2）滤渣2主要为Ni(OH)2、Mg(OH)2还有极少量的Ca(OH)2；
（3）Li2CO3高温时溶解度小，应趁热过滤；
（4）电解池阳极发生氧化反应；
（5）石墨具有良好的导电性；
（6）放电时正极发生还原反应。
2023年高考真题变式分类汇编：原电池工作原理及应用1
一、选择题
1．（2023·湖北）下列化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点的是
A．石灰乳中存在沉淀溶解平衡
B．氯气与强碱反应时既是氧化剂又是还原剂
C．铜锌原电池工作时，正极和负极同时发生反应
D．Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
2．（2023·湖北）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是
A．b电极反应式为
B．离子交换膜为阴离子交换膜
C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D．海水为电解池补水的速率为
3．（2020 新高考I）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水，采用惰性电极，用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是（　　）
A．负极反应为
B．隔膜1为阳离子交换膜，隔膜2为阴离子交换膜
C．当电路中转移1mol电子时，模拟海水理论上除盐58.5g
D．电池工作一段时间后，正、负极产生气体的物质的量之比为2:1
4．（2020·）一种高性能的碱性硼化钒(VB2)—空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应： 该电池工作时，下列说法错误的是（　　）
A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应
B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
C．电池总反应为
D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极
5．（2023·深圳模拟）我国科学家研发了一种用于合成氨的自供电Haber-Bosch反应器(机理如图所示)。该装置工作时，将Zn-NO2水溶液体系电池反应中的产物，通过自供电转换为NH3 H2O，从而在单个设备内完成氮循环中的多个关键转换步骤。
下列说法正确的是（　　）
A．b电极为Zn电极
B．放电过程中，负极发生的反应为
C．电解过程中，阴极区溶液的pH逐渐减小
D．理论上，每得到1molNH3 H2O，至少需要消耗195gZn
6．（2023·深圳模拟）直接NaBH4-H2O2燃料电池具有比能量高等优点，该电池正、负极区域电解质溶液分别为H2SO4溶液、NaOH溶液，并采用阳离子交换膜，放电时（　　）
A．负极上被还原
B．正极发生的反应为
C．由负极移向正极
D．正极区溶液中保持不变
7．（2023·邯郸模拟）液流电池储能寿命长、安全性高，是大规模高效储能首选技术之一、全钒液流电池、铁铬液流电池是使用规模较大的两种液流电池，它们的装置如图所示。已知铁铬液流电池中甲池电解质溶液为、乙池电解质溶液为；氧化性：。下列说法错误的是
A．铁铬液流电池充电时，a电极与电源正极相连，b电极与电源负极相连
B．铁铬液流电池放电时，乙池的电极反应式为
C．全钒液流电池中，A、B、C、D分别为、、、
D．放电时，电路中通过电子，理论上，有个由乙池经质子交换膜移向甲池
8．（2023·江西模拟）2019年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示(已知：H2O2H++，Ka=2.4×10-12)，下列说法错误的是
A．催化剂可促进反应中电子的转移
B．b电极上的电极反应为O2+H2O+2e-=+OH-
C．Y膜为选择性阳离子交换膜
D．以对硝基苯甲酸( )为原料，用铅蓄电池电解合成对氨基苯甲酸 ( )，阴极的主要电极反应式为 +6e-+6H+= +2H2O
9．（2023·张家口模拟）我国新能源汽车上有望推广钠离子电池，一种钠离子电池工作示意图如下，充电时Na+经电解液嵌入石墨(C6)，下列说法错误的是
A．放电时，电势：电极a>电极b
B．放电时，电子从电极b经外电路流向电极a，再经电解液流回电极b
C．放电过程中，导线上每通过1mole-，负极质量减少23g
D．充电时，电极a上发生反应的电极反应式为
10．（2023·虹口模拟）对如图所示的实验装置的判断错误的是
A．开关K置于A处时，可减缓铁的腐蚀
B．开关K置于A处时，铁棒表面有氢气产生
C．开关K置于B处时，铁棒一定为负极
D．开关K置于B处时，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀
11．（2023·顺义模拟）“齐天圣鼓”又称“猴鼓”，起源于唐朝，堪称中原一绝，是中国非物质文化遗产之一。猴鼓的结构如图所示。下列说法错误的是
A．牛皮面的主要成分是蛋白质，耐高温
B．竹钉的主要成分是纤维素，属于天然高分子
C．桐油是从桐籽中提炼出来的油脂，属于酯类
D．铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定
12．（2023·成都模拟）某化学小组构想用电化学原理回收空气中二氧化硫中的硫，同时将地下水中的硝酸根(NO)进行无害化处理，其原理如图。
下列有关说法错误的是（　　）
A．Mg电极为负极，Pt1为阳极
B．乙池中NO在Pt1，电极发生还原反应
C．碳纳米管析出硫的电极反应为：SO2+4e-=S+2O2-
D．Pt2电极可能产生H2，周围pH增大
13．（2023·郑州模拟）pH计是通过测定电池两极电势差(即电池电动势E)确定待测液pH的仪器，复合电极pH计的工作原理如图。室温下，E=0.059pH+0.2 (E的单位为V)。下列说法错误的是（　　）
A．pH计工作时，化学能转变为电能
B．指示电极的电极电势随待测溶液的c(H+)变化而变化
C．若参比电极电势比指示电极电势高，则指示电极的电极反应式：AgCl(s)+e- = Ag(s) +Cl-
D．室温下，若E为0. 377V，则待测溶液的pH=3.0
14．（2023·浦东模拟）小陈同学利用如图所示装置完成厨房小实验，以下能在碳棒上观察到气泡的溶液是（　　）
A．食醋 B．食盐水 C．糖水 D．纯净水
15．（2023·西城模拟）下列实验能达到实验目的的是
A B C D
制作简单的燃料电池 证明苯环使羟基活化 制备并收集NO2 检验溴乙烷的水解产物Br-
A．A B．B C．C D．D
16．（2023·山东模拟）2021年我国研制出第一代钠离子电池，该电池具备高能量密度、高倍率充电等优势。它的工作原理为：，其装置如图所示，负极为碳基材料(NamCn)，利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电，下列说法正确的是
A．放电时，电子由a极经过导线移向b极
B．充电时，若转移，碳基材料电极将增重23m克
C．放电时a极反应式为：
D．用该电池电解精炼铜，当电池中迁移时，理论上可获得64g纯铜
17．（2023·山东模拟）目前研究较多的Zn－H2O2电池，其电池总反应为Zn+OH-+HO=ZnO+H2O。现以Zn－H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]碱性溶液制备氢气，同时获得N2及极少量O2(装置2中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。下列说法错误的是
A．装置1中OH-移向Zn电极
B．反应过程中，d极附近的pH增大
C．电极c的主要反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O
D．通电一段时间后，若Zn电极的质量减轻19.5g，则c电极产生N22.24L(标准状况)
18．（2023·沈阳模拟）应用电化学方法，对水体消毒并去除余氯，装置如下图所示。下列说法正确的是
A．闭合后，可对池中的水杀菌消毒
B．断开，闭合时，由M极流出
C．断开，闭合后，N极金属不断累积
D．钠离子交换膜可用质子交换膜代替
19．（2023·开封模拟）pH计的工作原理(如图所示)是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH。pH与电池的电动势E存在关系：pH= (E的单位为V，K为常数)。
下列说法错误的是
A．pH计工作时，化学能转化为电能
B．玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化
C．若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V ，可标定常数K=0.2
D．若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极反应为AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-
二、多选题
20．（2023·潍坊模拟）我国科学家研究出一种钠离子可充电电池的工作示意图如下，该电池主要依靠钠离子在两极之间移动来工作，工作原理示意图如下：
其中代表没参与反应的-COONa，代表没参与反应的-ONa．下列有关说法错误的是
A．放电时，b极为正极
B．充电时，钠离子由b极向a极移动
C．充电时，阴极发生反应为
D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，则放电过程中转移0.3mol电子时，两极质量差为6.9g
21．（2022·永州模拟）无膜氯液流电池是一种先进的低成本高储能电池，可广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电池工作原理如图所示：
下列说法错误的是（　　）
A．放电时，M极为正极
B．放电时，右侧储液器中NaCl的浓度增大
C．充电时，N极的电极反应式为：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+
D．充电时，电路中每转移1mole-，N电极理论上质量减小23g
22．（2022·泰安模拟）我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂，可提高电催化制甲酸盐的产率，同时释放电能，实验原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．充电时，Zn电极周围pH降低
B．放电时，每生成，转移个电子
C．使用催化剂Sn或者均能有效减少副产物CO的生成
D．使用催化剂，中间产物更不稳定
23．（2022高一下·新余期末）固体氧化物燃料电池以固体氧化锆—氧化钇为电解质，在高温可以传递O2-。电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是（　　）
A．多孔电极a为电池的负极
B．O2-移向多孔电极a
C．b极的电极反应式：H2 2e-+O2-=H2O
D．电子流动方向：b→负载→a
24．（2022高二下·岳阳期末）下列实验操作、对应的现象及结论均正确的是（　　）
选项 实验操作和现象 结论
A 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，浊液变澄清 酸性：苯酚>碳酸
B 溶液中加入少量溶液，有砖红色沉淀()生成
C 将镁片和铝片用导线连接后插入NaOH溶液中，镁片表面产生气泡 该装置构成了原电池，铝片做负极
D 向某溶液中加入稀NaOH溶液，用湿润的红色石蕊试纸检验，无明显现象 溶液中一定无
A．A B．B C．C D．D
三、非选择题
25．（2023·北京）资料显示，可以将氧化为。某小组同学设计实验探究被氧化的产物及铜元素的价态。
已知：易溶于溶液，发生反应红棕色；和氧化性几乎相同。
（1）将等体积的溶液加入到铜粉和的固体混合物中，振荡。
实验记录如下：
　 实验现象
实验Ⅰ 极少量溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色
实验Ⅱ 部分溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色
实验Ⅲ 完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色
初始阶段，被氧化的反应速率：实验Ⅰ　 　填“”“”或“”实验Ⅱ。
实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有蓝色或无色，进行以下实验探究：
步骤取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入，多次萃取、分液。
步骤取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。
步骤的目的是　 　。
查阅资料，，无色容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤的溶液中发生的变化：　 　。
结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是　 　。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓溶液，　 　填实验现象，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是　 　。
（2）上述实验结果，仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了能将氧化为。装置如图所示，分别是　 　。
（3）运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中被氧化的产物中价态不同的原因：　 　。
26．（2023·枣庄模拟）钯(Pd)是一种贵金属，性质类似铂(Pt)。活性炭载钯催化剂广泛应用于石油化工、制药等工业，但使用过程中因生成难溶于酸的PdO而失活。一种从废钯催化剂(杂质主要含有机物、活性炭、及少量Fe、Cu、Al等元素)中回收海绵钯的工艺流程如图：
已知：I．阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为、(表示树脂的有机成分)。
II．“沉钯”时得到氯钯酸铵固体，不溶于冷水，可溶于稀盐酸。
（1）温度、固液比对浸取率的影响如图，则“浸取”的最佳条件为　 　。
（2）“浸取”时，加入试剂A的目的为　 　。
（3）“浸取”时，加入有利于Pd的溶解，生成的四氯合钯(Ⅱ)酸()为二元强酸。加入浓盐酸和后主要反应的离子方程式：　 　。
（4）“离子交换除杂”应使用　 　(填“阳离子”或“阴离子”)树脂，“洗脱”时应使用的洗脱液为　 　(填标号)。
A．硫酸 　　　　B．盐酸　　　　C．无水乙醇
（5）“还原”过程转化为，在反应器出口处器壁内侧有白色晶体生成，该过程还产生的副产物为　 　，且该产物可循环利用至　 　环节(填环节名称)。
（6）以上流程污染性较强且复杂，通常适用电解法回收钯。将“浸取”后的溶液与钯离子脱附试剂MH混合，形成配离子，电解可得高纯度钯，装置如图。电解时，当浓缩室里共得到的较浓盐酸时(体积变化忽略不计)，理论上能得到Pd　 　g，但实际生产中得不到相应质量的Pd，原因是　 　。
27．（2022·深圳模拟）某学习小组将Cu与的反应设计为原电池，并进行相关实验探究。回答下列问题：
（1）I．实验准备
稀硫酸的配制
①配制的溶液，需溶液的体积为　 　mL。
②在实验室配制上述溶液的过程中，下图所示仪器，需要用到的是　 　(填仪器名称)。
（2）Cu与在酸性条件下反应的离子方程式为　 　。
（3）II．实验探究
【实验任务】利用相关原电池装置进行实验，探究物质氧化性或还原性的影响因素。
【查阅资料】其他条件相同时，参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强，原电池的电压越大。
【进行实验】
利用下表所示装置进行实验1～4，记录数据。
装置 实验序号 烧杯中所加试剂 电压表读数
30％
1 30.0 / 10.0
2 30.0 1.0 9.0
3 30.0 2.0 8.0
4 35.0 1.0
已知：本实验条件下，对电压的影响可忽略。
①根据表中信息，补充数据：　 　。
②由实验2和4可知，　 　(填“大于”或“小于”或“等于”)，说明其他条件相同时，溶液的浓度越大，其氧化性越强。
（4）由(3)中实验结果，小组同学对“电压随pH减小而增大”可能的原因，提出了以下两种猜想：
猜想1：酸性条件下，的氧化性随pH减小而增强。
猜想2：酸性条件下，Cu的还原性随pH减小而增强。
为验证猜想，小组同学在(3)中实验1～4的基础上，利用下表装置进行实验5～-7，并记录数据。
装置 实验序号 操作 电压表读数
5 /
6 ①向　 　(填“左”或“右”)侧烧杯中滴加溶液。
7 向另一侧烧杯中滴加溶液
②实验结果为：、　 　，说明猜想2不成立，猜想1成立。
（5）已知Cu与反应时，加入氨水可形成深蓝色的。小组同学利用(4)中实验5的装置继续探究，向左侧烧杯中滴加5.0mL一定浓度的氨水，相比实验5，电压表读数增大，分析该电压表读数增大的原因：　 　。
【实验结论】物质的氧化性(或还原性)强弱与其浓度、pH等因素有关。
28．（2022·汕头模拟）2021年国际环境研究大会以“中国走向碳中和可持续发展的进程”为主题，聚焦气候治理政策，其中大气污染物碳氧化物、氮氧化物等的治理和“碳中和”技术的开发应用，成为化学研究的热点问题。
（1）已知：
有氧条件下，NH3与NO反应生成N2，相关热化学方程式为 　 　。
（2）利用二价铜微粒为催化剂用于汽车尾气脱硝，催化机理如图1，反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是　 　。
a.为催化剂，可以提高脱硝的速率和平衡转化率
b.状态②到状态③的变化过程决定了整个历程的反应速率
c.状态③到状态④中有非极性键和极性键生成
d.在图1所示历程中铜元素的化合价有发生变化
（3）采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将其资源化利用。该反应体系中涉及以下两个反应：
I.
II.
恒压下将CO2和H2按体积比混合，在不同催化剂作用下发生反应I和反应II，在相同的时间段内的选择性和产率随温度的变化如图。
其中的选择性
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是　 　。
a.210℃ b.230℃ c.催化剂CZT d.催化剂
②在230℃以上，升高温度甲醇的产率降低，但CO2的转化率增大，原因是　 　。
（4）恒温恒压密闭容器中，加入和，设只发生反应I，初始压强为，在300℃发生反应，反应达平衡时，容器体积减小20%。则反应I的压强平衡常数　 　(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
（5）近期中国科学家团队再次实现二氧化碳“变废为宝”，成功将二氧化碳分两步高效还原合成高浓度乙酸，进一步利用微生物合成葡萄糖和油脂。利用新型固态电解质电解的部分过程如图所示。该装置阴极电极反应：　 　。
29．（2022·河东模拟）乙醇用途广泛且需求量大，寻求制备乙醇的新方法是研究的热点。
（1）I.醋酸甲酯催化加氢制备乙醇涉及的主要反应如下：
(a)CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g) △H=-23.6kJ·mol-1
(b)2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g) △H=-22.6kJ·mol-1
(c)CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g) △H=+44.2kJ·mol-1
上述三个反应中随着温度升高　 　反应的平衡常数会逐渐增大(填a、b或c)。
（2）增大压强上述三个反应平衡不发生移动的是　 　(填a、b或c)
（3）将n起始(H2)：n起始(CH3COOCH3)=10：1的混合气体置于密闭容器中，在2.0MPa和不同温度下反应达到平衡时，CH3COOCH3的转化率和C2H5OH的选择性：×100%如图所示。
①若n起始n起始(CH3COOCH3)=1mol，则500K下反应达到平衡时生成C2H5OH的物质的量为　 　mol。
②673~723KCH3COOCH3平衡转化率几乎不变，其原因是　 　。
（4）T℃时，增大压强，对乙酸甲酯的转化率和乙醇选择性的影响是____。
A．两者都增大
B．乙酸甲酯转化率降低，乙醇选择性增大
C．两者都降低
D．乙酸甲酯转化率增大，乙醇选择性降低
（5）II.以KOH溶液为电解质溶液，CO2在阴极(铜板)转化为CH3COOCH3的机理如图所示。(氢原子吸附在电极表面可用*H表示，其他物种以此类推；部分物种未画出)。
①CO2在阴极上生成C2H5OH的电极反应式为　 　。
②CO2转化为*CO的过程可描述为：溶液中的H2O在阴极表面得到电子生成*H。
+→　 　
+→　 　
30．（2022·新疆模拟）从铜转炉烟灰(主要成分ZnO还有Pb、Cu、Cd、As、Cl、F等元素)中回收锌、铜、铅等元素进行资源综合利用，具有重要意义。以铜转炉烟灰制备重要化工原料活性氧化锌的工艺流程如图所示。
已知：活性炭净化主要是除去有机杂质。
请回答以下问题：
（1）若浸出液中锌元素以[Zn(NH3)4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为　 　。
（2）在反应温度为50℃，反应时间为1h时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图所示，结合流程图分析，氯化铵适宜的浓度为　 　mol·L-1。
（3）若浸出液中c(AsO)=6.0×10-3mol·L-1，现将8.0×10-3mol·L-1FeCl3溶液与浸出液等体积混合生成砷酸铁沉淀。若该温度时Ksp(FeAsO4)=2.0×10-22，则反应后溶液中c(AsO)=　 　mol·L-1。
（4）滤渣II的主要成分为　 　；除杂3主要除去的金属有　 　(填化学式)。
（5）沉锌得到的物质为Zn(NH3)2Cl2，请写出水解转化的化学方程式　 　。
（6）该流程中可以循环使用的物质的化学式为　 　。
（7）将Pb(OH)Cl溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式　 　。
②电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向阴极室加入　 　(填化学式)。
31．（2022·唐山模拟）以电镀厂含锌废液(主要成分为 ，还含有少量的 )为原料制备 的工艺流程如下：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 如下表所示：
金属离子
开始沉淀 1.9 7.0 3.0 6.6
完全沉淀 3.2 9.0 4.7 9.1
回答下列问题：
（1）“氧化”工序作用之一是除锰，发生反应的离子反应方程式是　 　。
（2）工业生产中，“试剂a”通常可选用　 　 (填字母代号)
A． 溶液 B． C．稀硫酸 D．
滤渣X的成分是　 　，调 的范围是　 　。
（3）“沉锌”主要反应的离子反应方程式是　 　；过滤出的产品经过多次洗涤，如何证明产品已洗净　 　。
（4）对产品 进行系列加工可得单质 和 ，科研团队进一步研发了可逆 电池，电池工作时复合膜(由a、b膜复合而成)层间的 解离成 和 。 电池工作原理如图所示：
闭合 时，电池复合膜中 向　 　(填“左”或“右”)迁移；闭合 时， 电极发生的电极反应式为　 　。
32．（2022·淮安模拟）实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO等)中分别回收铜、铅元素的流程如图：
已知：Cu+在酸性环境中能转化为Cu和Cu2+。
（1）“酸浸”过程中，金属元素均由氧化物转化为硫酸盐，其中Cu2O生成CuSO4的化学方程式为　 　。Cu2O粉末和Cu粉末外观均为红色，设计实验证明实验室制得的Cu粉中是否混有Cu2O　 　。
（2）“置换”过程中，铁屑加入初期反应速率迅速加快，其可能原因有：①反应放热，温度升高，速率加快，②　 　；铁屑完全消耗后，铜的产率随时间延长而下降，其可能的原因为　 　。
（3）已知：PbSO4、PbCl2均难溶于水，25℃时，PbSO4(s)+2Cl-(aq)PbCl2(s)+SO(aq)。一定条件下，在不同浓度的NaCl溶液中，温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图所示。
结合题给信息，请补充完整利用酸浸后的滤渣制备PbCl2晶体的实验方案：取一定量的滤渣，　 　。(可选用的试剂有：蒸馏水，5mol·L-1NaCl溶液，1mol·L-1NaCl溶液，NaCl固体)
33．（2022·遂宁模拟）丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径。回答下列相关问题：
（1）已知：Ⅰ.2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) △H1=-238kJ mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H2=-484kJ mol-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的△H为　 　kJ mol-1
（2）一定温度下，向1L的密闭容器中充入1mol C3H8发生脱氢反应，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.5倍。
①0~10min丙烷的化学反应速率v(C3H8)=　 　mol L-1 min-1。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是　 　。
A．△H不变 B．C3H8与H2的物质的量之比保持不变
C．混合气体密度不变 D．混合气体的总压强不变
（3）一定温度下，向恒容密闭容器中充入1mol C3H8，开始压强为pkPa，C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示：
①此温度下该反应的平衡常数Kp=　 　(用含字母p的代数式表示，Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，平衡分压=总压×体积分数)。
②已知该反应过程中，v正=k正p(C3H8)，v逆=k逆p(C3H6)p(H2)，其中k正、k逆为速率常数，只与温度有关，则图中m点处=　 　。
（4）某丙烯燃料电池的工作原理如图所示，质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1L 2mol/L H2SO4溶液。a极的电极反应式为　 　；当导线中有1.8mol e- 发生转移时，左右两侧溶液的质量差为　 　 g ( 假设反应物耗尽，忽略气体的溶解)。
34．（2022·南开模拟）我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指将人类经济社会活动所必需的碳排放，通过植树造林和其他人工技术或工程加以捕集利用或封存，从而使排放到大气中的二氧化碳净增量为零。下列各项措施能够有效促进“碳中和”。回答下列问题：
（1）Ⅰ．将CO2转化为炭黑进行回收利用，反应原理如图所示。
从能量角度分析FeO的作用是　 　。
（2）写出炭黑和氧气转化为CO2的热化学方程式：　 　。
（3）Ⅱ．以CO2和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)的反应为：
CO2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH
在不同的实验条件下，测定甲醇的转化率。温度的数据结果为图a，压强的数据结果在图b中未画出。
该反应的ΔH　 　0(填“>”或“＜”)。
（4）在100～140℃之间，随着温度升高，甲醇转化率增大的原因是　 　。
（5）在图b中绘制出压强和甲醇转化率之间的关系(作出趋势即可)。　 　
（6）Ⅲ．利用Al-CO2电池(工作原理如下图所示)能有效地将CO2转化成化工原料草酸铝。
电池的总反应式为　 　。
（7）电池的正极反应式：2CO2+2e-=C2O(草酸根)正极反应过程中，O2是催化剂，催化过程可表示为：
①6O2+6e-=6O
②……
写出反应②的离子方程式：　 　
35．（2022·包头模拟）锂离子电池是新能源汽车的核心部件，综合利用好含锂资源对新能源汽车可持续发展至关重要。科学家用含锂废渣(主要金属元素的含量：、、、)制备，并制备锂离子电池的正极材料。部分工艺流程如下：
资料：①滤液1、滤液2中部分离子浓度()
离子
滤液1 22.72 20.68 0.36 60.18
滤液2 21.94 0.08
②EDTA能和某些二价金属离子形成稳定的水溶性络合物
③某些物质的溶解度(S)
T/℃ 20 40 60 80 100
1.33 1.17 1.01 0.85 0.72
34.7 33.6 32.7 31.7 30.9
（1）I.制备粗品
上述流程中为加快化学反应速率采取的措施是　 　。
（2）滤渣2的主要成分有　 　(填化学式)。
（3）向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和溶液，控制温度在95℃充分反应后，分离出固体粗品的操作是　 　。
（4）II.纯化粗品
将粗品溶于盐酸中作电解槽的阳极液，稀溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极进行电解。电解后，向得到的浓溶液中加入适量溶液共热、过滤、洗涤、干燥得高纯。
a.电解池中阳极的电极反应式是　 　，宜选用　 　(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
b.生成高纯反应的离子方程式为　 　。
（5）III.制备
需要在高温下成型后才能作为电极，高温成型时要加入少量石墨，则石墨的作用是　 　。
（6）比亚迪公司的 “刀片电池”，其放电时的总反应为，则放电时正极反应式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】氧化还原反应；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.当沉淀速率和溶解速率相等时，电解质建立了沉淀溶解平衡，沉淀和溶解即对立又互相统一，符合 事物的双方既相互对立又相互统一 ，A项正确；
B.氯气与强碱反应时，有部分氯气发生氧化反应，同时也有部分氯气发生还原反应，因此，氯气既是氧化剂又是还原剂，氯气的这两种作用统一在同一反应中，这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点，B正确；
C．铜锌原电池工作时，正极和负极同时发生反应，正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应，氧化反应和还原反应是对立的，但是这两个反应又同时发生，统一在原电池反应中，因此，这个化学事实符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点，C正确；
D．Li、Na、K均为第ⅠA的金属元素，其核外电子层数依次增多，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小，其失电子能力依次增强，因此，其金属性随其核外电子层数增多而增强，这个化学事实不符合“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点，D项错误；
故答案为：D.
【分析】弄清题目的意思，“ 既相互对立又相互统一 ”，结合化学知识与理论进行判断，有对立和同一的思想即可。
2．【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正确；
B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，为保持OH-离子浓度不变，则阴极产生的OH-离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；
C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；
D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，故D错误；
故答案为：D。
【分析】解答新型化学电源的步骤：(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式。
3．【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．a极为负极，CH3COOˉ失电子被氧化成CO2和H+，结合电荷守恒可得电极反应式为CH3COOˉ+2H2O-8eˉ=2CO2↑+7H+，故A不符合题意；
B．为了实现海水的淡化，模拟海水中的氯离子需要移向负极，即a极，则隔膜1为阴离子交换膜，钠离子需要移向正极，即b极，则隔膜2为阳离子交换膜，故B符合题意；
C．当电路中转移1mol电子时，根据电荷守恒可知，海水中会有1molClˉ移向负极，同时有1molNa+移向正极，即除去1molNaCl，质量为58.5g，故C不符合题意；
D．b极为正极，水溶液为酸性，所以氢离子得电子产生氢气，电极反应式为2H++2eˉ=H2↑，所以当转移8mol电子时，正极产生4mol气体，根据负极反应式可知负极产生2mol气体，物质的量之比为4:2=2:1，故D不符合题意；
故答案为B。
【分析】据图可知a极上CH3COOˉ转化为CO2和H+，C元素被氧化，所以a极为该原电池的负极，则b极为正极。
4．【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．当负极通过0.04mol电子时，正极也通过0.04mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气，在标况下为0.224L，A不符合题意；
B．反应过程中正极生成大量的OH-使正极区pH升高，负极消耗OH-使负极区OH-浓度减小pH降低，B符合题意；
C．根据分析，电池的总反应为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8 +4 ，C不符合题意；
D．电池中，电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据图示的电池结构，左侧VB2发生失电子的反应生成 和 ，反应的电极方程式如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-，反应的电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-，电池的总反应方程式为4VB2+11O2+20OH-+6H2O=8 +4 ，据此分析。
5．【答案】D
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，a电极为Zn电极是负极，A不符合题意；
B．放电过程中，负极发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，B不符合题意；
C．由分析可知，电解过程中，TiO2电极为阴极，电极反应式为：+7H++6e-=NH3 H2O+H2O，则阴极区溶液的pH逐渐增大，C不符合题意；
D．由分析可知，理论上，每得到1molNH3 H2O，需得到6mol电子，故至少需要消耗Zn的质量为=195g，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极；D依据得失电子守恒计算。
6．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．负极发生氧化反应，电极反应式为：-8e-+8OH-=+6H2O，即负极上被氧化，A不符合题意；
B．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，B不符合题意；
C．原电池内部电解质溶液中阳离子移向正极，阴离子移向负极，即Na+由负极移向正极，C符合题意；
D．由分析可知，电极反应式为：H2O2+2H++2e-=2H2O，反应生成H2O，则正极区溶液中减小，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；原电池“同性相吸”，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
7．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．在铁铬液流电池中，因为氧化性：，放电时，甲池为正极反应为：，乙池为负极，发生反应为：，所以充电时，甲池中a接电源的正极，为阳极，乙池中b接电源的负极，为阴极，A不符合题意；
B．根据以上分析，放电时乙池为负极，发生反应为：，B不符合题意；
C．若换成全钒液流电池，放电时，甲池为正极，，为，乙池负极，反应为：，为，所以A、B、C、D分别为、、、，C符合题意；
D．放电时，a为正极，b为负极，阳离子向正极移动，所以向甲池移动，若电路中通过电子，理论上，有个由乙池经质子交换膜移向甲池，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．充电时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应；
BC．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
D．依据转移电子数与溶液中离子转移所带电荷总数相等分析。
8．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．催化剂可降低反应的活化能，有利于促进反应中电子的转移，故A不符合题意；
B．由分析可知，通入氧气的电极b为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成和氢氧根离子，电极反应式为O2+H2O+2e-=+OH-，故B不符合题意；
C．由分析可知，通过选择性阳离子交换膜Y进入产品室与氢离子反应生成过氧化氢，故C符合题意；
D．由题意可知，电解对硝基苯甲酸制备对氨基苯甲酸时，酸性条件下对硝基苯甲酸在阴极得到电子发生还原反应生成对氨基苯甲酸和水，电极反应式为+6e-+6H+= +2H2O，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．催化剂有利于促进反应中电子的转移，加快反应速率；
B．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
C．利用离子类型与离子交换膜类型一致判断；
D．电解时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应。
9．【答案】B
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据电池工作示意图分析可知，放电时，电极a为正极，电极b为负极，正极的电势高于负极，则电势：电极a>电极b，A项不符合题意；
B．放电时，电子从电极b经外电路流向电极a，电子不能通过电解液，B项符合题意；
C．放电过程中，导线上每通过1mole-，负极上Na+转移至正极，减小1mol钠离子，质量减少23g，C项不符合题意；
D．充电时，电极a为阳极，发生反应的电极反应式为，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据电原电池阳离子移向正极，阴离子移向负极，正极的电势高于负极；
B．放电时，电子从负极经外电路流向正极；
C．依据得失电子守恒；
D．充电时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应。
10．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．开关K置于A处，则铁为阴极，可减缓铁的腐蚀，A不符合题意；
B．开关K置于A处，铁为阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，铁棒表面有氢气生成，B不符合题意；
C．开关K置于B处，X电极的材料未知，无法确定铁棒一定为负极，C符合题意；
D．开关K置于B处，X金属的活泼性若强于铁，则X为负极，铁为正极被保护，可通过牺牲阳极的阴极保护法减缓铁的腐蚀，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、铁为阴极，为外接电源的阴极保护法；
B、铁为阴极，氢气为氢离子放电，阳离子在阴极放电；
C、判断电池正负极跟金属活动性强弱有关；
D、铁为正极时，为牺牲阳极的阴极保护法。
11．【答案】A
【知识点】酯的性质；氨基酸、蛋白质的结构和性质特点；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．牛皮面的主要成分是蛋白质，属于有机物，不耐高温，A符合题意；
B．竹钉的主要成分是纤维素，纤维素属于天然高分子化合物，B不符合题意；
C．桐油是天然植物油，其主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，属于酯类，C不符合题意；
D．鼓环常与手接触，易沾上汗液，使铁与铜形成原电池，铁钉作负极，被腐蚀，故铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.蛋白质在高温下变性；
B.纤维素属于天然高分子化合物；
C.油脂主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，属于酯类；
D.铁与铜形成原电池，铁作负极被腐蚀。
12．【答案】B
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由图可知，甲池为原电池，镁为负极，碳纳米管为正极，则乙池为电解池，Pt1 为阳极，故A不符合题意；
B．乙池为电解池，Pt2 为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，发生还原反应，故B符合题意；
C．由分析可知，碳纳米管为正极，其电极反应式为：SO2+4e-=S+2O2-，故C不符合题意；
D．Pt2为阴极，硝酸根离子得电子生成氮气和水，后水中的氢离子得电子生成氢气，剩余氢氧根离子，周围pH增大，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】电解池的题目要注意几个问题：
1、连接外接电源正极的为阳极，若阳极为活性电极则阳极失去电子，若阳极为惰性电极，则溶液中的阴离子在阳极失去电子，阳极发生氧化反应；连接外接电源负极的为阴极，溶液中的阳离子在阴极得到电子，阴极发生还原反应；
2、溶液中的离子放电顺序：
阳离子：Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > H+（酸） > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ >Zn2+ > H+（水）；
阴离子：S2– >I-> Br- > Cl- > OH-> (NO3－、SO42– 等)含氧酸根 > F－；
3、电极反应式的书写要结合原子守恒以及溶液形成判断，酸性条件不出现氢氧根，碱性条件下不出现氢离子；
原电池的角度进行分析：
活泼金属作为负极，负极质量减少，正极质量增加或者生产气体，电子由负极经过导线流向正极，电流由正极经过导线流向负极，阳离子移向正极，阳离子得到电子形成单质，阴离子移向负极，负极失去电子形成阳离子。
13．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．pH计的工作原理是通过测定电池电动势E(即指示电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH，则pH计工作时，化学能转化为电能，故A不符合题意；
B．根据pH计的工作原理可知，指示电极参比膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化从而使得其能确定溶液的pH，故B不符合题意；
C．若参比电极电势比指示电极电势高，正极的电势比负极的高，则指示电极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为Ag(s)-e-+Cl-=AgCl(s)，故C符合题意；
D．根据E=0.059pH+0.2，若E为0. 377V，则pH=，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．pH计的工作原理是通过测定电池电动势E；
B．根据pH计的工作原理分析；
C．依据参比电极电势比指示电极电势高，正极的电势比负极的高分析；
D．根据E=0.059pH+0.2计算。
14．【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．加食醋，构成原电池，碳棒为正极，溶液呈酸性，正极反应式为2H++2e-=H2↑，故选A；
B．加食盐水，构成原电池，碳棒为正极，溶液呈中性，发生铁的吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，碳棒上没有气泡生成，故不选B；
C．加糖水，糖水不导电，不能形成原电池，碳棒上没有气泡生成，故不选C；
D．加纯净水，纯净水几乎不导电，不能形成原电池，碳棒上没有气泡生成，故不选D；
故答案为：A。
【分析】A.加食醋形成原电池，碳棒上发生反应2H++2e-=H2↑；
B.加食盐水，构成原电池，发生铁的吸氧腐蚀，正极上发生反应O2+4e-+2H2O=4OH-；
C.糖水不能导电，不是电解质溶液；
D.纯净水几乎不导电。
15．【答案】A
【知识点】制备实验方案的设计；物质检验实验方案的设计；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．上述装置中先闭合K1，打开K2构成电解池装置，左侧石墨电极为阳极，溶液中的水发生失电子的氧化反应生成氧气，右侧石墨电极作阴极，放出氢气；再闭合K2，打开K1，形成原电池，右侧石墨电极为负极，氢气放电，左侧石墨电极为正极，氧气得电子，能达到实验目的，A符合题意；
B．溴水和苯酚反应三溴苯酚，说明羟基使苯环活化，B不符合题意；
C．生成的二氧化氮和水反应生成一氧化氮，C不符合题意；
D．证明存在溴离子，应该首先将反应后的溶液酸化后再加入硝酸银溶液，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.关闭K1时，构成电解池，生成氢气和氧气，打开K1、关闭K2，构成氢氧燃料电池；
B.苯与溴水不反应，苯酚与溴水反应生成2，4，6-三溴苯酚，说明羟基使苯环活化；
C.二氧化氮能与水反应，不能用排水法收集；
D.溴乙烷水解后，在酸性溶液中检验溴离子。
16．【答案】C
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．放电时，电子由负极b极经过导线移向正极a极，A不符合题意；
B．由分析可知，充电时，碳基材料电极电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn，则若转移，碳基材料电极将增重23克，B不符合题意；
C．由分析可知，放电时a极反应式为：，C符合题意；
D．用该电池电解精炼铜，根据Cu2++2e-=Cu可知，当电池中迁移时，即电路上将转移1mol电子，理论上可获得0.5mol×64g/mol=32g纯铜，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．放电时，电子由负极经过导线移向正极；
BD．依据得失电子守恒；
C．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应。
17．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．装置I是原电池，在原电池中阴离子向负极移动，Zn为负极，OH-移向Zn电极，A不符合题意；
B．由分析可知，d为阴极，水电离出的氢离子在阴极被还原为氢气，则氢离子浓度降低，氢氧根离子浓度增大，故d极附近的pH增大，B不符合题意；
C．与b极相连的c为电解池的阳极，CO(NH2)2在阳极被氧化，电极反应式为CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O，C不符合题意；
D.19.5gZn的物质的量为0.3mol，转移电子0.6mol，根据选项C的分析可知，此时生成氮气0.1mol，体积为2.24L，但是根据题意可知此时还有氧气生成，故生成氮气的体积会小于2.24L，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．原电池中阴离子向负极移动；
B．依据电解反应的电极反应判断；
C．电解时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应；
D.根据选项C的分析，还有氧气生成。
18．【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．闭合后，构成电解池装置，M极为阳极，电极反应式：2Cl--2e-=Cl2↑，氯气进入水池消毒，A符合题意；
B．断开，闭合时，构成原电池装置，M极为正极，N极为负极，由N极流出，B不符合题意；
C．断开，闭合后，构成原电池装置，N极为负极，电极反应式：Na-e-=Na+，N极金属不断减少，C不符合题意；
D．钠离子交换膜换成质子交换膜后H+会穿过膜与N极的Na反应，故不可换为质子交换膜，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】闭合，该装置为电解池，M极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑， 氯气进入水池消毒，N极为阴极，电极反应式：Na++e-=Na； 闭合，构成原电池，N极为负极，电极反应式：Na-e-=Na+， M极为正极，电极反应式：Cl2+2e-=2Cl 。
19．【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．pH计的工作原理是通过测定电池电动势E(即玻璃电极和参比电极的电势差)来确定待测溶液的pH，则pH计工作时，化学能转化为电能，A不符合题意；
B．根据pH计的工作原理可知，玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化从而使得其能确定溶液的pH，B不符合题意；
C．pH=，若测得pH=3的标准溶液电池电动势E为0.377V ，则3=，解得K=0.2，C不符合题意；
D．若玻璃电极电势比参比电极电势低，则玻璃电极为负极，失去电子发生氧化反应，反应为Ag(s)- e-+Cl-=AgCl(s)，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.原电池将化学能转化为电能；
B.玻璃电极玻璃膜内外c(H+)的差异会引起电池电动势的变化从而测定溶液的pH；
C.根据pH=计算。
20．【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，放电时，b极为正极，A不符合题意；
B．充电时，阳离子向阴极移动，充电时a为阴极、b为阳极，则钠离子由b极向a极移动，B不符合题意；
C．充电时a为阴极，阴极得到电子发生还原反应，反应为
+2e-+2Na+=，C符合题意；
D．若电池充满电时a、b两极室质量相等，根据电子转移关系可知钠离子迁移情况为，e-~Na+，则放电过程中转移0.3mol电子时，由0.3mol的钠离子发生迁移，则两极质量差为23g/mol×0.3mol×2=13.8g，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A．放电时，负极失电子，元素化合价升高，发生氧化反应；正极得电子，元素化合价降低，发生还原反应；
B．充电时，阳离子向阴极移动；
C．充电时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应；
D．根据电子转移关系计算。
21．【答案】C,D
【知识点】原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，M为正极，电极反应为，A不符合题意；
B．放电时，右侧储液器中，氯化钠浓度增大，因为负极发生反应：Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+，产生钠离子，正极产生氯离子，从而导致氯化钠浓度增大，B不符合题意；
C．充电时，N极为阴极，电极反应为：NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3，C符合题意；
D．充电时，N极发生NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3，当转移1mole-，N电极理论上增大1molNa+，即增大23g，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】放电时，N电极上，Ti元素的化合价由+3价升高至+4价，发生了氧化反应，则N电极为负极，电极反应式为Na3Ti2(PO4)3-2e-=NaTi2(PO4)3+2Na+；M为正极，正极上氯气得电子发生还原反应生成氯离子；
Ａ． 放电时，M极为正极 ；
Ｂ．负极生成钠离子，正极生成氯离子，氯化钠浓度增大；
Ｃ．充电时，N极为阴极；
Ｄ．结合电极反应式可知，N电极质量增大，增大的质量为钠离子的质量。
22．【答案】C,D
【知识点】活化能及其对化学反应速率的影响；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．根据装置图，充电时，外电路电子流向Zn电极，即Zn电极为阴极发生还原反应，反应式为Zn(OH)
+2e-=Zn+4OH-，c(OH-)增大，pH增大，故A说法不符合题意；
B．根据装置图可知，放电时，右侧电极为正极，发生还原反应，反应式为CO2+2e-+H2O =HCOO-+OH-，生成1mol HCOO-时，转移电子物质的量为2mol，故B说法不符合题意；
C．根据图像可知，在使用催化剂Sn和s-SnLi生成CO时活化能大，活化能大反应速率慢，且CO能量比HCOOH能量高，能量越低，物质越稳定，因此使用催化剂Sn和s-SnLi可以减少副产物CO的生成，故C说法符合题意；
D．根据图像可知，使用催化剂s-SnLi，中间产物能量高，不稳定，故D说法符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A.充电时，Zn电极是Zn(OH)
被还原为Zn，同时得到氢氧根离子；
B.分析C的化合价可知转移电子的数目；
C.活化能越大，反应速率慢，副产物低；
D.物质的能量越高，越不稳定。
23．【答案】C,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．由分析可知，多孔电极a为电池的正极，A不符合题意；
B．多孔电极b为负极，多孔电极a为正极，O2-移向负极即多孔电极b，B不符合题意；
C．多孔电极b为负极，氢气失电子生成氢离子，氢离子结合氧离子生成水，电极反应式为：H2 2e-+O2-=H2O，C符合题意；
D．多孔电极b为负极，多孔电极a为正极，电子流动方向：b→负载→a，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，原电池工作时，阴离子向负极移动。
24．【答案】B,C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；化学实验方案的评价；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A．苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液，生成苯酚钠、碳酸氢钠，可知苯酚的酸性大于碳酸氢根离子的酸性，A不符合题意；
B．加入少量AgNO3溶液，有砖红色沉淀Ag2CrO4生成，可知Ag2CrO4更难溶，则Ksp(Ag2CrO4)< Ksp(Ag2Cr2O7)，B符合题意；
C．铝、镁和氢氧化钠溶液构成原电池，铝失去电子作负极，镁作正极，C符合题意；
D．加入稀氢氧化钠溶液，可能合成一水合氨，由实验及现象可知，溶液中可能含有铵根离子，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A.根据强酸制弱酸分析；
B.发生沉淀的转化，说明Ag2CrO4更难溶；
C.铝能与氢氧化钠反应，镁不与氢氧化钠反应，该原电池中铝作负极；
D.加入NaOH之后需要加热氨气才能逸出。
25．【答案】（1）；除去，防止干扰后续实验；、 ；或；白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色；铜与碘的反应为可逆反应或浓度小未能氧化全部的
（2）铜；含的的溶液
（3）在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或，浓度减小使得氧化性增强，发生反应和
【知识点】氧化还原反应；化学实验方案的评价；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）①I2在水中溶解度较小，与Cu接触不充分，反应速率较慢，加入KI后转化为I3-，I3-与I2氧化性几乎相同，相当于I2溶解度增大，与Cu充分接触，反应速率更快，故答案为：<；
②I2易溶于有机溶剂，CCl4可以溶解I2，使 红棕色平衡朝逆向移动，减少I3-浓度；根据实验III，可知Cu元素以蓝色或无色形式存在，而步骤b溶液为无色，即以 无色形式存在，加入浓氨水后，转化为 无色， 溶液被氧化，Cu价态由+1变为+2，即转化为，故答案为： 除去，防止干扰后续实验 ； 、 ；
③Cu和I2反应生成CuI，结合原子守恒，可知方程式为 ，或可以看成I3-和Cu反应，结合原子守恒，可知方程式为 ；加入浓KI溶液后观察到少量红色的铜出现，即的反应为可逆反应，加入KI后，I-和I2反应，I2浓度减小，平衡朝逆向移动，则可观察到白色沉淀逐渐溶解；反应为可逆反应时，反应物与生成物同时存在，Cu无法完全反应；故答案为： 或 ； 白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色 ； 铜与碘的反应为可逆反应或浓度小未能氧化全部的 ；
（2）Cu和I2反应时，Cu被氧化，则Cu应作为负极，则a为Cu，I2为氧化剂，应在正极发生反应，则b中应装有含n mol I2的4mol·L-1的KI溶液，故答案为： 铜；含的的溶液；
（3） 在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或，浓度减小使得氧化性增强，发生反应和 ，故答案为： 在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或，浓度减小使得氧化性增强，发生反应和 。
【分析】（1）①增大反应物浓度，平衡朝正向移动；
②减小反应物浓度，平衡朝逆向移动；
③可逆反应中，反应物和生成物同时存在；
（2）双液原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；
（3）浓度越小，氧化性越弱，浓度越大，氧化性越强。
26．【答案】（1）70℃，固液比
（2）将PdO还原为Pd
（3）
（4）阴离子；B
（5）HCl；浸取与洗脱
（6）159；阴极有得电子生成
【知识点】制备实验方案的设计；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）由图可知，“浸取”的最佳条件为70℃，固液比3：1；
（2）加入试剂A可以将PdO中的钯还原为单质，便于后期处理，故加入试剂A的理由是：将PdO还原为Pd；
（3）根据题给信息可知，加入后和单质钯反应生成四氯合钯(Ⅱ)，则根据元素守恒可知，离子方程式为：；
（4）离子交换时发生的反应为阴、阳离子交换树脂的基本工作原理分别为，其中氯离子被除掉，故应该选用阴离子交换膜；由给信息可知洗脱时得到，则此时应该选用盐酸，故答案为：B；
（5）由流程图可知，还原时和反应生成单质钯，根据反应器出口处器壁内侧有白色晶体生成和元素守恒可知，副产物为HCl；由于在浸取与洗脱时都使用了盐酸故可以循环至浸取与洗脱循环利用；
（6）盐酸的浓度由变为，则生成的氯化氢的物质的量n(HCl)=5×(-)=3mol，则此时转移电子的物质的量n(e-)=3mol，根据Pb~2e-，则生成Pd的物质的量=1.5mol，其质量=106g/mol×1.5mol=159g；而实际电解过程中可能有氢离子在阴极得到电子，故但实际生产中得不到相应质量的Pd。
【分析】废钯催化剂焙烧，去除活性炭，同时Fe、Cu转化为氧化物，加入试剂A、盐酸和NaClO3浸取，铁的氧化物、铜的氧化物转化为氯化铁、氯化铜，并得到[PdCl4]2-浸出液，浸出液通过离子交换除去铁离子、铜离子；然后加入盐酸进行洗脱使生成[PdCl4]2-溶液，加入浓氨水“沉钯”得到氯钯酸铵 ，还原时和反应生成海绵钯。
27．【答案】（1）5.0；100mL容量瓶
（2）
（3）4.0；小于
（4）左；
（5）加入氨水后形成，使减小，促进铜失电子，使电压表读数增大
【知识点】配制一定物质的量浓度的溶液；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）①根据稀释规律c1V1=c2V2可知，配制的溶液，需溶液的体积为；
②在实验室配制上述溶液的过程中，下图所示仪器，需要用到100mL容量瓶；
（2）Cu在酸性条件下被氧化为铜离子，过氧化氢转化为水，反应的离子方程式为；
（3）①根据单一变量控制法可知，总溶液的体积为40.0mL，则V1=40.0-35.0+1.0=4.0；
②由实验2和4可知，过氧化氢的浓度不同，结合结论可推出，U2小于U4；
（4）涉及双液原电池后，若向左侧烧杯溶液中加入硫酸与没有加入硫酸时，则可推出猜想2不成立，再向右侧烧杯溶液中加入等物质的量的硫酸，观察得到，则说明猜想1成立；
（5）加入足量氨水后形成，使溶液中减小，促进铜失电子，使电压表读数增大。
【分析】（1）①根据稀释规律c1V1=c2V2计算；
②由浓溶液配制一定物质的量浓度溶液用到的仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管；
（2）根据反应物的化学式，利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写；
（3）①②根据单一变量控制法分析；
（4）依据对比实验的现象判断；
（5）依据反应过程中铜离子变化分析。
28．【答案】（1）-1627
（2）cd
（3）bd；230℃以上，温度升高，反应I的平衡向逆反应方向移动，反应II的平衡向正反应方向移动，但温度对反应II的平衡影响更大
（4）
（5）
【知识点】反应热和焓变；化学平衡常数；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)①
②
③
③=①-4②，故-1627；
(2)a.催化剂只能提高脱硝的速率，不能改变平衡转化率，a项不正确；
b.慢反应决定了整个历程的反应速率，故状态③到状态④的变化过程决定了整个历程的反应速率，b项不正确；
c.状态③到状态④中有N与N之间非极性键和H与O之间极性键生成，c项正确；
d.在图1所示历程中铜元素的化合价一直都为+2，d项正确；
故答案为：cd；
(3)根据题中条件，230℃，催化剂时甲醇产率最高，
故答案为：bd；原因为：230℃以上，温度升高，反应I的平衡向逆反应方向移动，反应II的平衡向正反应方向移动，但温度对反应II的平衡影响更大；
(4)列三段式：
容器体积减小20%，故，解得x=0.5，容器为恒压容器，故反应前后压强均为，
(5)该装置通入CO得电子转化为CH3COOH，故阴极电极反应为：。
【分析】(1)根据盖斯定理计算；
(2)a.催化剂只改变速率，不影响平衡；
b.慢反应决定了整个历程的反应速率；
c.同种原子之间的共价键为非极性键；不同种原子之间的共价键为极性键；
d.由历程中化合价变化分析
(3)根据题中条件和图像判断；
(4)利用三段式计算；
(5)阴极发生还原反应。
29．【答案】（1）c
（2）c
（3）0.81；温度的升高使反应a、反应b中CH3COOCH3的平衡转化率下降，使反应c中CH3COOCH3的平衡转化率上升，且上升幅度与下降幅度相当
（4）D
（5）2CO2＋12e－＋9H2O=C2H5OH＋12OH－；CO2；
【知识点】化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由题意可知反应c为吸热反应，升温平衡正向移动，平衡常数增大，故答案为c；
(2)对于反应前后气体的计量系数相同的反应，增大压强平衡不移动，根据题给的三个反应可知，答案为：c；
(3)①设反应a消耗CH3COOCH3的物质的量为amol，反应bCH3COOCH3消耗的物质的量为bmol，反应c消耗的物质的量为cmol，根据反应a，推出生成C2H5OH的物质的量为amol，根据题意有：×100%=90%，×100%=90%，解得a=0.81；故答案为0.81；
②反应a、反应b为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，反应a、反应b向逆反应方向进行，CH3COOCH3的转化率降低，反应c为吸热反应，升高温度，反应c向正反应方向进行，当上升幅度与下降幅度相当时，CH3COOCH3的平衡转化率几乎不变，故答案为：温度的升高使反应a、反应b中CH3COOCH3的平衡转化率下降，使反应c中CH3COOCH3的平衡转化率上升，且上升幅度与下降幅度相当；
(4)反应a和反应b均为气体分子数减小的反应，T℃时，增大压强，反应a和b平衡均正向移动，乙酸甲酯的转化率增大，反应b不生成乙醇，故乙醇的选择性下降，反应c为反应前后气体分子数不变的反应，增大压强，平衡不移动，无影响；
故答案为：D；
(5)①CO2在阴极上得电子，转化成C2H5OH，电极反应式为2CO2＋12e－＋9H2O=C2H5OH＋12OH－；故答案为2CO2＋12e－＋9H2O=C2H5OH＋12OH－；
②根据机理可知，溶液中的H2O在阴极表面得到电子生成，与CO2反应生成，与反应生成和H2O，故答案为：CO2，。
【分析】（1）对于吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大；对于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小
（2）对于反应前后气体物质的量不变的反应，加压，平衡不移动
（3）利用在500K时，转化率为90%，列出三段式计算即可
（4）有反应a和b可知，加压有利于生成乙酸乙酯，所以乙酸乙酯转化率增大
30．【答案】（1）ZnO+2NH+2NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2++3H2O
（2）4
（3）2.0×10-19
（4）CaF2；Cu和Cd
（5）Zn(NH3)2Cl2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NH4Cl
（6）NH4Cl
（7）PbCl+2e-=Pb↓+4Cl-；PbO
【知识点】盐类水解的应用；离子方程式的书写；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】首先用氯化铵和氨水浸取烟灰，将锌元素转化为[Zn(NH3)4]2+配离子；除杂1，向滤液中加入氯化铁得到滤渣I（FeAsO4）；除杂2，向滤液中加入氯化钙得到滤渣II（CaF2沉淀）；除杂3，向滤液中加入锌粉可以将其它金属离子全部置换出来得到滤渣III；再向滤液中加入活性炭除去有机杂质，再加入盐酸将锌转化为Zn(NH3)2Cl2，最后得到氧化锌。
(1)若浸出液中锌元素以[Zn(NH3)4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为ZnO+2+2NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2++3H2O。
(2)观察题图，当氯化铵的浓度为4mol·L-1时，一方面锌元素的浸出率已经接近100%，再增加氯化铵浓度没有太大意义，另一方面若浓度再高，铅元素将进入溶液，无法完全除去铅，故氯化铵适宜的浓度为4mol·L-1。
(3)等体积混合后，两种离子的浓度都变为原先的一半，即c1()=3.0×10-3mol·L-1，c1(Fe3+)=4.0×10-3mol·L-1，而两种离子是1：1沉淀的，反应后，c2(Fe3+)=4.0×10-3mol·L-1-3.0×10-3mol·L-1=1.0×10-3mol·L-1，则c2()===2.0×10-19mol·L-1。
(4)根据分析，滤渣II为CaF2，而除杂3主要可以除去溶液中的Cu和Cd；
(5)煅烧后得到ZnO，则煅烧前必然为Zn(OH)2，即水解产物为Zn(OH)2，则水解转化的化学方程式方程式Zn(NH3)2Cl2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NH4Cl。
(6)水解后得到的NH4Cl，又可以用于第一步的浸取，循环利用。
(7)①电解Na2PbCl4溶液生成Pb，则阴极的电极反应式为+2e-=Pb↓+4Cl-，阳极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+；
②电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，根据电解反应的方程式2Na2PbCl4+2H2O4NaCl+O2↑+2Pb↓+4HCl可知，应该向阴极室加入PbO。
【分析】（1）ZnO与氯化铵和氨水反应生成 [Zn(NH3)4]2+ ，根据质量守恒配平方程式；
（2）当氯化铵的浓度为4mol/L时，锌元素的浸出率已经接近100%，若浓度再高，铅元素将进入溶液；
（3）根据Ksp计算；
（4）滤渣Ⅱ为CaF2，除杂3主要除去溶液中的Cu和Cd；
（5） Zn(NH3)2Cl2水解生成Zn(OH)2和氯化铵；
（6）水解后得到的氯化铵，又可以用于第一步的浸取，可以循环利用；
（7）①阴极发生还原反应；
②电解过程中Na2PbCl4浓度不断减小。
31．【答案】（1）S2O +Mn2++2H2O =MnO2+2SO +4H+
（2）BD；Fe(OH)3、Al(OH)3；4.7~6.6
（3）3Zn2++ 6HCO =ZnCO3 2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O；取最后一次洗涤液少许于试管中，加入少量HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，若无白色沉淀证明已洗净
（4）右；[Zn(OH)4]2-＋2e-=Zn+4OH-
【知识点】电极反应和电池反应方程式；制备实验方案的设计；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】电镀厂含锌废液主要成分为 ，还含有少量的 ，用Na2S2O8把 氧化为 ，过滤出MnO2，滤液中加氧化锌或碳酸锌调节pH在4.7~6.6之间，生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去铁、铝元素；滤液中加NH4HCO3生成ZnCO3 2Zn(OH)2沉淀。
(1)“氧化”工序用Na2S2O8把 氧化为 ，除锰发生反应的离子反应方程式是S2O +Mn2++2H2O =MnO2+2SO +4H+；
(2)工业生产中，加入“试剂a”的目的是调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤除去铁、铝元素，为不引入新杂质，a通常可选用或 ，
故答案为：BD；滤渣X的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，为使Fe3+、Al3+完全沉淀而Zn2+不沉淀，调 的范围是4.7~6.6。
(3)“沉锌”过程是硫酸锌和NH4HCO3反应生成ZnCO3 2Zn(OH)2沉淀，反应的离子反应方程式是3Zn2++ 6HCO =ZnCO3 2Zn(OH)2↓+5CO2↑+H2O；若洗涤液中不含硫酸根离子，说明产品已洗净，检验方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入少量HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，若无白色沉淀证明已洗净。
(4)闭合 时，构成原电池，放电时右侧生成甲酸，所以电池复合膜中 向右迁移；电池放电时，Zn极是负极，闭合 时，构成电解池，给电池充电， 电极是阴极，[Zn(OH)4]2-得电子生成Zn，发生的电极反应式为[Zn(OH)4]2-＋2e-=Zn+4OH-。
【分析】（1）氧化时Na2S2O8把 氧化为 ；
（2）“试剂a”的目的是调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀；
（3）“沉锌”过程中，硫酸锌和NH4HCO3反应生成ZnCO3 2Zn(OH)2沉淀；
（4）闭合 时，构成原电池；电池放电时，Zn极是负极，闭合 时，构成电解池， 电极是阴极。
32．【答案】（1）2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O；取适量的Cu粉样品，加入足量的硫酸溶解，充分反应后，若溶液变蓝，说明样品中含有Cu2O，否则则无
（2）置换出的Cu与铁屑形成原电池，加快反应速率；铁屑消耗后，随时间延长，生成的Fe2+被空气氧化为Fe3+，Fe3+与置换出的Cu反应，降低了Cu的产率
（3）加入一定量5mol·L-1NaCl溶液，在90℃条件下搅拌使其充分反应，一段时间后趁热过滤；加入蒸馏水稀释使NaCl浓度降至1mol·L-1，同时将滤液冷却至15℃，过滤，将所得晶体洗涤、干燥
【知识点】氧化还原反应；化学反应速率的影响因素；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)酸浸过程中，CuO能溶于稀硫酸生成硫酸铜和水，而Cu2O和氧气在稀硫酸环境中会直接生成硫酸铜和水，发生反应的化学方程式为2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O；取适量的Cu粉样品，加入足量的硫酸溶解，充分反应后，若溶液变蓝，说明样品中含有Cu2O，否则则无；
(2)铁置换出的Cu附着在铁屑表面，与铁屑形成原电池，加快反应速率；铁屑消耗后，随时间延长，溶液中生成的Fe2+被空气氧化为Fe3+，Fe3+与置换出的Cu反应，生成可溶性铜盐，降低了Cu的产率；
(3)根据分析可知酸浸渣中主要含有硫酸铅，根据表格数据可知当NaCl溶液的浓度为5mol/L、温度为90℃时，铅的浸出率最大，而PbCl2在5mol/L的NaCl溶液中的溶解度受温度影响较大，为防止PbCl2提前析出，要趁热过滤，同时还要注意循环浸取的次数不能超过2次，具体操作为：取一定质量的酸浸渣 加入一定量5mol/LNaCl溶液，在90℃条件下搅拌使其充分反应，一段时间后趁热过滤；将滤液冷却至 室温结晶，过滤；向滤液中补充适量NaCl固体，循环浸取酸浸渣2次。
【分析】烟灰和硫酸以及空气发生的反应分别为：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O、2Cu2O+O2+4H2SO4=4CuSO4+4H2O、ZnO+H2SO4=ZnSO4+H2O、PbO+H2SO4=PbSO4↓+H2O，过滤后会得到硫酸铅沉淀，加入铁屑会发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，过滤后经过一系列操作即可得到目标产物。
33．【答案】（1）+123
（2）0.05；BD
（3）0.9p；5.4
（4）C3H6-18e-+6H2O=3CO2+18H+；27
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡常数；化学平衡状态的判断；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律，由(Ⅰ-Ⅱ)÷2可得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)，则ΔH=(ΔH1-ΔH2)=[-238kJ mol-1-(-484kJ mol-1)]=+123kJ mol-1，故答案为：+123；
(2)①向1L的密闭容器中充入1mol C3H8发生脱氢反应，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.5倍，相同温度下，气体的物质的量之比等于压强之比，则平衡时气体的总物质的量为1.5mol，设参加反应的C3H8的物质的量为x mol，则平衡时C3H8、H2、C3H6的物质的量分别为(1-x)mol、x mol、x mol，则有1-x+x=1.5，解得x=0.5，即参加反应的C3H8的物质的量为0.5mol，，故答案为：0.05；
②A．该反应的ΔH恒定，因此ΔH不变不能说明反应达到平衡状态，故A不正确；
B．C3H8与H2的物质的量之比保持不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；
C．反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，则气体的密度始终不变，因此混合气体密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故C不正确；
D．该反应是气体体积增大的反应，是压强增大的反应，因此当混合气体的总压强不变，反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为BD；
(3)①由图可知，反应达到平衡状态时C3H8的体积分数为25%，设C3H8反应了x mol，则平衡时，C3H8的物质的量为(1-x)mol，C3H6的物质的量为x mol，H2的物质的量为x mol，则，解得x=0.6mol，总物质的量为1.6mol，恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，平衡时气体的压强为1.6pkPa，，，则，故答案为：0.9p；
②平衡时v正=v逆，即，则，m点时，假设C3H8反应了y mol，则C3H8的物质的量为(1-y)mol，C3H6的物质的量为y mol，H2的物质的量为y mol，，解得y=，气体的总物质的量为，恒温恒容条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，m点处气体的压强为，则，，m点，故答案为：5.4；
(4)丙烯通入a极，则a为负极，丙烯在a极发生氧化反应，电极反应式为C3H6-18e-+6H2O=3CO2+18H+；该原电池正极反应式为，每转移18mol e-，负极通入1mol C3H8，消耗6mol H2O，逸出2mol CO2，生成的18mol H+移入正极区，则负极溶液实际减少的质量为6mol×18g/mol=108g，而正极通入4.5mol O2，得到18mol H+生成9mol H2O，则正极区溶液实际增加的质量为9mol×18g/mol=162g，两侧溶液的质量差为108g+162g=270g，则当溶液中有1.8mol e-发生转移时，左右两侧的质量差为27g，故答案为：C3H6-18e-+6H2O=3CO2+18H+；27。
【分析】（1）利用盖斯定律求解；
（2） ① 根据恒容容器中平衡时气体压强是开始的1.5倍，利用三段式法求平衡时丙烷的物质的量，再求反应速率；
② A.反应方程式固定，则△H就固定了，始终不变；
B.C3H8与H2的物质的量之比保持不变，说明各物质的含量保持不变了，达到平衡状态；
C.，容器体积不变，气体的总质量始终不变；
D.该反应不是等体积的反应，所以，混合气体的总压不变，说明达到平衡状态；
（3）①根据平衡时，C3H8的体积分数，利用三段式法计算平衡时各气体的物质的量，求分压，再求平衡常数；
② 利用平衡时算，m点时丙烷的体积分数为50%，求三种气体成分的分压，再求；
（4）燃料电池通入燃料的一极发生氧化反应，为负极，结合电解质溶液写出电极反应式。
34．【答案】（1）降低反应活化能
（2）C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= (a+b)kJ mol 1
（3）＜
（4）在100～140℃之间，反应并未达到平衡状态，温度升高，反应速率增大，甲醇转化率增大。
（5）
（6）2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
（7）6CO2+6O=3C2O+6O2
【知识点】盖斯定律及其应用；化学反应速率的影响因素；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)由题干反应历程图可知，FeO反应前后质量和性质没有改变，即FeO作催化剂，催化剂能够降低反应所需要的活化能，故从能量角度分析FeO的作用是降低反应所需的活化能，故答案为：降低反应所需的活化能；
(2)由题干反应历程可知，反应①为：2Fe3O4(s)=O2(g)+6FeO(s) +akJ/mol，反应②为：CO2(g)+6FeO(s)=C(s)+2Fe3O4(s) =+bkJ/mol，①+②的CO2(g)=C(s)+O2(g) 根据盖斯定律可知，=+(a+b)kJ/mol，则炭黑和氧气转化为CO2的热化学方程式为C(s)+O2(g)= CO2(g) =-(a+b)kJ/mol，故答案为：为C(s)+O2(g)= CO2(g) =-(a+b)kJ/mol；
(3)由题干图像可知，140℃之前由于反应还未达到平衡状态，温度升高反应速率越快，则相同时间内甲醇的转化率增大，而140℃之后由于反应已经达到平衡，温度升高，反应速率加快，更加早已达到化学平衡，此时升高温度，甲醇的平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0，故答案为：＜；
(4)由(3)分析可知，在100～140℃之间，反应并未达到平衡状态，温度升高，反应速率增大，甲醇转化率增大，故答案为：在100～140℃之间，反应并未达到平衡状态，温度升高，反应速率增大，甲醇转化率增大；
(5)根据反应方程式CO2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)可知，反应正反应是一个气体体积减小的方向，即增大压强，反应速率加快，达到平衡之前，甲醇的转化率增大，达到平衡之后，增大压强，平衡正向移动，甲醇的平衡转化率增大，故压强与甲醇转化率之间的关系如图：，故答案为：；
(6)由题干电池装置图可知，Al为负极，电极反应为：Al-3e-=Al3+，多孔碳电极为正极，电极反应为：2CO2+2e-=，故电池的总反应式为2Al+6CO2=Al2(C2O4)3，故答案为：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3；
(7)电池的正极反应式：2CO2+2e-=C2O(草酸根)正极反应过程中，O2是催化剂，催化过程可表示为：①6O2+6e-=6O，根据电子守恒并用正极反应减去反应①即得反应②，故其离子方程式为：6CO2+6O=3C2O+6O2，故答案为：6CO2+6O=3C2O+6O2。
【分析】（1）FeO是该反应的催化剂，催化剂的作用就是为降低了反应的活化能，从而加快了反应速率；
（2）分别写出上述两过程的热化学方程式，再用盖斯定律求反应热；
（3）从图a可以看出达到平衡后，甲醇转化率随温度的升高而减小，说明该反应是放热反应；
（4）在140 ℃ 之前，温度低，反应速率慢，反应并未达到平衡，所以随温度的升高，甲醇转化率增大；
（5）该反应是气体体积减小的反应，随压强增大，甲醇的转化率会增大；
（6）根据题目意思可知，该反应是将铝和CO2转化为草酸铝，写出电池反应式；
（7）总反应减反应①就得反应②的离子方程式。
35．【答案】（1）研磨、70℃加热
（2）、、
（3）趁热过滤
（4）；阳；或
（5）增强电极的导电能力或改善成型后电极的导电作用
（6）
【知识点】化学反应速率的影响因素；过滤；原电池工作原理及应用；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】根据流程：将含锂废渣研磨后，在70℃条件下用稀硫酸酸浸其中的金属离子，得到含有的Li+、Ni2+、Ca2+、Mg2+酸性溶液，其中部分Ca2+与硫酸根离子生成CaSO4沉淀，过滤，滤渣1主要是CaSO4，向滤液1中加入NaOH调节pH=12沉淀Ni2+、Ca2+、Mg2+，滤渣2主要为Ni(OH)2、Mg(OH)2还有极少量的Ca(OH)2，滤液2含有Li+，向滤液2中先加入EDTA，再加入饱和Na2CO3溶液，90℃充分反应后，得到沉淀，趁热过滤得到粗品Li2CO3。
(1)为加快化学反应速率采取的措施是研磨、70℃加热；
(2)根据分析滤液1中加入NaOH调节pH=12沉淀Ni2+、Ca2+、Mg2+，故滤渣2主要为Ni(OH)2、Mg(OH)2还有极少量的Ca(OH)2，故答案为：Ni(OH)2、Mg(OH)2、Ca(OH)2；
(3)根据表可知Li2CO3高温溶解度小，故90℃充分反应后，通过趁热过滤分离出固体Li2CO3粗品，故答案为：趁热过滤；
(4)①a中，氯离子在阳极发生氧化反应生成氯气，阳极的电极反应式是2Cl--2e-=Cl2，溶液中阴离子不断放电使阳离子浓度增大，为维持溶液电中性，宜选用阳离子交换膜，故答案为：2Cl--2e-=Cl2；阳；
②生成高纯反应的离子方程式为或；
(5)高温成型时要加入少量石墨，可起到改善成型后电极的导电作用，故答案为：增强电极的导电能力或改善成型后电极的导电作用；
(6)根据放电时总反应，放电时正极发生还原反应，Li+得电子生成LiFePO4，电极反应式为。
【分析】（1）增大反应物的接触面积、升温等均可加快反应速率；
（2）滤渣2主要为Ni(OH)2、Mg(OH)2还有极少量的Ca(OH)2；
（3）Li2CO3高温时溶解度小，应趁热过滤；
（4）电解池阳极发生氧化反应；
（5）石墨具有良好的导电性；
（6）放电时正极发生还原反应。