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河北省2023年高考化学模拟题汇编-13化学能与电能
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这是一份河北省2023年高考化学模拟题汇编-13化学能与电能，共32页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
河北省2023年高考化学模拟题汇编-13化学能与电能
一、单选题
1．（2023·河北唐山·统考一模）水系可逆电池在工作时，复合膜(由a、b膜复合而成，a膜只允许通过，b膜只允许通过)层间的解离成和，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合时，电池工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．闭合时，右侧电极反应为
B．闭合时，电池工作一段时间，复合膜两侧溶液的pH左侧升高右侧降低
C．闭合时，从复合膜流向Zn电极
D．闭合时，每生成65gZn，同时一定生成气体11.2L
2．（2023·河北·统考模拟预测）科学家研制了一种全氯无膜液流电池的装置如图所示，该电池因无膜而具有很高的电压效率。下列说法错误的是
A．该电池因选用溶解而无需离子交换膜
B．用该电池电解精炼铜，放电时，阳极溶解64g铜Cu
C．充电时，向电极b迁移，并在b极生成
D．充电时，电极a的反应为
3．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测）近日，某团队分步进行8电子转移的电化学硝酸盐还原反应实现高效合成氨，装置如图所示。原理是：按照电子路径进行还原(先将硝酸盐还原成亚硝酸盐，再将亚硝酸盐还原成氨)，可大幅度地降低8电子还原过程的能垒，提高其反应活性。
下列叙述正确的是
A．N极为负极，发生了还原反应
B．、的VSEPR模型名称分别为三角锥形、直线形
C．生成的电极反应式为
D．由生成34g 时至少转移12mol电子
4．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测）下列实验操作现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
相同温度下，测定同物质的量浓度的溶液、溶液的pH，前者较高
B
在溶液中滴几滴NaCl溶液，再滴加KI溶液，先生成白色沉淀，后产生黄色沉淀
C
测定相同浓度的HF溶液在20℃、30℃时的pH，前者pH较低
HF在水中电离的过程放热
D
金属M、N在稀硫酸中构成原电池，在N极表面产生气泡且电流表偏转
金属N比M活泼
A．A B．B C．C D．D
5．（2023·河北·统考模拟预测）一种脱除和利用水煤气中CO2方法的如图，下列说法中错误的是
A．b为电源的正极
B．利用电化学原理，将CO2电催化为C2H4的反应式为2CO2-12e-+12H+=C2H4+4H2O
C．再生塔中产生CO2的离子方程式为2H2O+CO2↑+
D．某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c():c()=1:2，则该溶液的pH=10(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7；Ka2=5.0×10-11)
6．（2023·河北·统考模拟预测）化学与科技、生产生活等各方面息息相关，下列说法错误的是
A．Ge的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
B．2022冬奥部分场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，其中碲和镉均属于过渡元素
C．牙膏中添加的SrF2、NaF提供的氟离子浓度相等时，它们防治龋齿的作用相当
D．冬天前用石灰浆喷洒树皮可以杀死虫卵
7．（2023·河北石家庄·统考一模）电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二睛，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法正确的是
A．N极的电势高于M极的电势
B．放电时，双极膜中向M极移动
C．充电时，阴极的电极反应式为
D．若充电时制得，则放电时需生成，才能使左室溶液恢复至初始状态
8．（2023·河北邢台·统考模拟预测）微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．工作时，a极发生氧化反应，电流从b极流向a极
B．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，脱盐室最终可得到淡盐水
C．若b极上消耗标准状况下气体，通过N膜的离子的物质的量为
D．呼吸细菌的作用为催化有机物分解
9．（2023·河北衡水·校联考模拟预测）下列对文物修复和保护方法正确的是
A
B
C
D
在铁质沉船的船体连接锌块
用热NaOH溶液清洗玛瑙表面的油污
用稀盐酸清洗陶兵马俑表面污泥
用硝酸清洗生锈的铜钱
A．A B．B C．C D．D
10．（2023·河北邢台·统考模拟预测）钛(熔点为1668℃)广泛应用于生活和科技等各领域，用镁还原制取金属钛是钛生产的重要方法，其简化工艺流程如下，下列说法错误的是
A．工业上，一般选择电解熔融制备金属
B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为
C．“真空蒸馏”的目的是为了降低单质和的沸点，使其气化分离出去
D．“电解”时，阴极上生成单质a，可用作其他联产过程的氧化剂
11．（2023·河北衡水·校联考模拟预测）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的氧化物N2O5，下列说法正确的是
A．石墨I为负极，发生还原反应
B．石墨II电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4NO
C．若电路中有1mol电子转移，则理论上石墨II处需消耗5.6LO2
D．电子流向：石墨I→熔融KNO3→石墨II→负载→石墨I
12．（2023·河北·统考一模）利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可制得、、和NaOH，反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．b电极的电极反应为
B．c、d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
C．浓差电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为
D．浓差电池从开始工作到放电结束，电解池理论上可制得160gNaOH
13．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考一模）研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示，下列说法正确的是
A．光照强度大小不影响KIO3的制备速率
B．右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极
C．电极N处发生电极反应：S-6e-+4H2O=+8H+
D．不考虑损耗，电路中每消耗1 molO2，理论上Q极可制得342.4 g KIO3
14．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考一模）用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．钠作除水剂时，每消耗1 mol Na，生成H2的分子数为NA
B．工业合成氨时，每反应22.4 L(标准状况下)N2，生成的极性共价键数目为6NA
C．电解精炼铜时，阳极质量每减少64 g，通过电路的电子数为2NA
D．明矾净水时，0.1 mol/LAl3+形成的Al(OH)3胶粒的数目为0.1NA
二、工业流程题
15．（2023·河北石家庄·统考一模）湿法炼锌综合回收系统产出的萃余液中含有Na2SO4、ZnSO4、H2SO4，还含有Mn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Fe2+、Al3+等，一种将萃余液中有价离子分步分离、富集回收的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“氧化”时，Mn2+、Fe2+均发生反应。后者发生反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)“调pH”时，所得“滤渣1”中除含有MnO2和Fe(OH)3外，还有___________。
(3)“除镉”时，发生反应的类型为___________。
(4)“除钴镍”时，有机净化剂的基本组分为大分子立体网格结构的聚合物。其净化原理可表示为：
反应时，接受电子对的一方是___________；Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能，推测可能的原因为___________。
(5)“沉锌”时有气体生成，则生成碱式碳酸锌的离子方程式为___________。
(6)“沉锌”时，所得滤液经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8，从而实现原料的循环利用，该电解过程中总反应的化学方程式为___________。
(7)氧化锌有多种晶体结构，其中一种晶胞结构及晶胞参数如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA，则该氧化锌晶体的密度为___________ g∙cm-3 (列出计算式即可)。
16．（2023·河北·统考模拟预测）金属钴(Co)是一种重要的战略金属，有着较为广泛的用途。如图是利用含钴废料(主要成分为Co2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)制备草酸钴的工艺流程。回答下面问题：
(1)在“硫酸浸取”时，能提高“酸浸”速率的方法有_____(任写一种)。滤渣1的成分是_____(写化学式)。
(2)写出反应①的离子方程式：_____、_____。写出反应②的离子方程式：_____。
(3)操作1中加入NaHCO3的作用是_____。
(4)已知：Ksp(CaF2)=5.3×10-9，Ksp(MgF2)=5.2×10-12，若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg2+恰好沉淀完全，即溶液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol•L-1，此时溶液中c(Ca2+)最大等于_____mol•L-1。
(5)若沉钴中得到二水合草酸钴CoC2O4·2H2O(M=183g/mol)热分解质量变化过程如图所示。其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物，请写出从反应B点到C点的化学方程式_____。
(6)用乙醇燃料电池作电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴，其装置如图甲、乙。
①图乙中Co电极应连接乙醇燃料电池的_____极(填“a”或“b”)。
②图甲中a极上发生的电极反应是______。
17．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测）臭碱的主要成分是，在生产、生活中有广泛应用。某小组在实验室制备、提纯硫化钠并探究其性质，测定硫化钠产品的纯度。
实验(一)制备并提纯硫化钠。
(1)写出“高温还原”过程中的主要化学方程式：_______。
(2)“抽滤”装置如图所示，抽滤的主要优点是_______。
实验(二)探究硫化钠的性质。
(3)为了探究的还原性，按如图装置进行实验。
接通K，发现电流表指针发生偏转，左侧烧杯中溶液颜色逐渐变浅。实验完毕后，取出少量右侧烧杯中溶液于试管中，滴加足量盐酸和溶液，产生白色沉淀。
①上述实验可证明被氧化的产物为_______(填离子符号)。
②写出正极的电极反应式：_______。
实验(三)测定产品纯度。
称取w g产品溶于水，配制成250mL溶液，准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入mL 溶液(过量)，过滤，滴几滴淀粉溶液，用 标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液mL。
(4)滴定终点的现象是_______。选择_______(填“酸”或“碱”)式滴定管量取溶液。
(5)滴定反应：，。该产品含的质量分数为_______(用含x、、、、、w的代数式表示)。其他操作都正确，滴定前俯视读数、终点时仰视读数，测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
18．（2023·河北邢台·统考模拟预测）电池级广泛应用于高能锂电池制造领域。一种以铁锂云母(主要成分为、、、、等)为原料制备的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)已知36.5％盐酸的密度为，则该溶液中__________；“溶解”时；为了提高溶解速率，可采取的措施为__________(写两点)。
(2)从工业生产实际分析，氧化时加入物质A的最佳选择为______(填选项字母)，该步骤的离子方程式为__________。
a． b． c．空气 d．
(3)“沉铁”时生成，则“转化”时发生反应的离子方程式为__________。
(4)“电渗析”的装置如下图所示，则M电极与外接电源的__________极相连；x、y为离子交换膜，则x为______离子交换膜(填“阴”或“阳”)；结合流程分析电渗析的目的为__________。
(5)实验室进行蒸发操作时，用到的主要仪器为__________、玻璃棒和酒精灯。
三、原理综合题
19．（2023·河北唐山·统考一模）甲醇水蒸气重整制氢已经成为工业上制取氢气的重要工艺，甲醇水蒸气重整过程中可能出现以下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)_______，反应Ⅲ可在_______(填“高温”或“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(2)一定温度下，将1mol甲醇与3mol水蒸气投入密闭容器中发生反应，一段时间后达到平衡，测得甲醇的转化率为80%，水蒸气体积分数为，则
①该反应中水蒸气的转化率为_______。
②反应Ⅰ的压强平衡常数_______。
③若对体系增大压强，反应Ⅰ平衡_______(填“移动”或“不移动”)。
(3)某科研团队对光催化还原转化为甲醇进行研究(原理如图)，取得了一定进展。
①电极1的电势_______(填“高于”或“低于”)电极2的电势。
②该光催化过程的总反应方程式为_______。
20．（2023·河北·统考模拟预测）甲醇是一种基本的有机化工原料，用途十分广泛。应用催化加氢规模化生产甲醇是综合利用，实现“碳达峰”的有效措施之一。我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应，需通过以下两步实现：
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。
_______。
(2)若，下列温度下反应能自发进行的是_______(填序号)。
A． B．10℃ C． D．
(3)恒压下，分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)的两个同体积容器中通入和，甲醇的产率随温度的变化如图所示。温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜的原因为_______。
(4)按照投料，在恒容密闭容器中进行反应，的平衡转化率随温度和压强变化如图所示。
①压强、、由大到小的顺序是_______。
②压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是_______；
③同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是_______。
④一种应用双极膜(由阳离子和阴离子交换膜构成)通过电化学还原制备甲醇的电解原理如图所示。催化电极的电极反应式为_______，双极膜内每消耗水，理论上石墨电极产生标准状况下_______。
21．（2023·河北衡水·校联考模拟预测）回答下列问题：
(1)已知：①4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H1=-1812.0kJ•mol-1，②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1269.0kJ•mol-1，则NH3(g)与O2(g)反应生成NO(g)和H2O(g)的热化学方程式为______。
(2)在一定温度和适当催化剂存在下，将1molCO、2molH2充入2L恒容密闭容器中，使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ•mol-1，测得开始时容器内总压为3×105Pa，2min末达平衡时，c(CH3OH)=0.2mol•L-1。
①0～2min内，平均反应速率v(H2)=_____mol•L-1•min-1，平衡时CH3OH的体积分数为_____%(计算结果保留2位小数，下同)。
②该温度下的分压平衡常数Kp=______Pa-2(分压=总压×物质的量分数)。
③该反应在______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(3)工业上可用氨水除去尾气中SO2，常温下，将SO2通入氨水中，当溶液显中性时，溶液中=_____(常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2，Ka2=1.2×10-8)。
(4)甲醇碱性燃料电池原理如图所示：
①Y电极为______极，X电极的电极反应式为______。
②用该燃料电池做电源，电解足量硫酸铜溶液(电极均为惰性电极)。当某极析出9.6g红色固体时，理论上消耗甲醇的质量为______g。
22．（2023·河北·统考一模）合成氨厂和硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物，脱硝是指将烟气中的氮氧化物转化为无毒无害物质的化学过程。回答下列问题：
(1)已知反应的活化能为，合成氨有关化学键的键能如下表：
化学键
H-H
N-H
键能/()
436
946
391
则的活化能为_______。
(2)在一定条件下，向某反应容器中投入5mol、15mol在不同温度(T)下发生反应：，平衡体系中的质量分数随平衡时气体总压强变化的曲线如图所示。
①T1、T2、T3中，温度最低的是_______。
②M点时，的转化率为_______。
③1939年捷姆金和佩热夫推出合成氨反应在接近平衡时净速率方程式为，k1、k2分别为正反应和逆反应的速率常数；、、代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数)；a为常数。工业上以铁触媒为催化剂，当a=0.5、温度为T2时，M点的_______(保留1位小数)。
(3)利用酸性复合吸收剂可同时对NO、进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时，和溶液的pH对脱硫、脱硝的影响如图所示：
①由图可知，脱硫、脱硝的最佳条件是_______(填标号)。
A．pH在5.0~5.5，B．pH在5.0~5.5，
C．pH在5.5~6.0，D．pH在5.5~6.0，
②根据图示的去除率随pH的增大而增大，而NO的去除率在pH>5.5时反而减小。pH>5.5时，NO去除率减小的可能原因是_______。
(4)直接电解吸收制备硝酸。用稀硝酸吸收生成，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸，电解装置如图所示。
①a接电源的_______极。电解过程中，石墨颗粒电极上的电极反应式为_______。
②右侧石墨电极上放出的气体为空气的主要成分之一，则右侧石墨电极上的电极反应式为_______。
参考答案：
1．A
【详解】A．由图可知，闭合时，右侧的物质转化为，则右侧电极反应为，故A正确；
B．由A分析知，闭合时，右侧电极反应为，左侧电极反应为，复合膜层间的解离成和，移动向两极的和的物质的量相等，两电极转移电子数相等，则右侧消耗的氢离子少但生成的甲酸使酸性增强，左侧消耗的氢氧根离子多，故复合膜两侧溶液的pH左侧降低，右侧降低，故B错误；
C．闭合时，该装置为电解池，左侧为阴极，右侧为阳极，从Zn电极流向复合膜，故C错误；
D．没有标明为标准状况，无法计算的体积，故D错误；
故选A。
2．B
【分析】根据装置图可知，放电时为原电池，氯气得电子生成氯离子，则b电极为正极，a电极为负极，充电时，为电解池，b为阳极，a为阴极，据此分析。
【详解】A．Cl2易溶于CCl4，但Na+不溶于CCl4，所以用CCl4溶解Cl2就无需离子交换膜，故A正确；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极，阳极可能有、等活泼金属放电，所以1molCl2放电时，转移2mol电子，阳极不一定溶解1mol即64gCu，故B错误；
C．充电时，b为阳极，Cl-向电极b迁移，并在b极生成Cl2，故C正确；
D．充电时，电极a为阴极，电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，故D正确；
答案为B。
3．C
【详解】A．该装置为原电池，N极上Zn转化为Zn(OH)失电子发生了氧化反应，为负极，A错误；
B．含有一对孤电子对，价层电子对数为4，VSEPR模型名称为正四面体、价层电子对数为3，VSEPR模型名称分别平面三角形，B错误；
C．生成的电极反应式为，C正确；
D．N的化合价由+5→+3→-3，由生成34g (2mol)时至少转移16mol电子，D错误；
故选C。
4．C
【详解】A．是强碱弱酸盐、是弱酸弱碱盐，相同温度下，测定同物质的量浓度的溶液、溶液的pH，不能根据两溶液的pH大小判断，故A错误；
B．在溶液中滴几滴NaCl溶液，生成氯化银沉淀，硝酸银有剩余，再滴加KI溶液，剩余的硝酸银和KI反应生成黄色沉淀碘化银，不能证明，故B错误；
C．相同浓度的HF溶液在20℃、30℃时的pH，前者pH较低，说明升高温度氢离子浓度降低，HF的电离平衡逆向移动，HF在水中电离的过程放热，故C正确；
D．金属M、N在稀硫酸中构成原电池，在N极表面产生气泡且电流表偏转，说明N是正极、M是负极，则金属M比N活泼，故D错误；
选C。
5．B
【分析】从图中可以看出，在玻碳电极，H2O得电子生成O2和H+，则玻碳电极为阳极，铂电极为阴极，CO2在阴极得电子产物与电解质反应生成C2H4等。左侧吸收塔和再生塔吸收水煤气，并实现碳酸钠的循环利用。
【详解】A．由分析可知，玻碳电极为阳极，则b为电源的正极，A正确；
B．铂电极为阴极，CO2发生电催化反应，得电子生成C2H4等，发生还原反应，反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，B错误；
C．再生塔中碳酸氢钾分解生成碳酸钾，并产生CO2，离子方程式为2H2O+CO2↑+，C正确；
D．由+H+可得，Ka2===5.0×10-11，c(H+)=1×10-10mol∙L-1，溶液的pH=10，D正确；
故选B。
6．B
【详解】A．是半导体材料，性质类似于晶体硅，可作为光电转化材料用于太阳能电池，故A不符合题意；
B．碲为主族元素，故B符合题意；
C．防治龋齿的有效成分是氟离子，在牙膏中添加的或均能防止龋齿，提供的氟离子浓度相等时，它们防治龋齿的作用相当，故C不符合题意；
D．冬天前用石灰浆喷洒树皮，使虫卵蛋白质在碱性环境下发生变性而死亡，故D不符合题意；
故选B。
7．C
【分析】充电时生成己二睛，放电时生成，则充电时，N极发生还原反应，为阴极；放电时，N极发生氧化反应，为负极；
【详解】A．当放电时，N极发生氧化反应，为负极，电势低于正极M极，A错误；
B．放电时，阴离子向负极运动，则双极膜中向N极移动，B错误；
C．充电时，N极为阴极，阴极发生还原反应生成己二腈，电极反应式为，C正确；
D．若充电时制得转移2mol电子，放电时反应为，根据电子守恒可知，需生成，才能使左室溶液恢复至初始状态，D错误；
故选C。
8．C
【分析】a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为，则a极为负极，发生氧化反应，则M为阴离子交换膜， 经过M膜的离子为和b极为正极，发生还原反应，N为阳离子交换膜，经过N膜的离子为和；
【详解】A．根据电极转化关系可知，a极为负极、b极为正极，因此工作时，a极发生氧化反应，电流从b极流向a极，A项正确；
B．阴离子向a极迁移，阳离子向b极迁移，因此N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜，B项正确；
C．若b极上消耗标准状况下，则外电路中通过，此时通过阳离子交换膜的电荷数为，经过N膜的离子为和，其所带电荷数不同，故此离子数目无法确定，C项错误；
D．呼吸细菌的作用为催化有机物分解，D项正确；
答案选C。
9．A
【详解】A．采用“牺牲阳极的阴极保护法”，用比铁活泼的金属锌块连接船体，锌作负极把船体保护起来，A项正确；
B．玛瑙的主要成分为二氧化硅，溶液易与玛瑙中的二氧化硅发生反应，从而腐蚀玛瑙，B项错误；
C．兵马俑为陶俑，主要成分为硅酸盐，能与稀盐酸发生反应，C项错误；
D．铜绿和铜均能被硝酸溶解，D项错误；
故选A。
10．D
【分析】工业生产一般采用电解熔融的方法制镁，则a为氯气，所得Mg通过“高温还原” 、发生反应制取金属钛，再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品。
【详解】A．由于的熔点高，电解制备金属能耗大，工业生产一般采用电解熔融的方法，A项正确；
B．还原时，发生反应的化学方程式为，B项正确；
C．真空蒸馏时，需要将金属、分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质和的沸点，C项正确；
D．工业生产中，阳极上发生反应为：，可用作其他联产过程的氧化剂，D项错误；
答案选D。
11．B
【分析】在石墨I电极上，，N元素化合价升高，失电子发生氧化反应，则石墨I作负极，电极反应式为；石墨II作正极，氧气得电子与结合生成，电极反应式为；据此分析解答。
【详解】A．根据分析，石墨Ⅰ为负极，发生氧化反应，A项错误；
B．根据分析，石墨Ⅱ是正极，正极氧气得电子与结合生成，电极反应式为，B项正确；
C．未指明气体所处状况，C项错误；
D．电子不能进入熔融，D项错误；
故选B。
12．D
【分析】根据电子流动方向可知，a为电解池的阴极，电离出的得到电子发生还原反应生成，电极反应为，c为阳离子交换膜，穿过阳离子交换膜进入阴极室，阴极区NaOH溶液浓度不断增大。
【详解】A．b为电解池的阳极，电离出的失去电子发生氧化反应生成，电极反应为，A错误；
B．d为阴离子交换膜，穿过阴离子交换膜进入阳极室，阳极区溶液浓度不断增大，B错误；
C．Cu(1)为原电池的正极，电极反应为，Cu(2)为原电池的负极，电极反应为，C错误；
D．浓差电池从开始工作到放电结束，正极区硫酸铜溶液浓度由降低到，负极区硫酸铜溶液浓度由上升到，即正极区被还原的的物质的量为，负极区被氧化的Cu的物质的量为，电路中转移4mol电子，电解池阴极区生成，即阴极区可得4molNaOH，其质量为160g，D正确；
故选D。
13．C
【分析】石墨电极M处，CO2在光合菌、光照条件下转化为O2，O2在M极放电生成H2O，发生还原反应，M为正极，正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，N极为负极，硫氧化菌将FeSx氧化为S，硫再放电生成，负极电极反应式为S-6e-+4H2O=+8H+，H+通过质子交换膜由右室移向左室；铂电极P为阴极，铂电极Q为阳极，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2IO+6H2O，阴极生成氢氧根离子，而阳极生成的IO比消耗的OH-少，溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极。
【详解】A．光照强度大小影响单位时间内生成氧气的量，即影响电流强度，会影响KIO3的制备速率，故A错误；
B．铂电极P为阴极，铂电极Q为阳极，阴极生成氢氧根离子，而阳极生成的IO比消耗的OH-少，溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极，故B错误；
C．N极为负极，硫氧化菌将FeSx氧化为S，硫再放电生成，负极电极反应式为S-6e-+4H2O=+8H+，故C正确；
D．不考虑损耗，电路中每消耗1molO2，转移电子为4mol，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2IO+6H2O，可知生成KIO3为4mol×=0.8mol，理论上Q极可制得KIO3的质量为0.8mol×214g/mol=171.2g，故D错误；
故选：C。
14．B
【详解】A．Na是+1价金属，钠作除水剂时，每消耗1 mol Na，转移1 mol电子，反应生成H2的物质的量是0.5 mol，因此反应产生H2分子数为0.5NA，A错误；
B．工业上合成NH3反应为：N2+3H22NH3，每反应22.4 L(标准状况下)N2，其物质的量是1 mol，反应产生2 mol NH3，产生N-H极性键物质的量是6 mol，则生成的极性共价键数目为6NA，B正确；
C．电解精炼铜时，阳极反应消耗的金属有Cu及活动性比Cu强的金属，而活动性比Cu弱的金属则形成阳极泥沉淀在阳极底部，故阳极质量每减少64 g，反应过程中转移电子的物质的量不一定是2 mol，则通过电路的电子数不一定就是2NA，C错误；
D．只有溶液浓度，缺少溶液体积，不能计算Al3+的数目，且Al(OH)3胶粒是许多Al(OH)3的集合体，也不能确定Al(OH)3胶粒的数目，D错误；
故合理选项是B。
15．(1)1:2
(2)Al(OH)3、CaSO4
(3)置换反应
(4) Co2+、Ni2+ Co2+、Ni2+半径与有机净化剂网格孔径大小匹配，可形成配位键，而Zn2+不能
(5)3Zn2++3+3H2O=ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O↓+2CO2↑
(6)Na2SO4+H2SO4Na2S2O8+H2↑
(7)
【分析】萃余液中含有Na2SO4、ZnSO4、H2SO4，还含有Mn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Fe2+、Al3+等，加入Na2S2O8，将Mn2+、Fe2+氧化为MnO2和Fe3+，加入CaCO3调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀、同时还生成了CaSO4沉淀；过滤后，往滤液中加入Zn，将Cd2+还原为Cd；过滤后，往滤液中加入有机净化剂，将钴镍等离子转化为沉淀；过滤后，往滤液中加入Na2CO3，将Zn2+转化为ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O沉淀；过滤后，将沉淀煅烧，从而得到氧化锌，据此分析解题。
【详解】（1）“氧化”时，Fe2+被Na2S2O8氧化，发生反应为2Fe2++=2Fe3++2，为氧化剂，Fe2+为还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。答案为：1:2；
（2）由分析可知，“调pH”时，所得“滤渣1”中除含有MnO2和Fe(OH)3外，还有Al(OH)3、CaSO4。答案为：Al(OH)3、CaSO4；
（3）由分析可知，“除镉”时，发生反应为Zn+Cd2+=Zn2++Cd，反应类型为置换反应。答案为：置换反应；
（4）由题干流程图可知，除镍和钴步骤中，Co2+和Ni2+能形成配合物时，中心原子提供能接受孤电子对的空轨道，配位原子提供孤电子对，则反应时，接受电子对的一方是Co2+、Ni2+；Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能，可能的原因为：Co2+、Ni2+半径与有机净化剂网格孔径大小匹配，可形成配位键，而Zn2+不能。答案为：Co2+、Ni2+；Co2+、Ni2+半径与有机净化剂网格孔径大小匹配，可形成配位键，而Zn2+不能；
（5）“沉锌”时有气体生成，则此气体为CO2，生成碱式碳酸锌的离子方程式为3Zn2++3+3H2O=ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O↓+2CO2↑。答案为：3Zn2++3+3H2O=ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O↓+2CO2↑；
（6）“沉锌”时，所得滤液经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8，从而实现原料的循环利用，该电解过程中，Na2SO4在阳极失电子生成Na2S2O8，H2SO4在阴极得电子生成H2，总反应的化学方程式为Na2SO4+H2SO4Na2S2O8+H2↑。答案为：Na2SO4+H2SO4Na2S2O8+H2↑；
（7）图中所示晶胞中，含O原子个数为=2，含Zn原子个数为=2，已知阿伏加德罗常数的值为NA，则该氧化锌晶体的密度为= g∙cm-3。答案为：。
16．(1) 粉碎，增大接触面积；充分搅拌；适当增大硫酸的浓度；适当提高酸浸的温度等 SiO2和CaSO4
(2) 2Co3++SO+H2O=2Co2++SO+2H+ 2Fe3++SO+H2O=2Fe2++SO+2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
(3)使Fe3+、Al3+与HCO发生双水解，除去Fe3+、Al3+
(4)0.0102
(5)4Co3O4+O26Co2O3
(6) a C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+
【分析】含钴废料(主要成分为，还含少量等杂质)，硫酸浸取时，CaO和硫酸反应得到，不会和硫酸反应，因此滤渣1为，；滤液1为;加入，具有还原性，能还原具有氧化性离子还原为，溶液a中含有，加入双氧水将氧化为，溶液b中含有，加使与发生双水解，除去，即沉淀A为氢氧化铁，氢氧化铝，溶液c中含有向滤液c中加NaF溶液，得到沉淀，沉淀B为，溶液d中含有加入草酸铵得到，溶液e为硫酸铵溶液；
【详解】（1）①在“硫酸浸取”时，粉碎，增大接触面积；充分搅拌；适当增大硫酸的浓度；适当提高酸浸的温度，能提高“酸浸”速率；
②根据分析可知滤渣1的成分是，；
（2）①加入可以氧化，则发生反应的离子方程式为，；
②加入双氧水将氧化为，反应的离子方程式为；
（3）根据分析可知操作1中加入的作用是使与
发生双水解，除去；
（4）根据的,当恰好完全沉淀时，，根据的,；
（5），因此取的是0.1mol的，A点失重3.6g，应该是失去所有的结晶水，所以成分是，B点是氧化物，Co是5.9g，氧原子是8.03g-5.9g=2.13g，应为，同理C点是Co5.9g,氧原子8.3g-5.9g=2.4g，应为，所以应是在空气中受热被氧化为，所以B点到C点的化学方程式为；
（6）①燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，即a为负极，b为正极；
②A电极上乙醇失电子被氧化，工作过程中有质子移动，电解质为酸性，所以乙醇被氧化生成二氧化碳，根据电子守恒，元素守恒可以得到电极反应为。
17．(1)
(2)过滤和洗涤速度快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥
(3)
(4) 当最后半滴标准溶液滴入时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色 酸
(5) 偏低
【分析】芒硝加入炭粉高温还原产生CO，得到的固体物加入95%酒精溶解回流，趁热过滤除去滤渣，冷却结晶，再抽滤除去滤液1，用冷水洗涤去掉滤液2，干燥得到；
【详解】（1）“高温还原”过程中芒硝与炭粉在高温条件下反应生成硫化钠、CO和水，主要化学方程式为：；
（2）抽滤的优点是：过滤和洗涤速度快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥；
（3）①实验完毕后，取出少量右侧烧杯中溶液于试管中，滴加足量盐酸和溶液，产生白色沉淀，证明产生不溶于酸的白色沉淀硫酸钡，则上述实验可证明被氧化的产物为；
②石墨电极上失电子产生，为原电池负极，则Pt电极为正极，正极上得电子产生Mn2+，故正极的电极反应式为：；
（4）过量溶液遇淀粉变蓝，利用标准溶液滴定至终点，蓝色褪去，则滴定终点的现象是当最后半滴标准溶液滴入时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色；溶液具有氧化性，应选择酸式滴定管量取溶液；
（5）根据滴定反应：，，可知，与Na2S反应的的物质的量为，该产品含的质量分数为；其他操作都正确，滴定前俯视读数、终点时仰视读数，则标准液读数偏大，与Na2S反应的的量偏少，测定结果偏低。
18．(1) 粉碎铁锂云母、搅拌
(2) c
(3)
(4) 正 阳 浓缩溶液
(5)蒸发皿
【分析】铁锂云母(主要成分为、、、、等)加浓盐酸溶解，二氧化硅不与盐酸反应故不溶，溶液中含钾离子、锂离子、亚铁离子、铝离子等，加物质A把亚铁离子氧化为铁离子，加Na4[Fe(CN)6]沉铁，过滤所得沉淀加氢氧化钠后转变为FeO(OH)和Na4[Fe(CN)6]，转化后过滤所得滤液Na4[Fe(CN)6]进行循环利用，沉铁后的滤液加氢氧化钠、氟化钠沉铝，所得滤液通过电渗析浓缩氯化锂溶液、蒸发后加碳酸钠沉锂，得。
【详解】（1）36.5％盐酸的密度为，则该溶液中。溶解时，为了提高溶解速率，可采取的措施为粉碎铁锂云母和搅拌。
（2）从工业生产实际分析，考虑环保和经济成本两个角度，氧化时加入物质A的最佳选择为空气，该步骤的离子方程式为。
（3）“沉铁”时生成沉淀，加氢氧化钠后转变为FeO(OH)和Na4[Fe(CN)6]，则“转化”时发生反应的离子方程式。
（4）根据电渗析示意图，M电极上生成可知，M极为阳极，接外接电源的正极；且氯离子不能到阳极上放电，则x膜为阳离子交换膜，阴极上产生氢气，相当于电解水，据此可推测电渗析的目的为浓缩溶液。
（5）实验室进行蒸发操作时，用到的主要仪器为蒸发皿、玻璃棒和酒精灯。
19．(1) 91.9（或+91.9） 高温
(2) 20% 2.75 移动
(3) 高于 2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2
【详解】（1）反应Ⅲ-反应Ⅰ可得反应Ⅱ，根据盖斯定律，==；反应Ⅲ的，，在高温下，即在高温下反应可自发进行，故答案为：91.9（或+91.9）；高温；
（2）设转化的水蒸气的物质的量为x，列出有关反应的三段式：
依据水蒸气体积分数为，则有：=，解得x=0.6；
①该反应中水蒸气的转化率为100%=20%；
②设反应Ⅰ达到平衡时总压为P，则CO、H2O、CO2、H2的分压分别为：p(CO)=P、p(H2O)=P、p(CO2)=P、p(H2)=P，则压强平衡常数==2.75；
③反应Ⅱ是气体体积增大的吸热反应，若对体系增大压强，反应Ⅱ平衡会向逆反应方向移动，则使体系温度发生改变，导致反应Ⅰ平衡发生移动，故答案为：移动。
（3）①由图可知，电极1发生CO2转化为CH3OH的反应，CO2被还原，电极2发生H2O转化为O2的反应，H2O被氧化，则电极1为正极，电极2为负极，正极电势高于负极电势，则电极1的电势高于电极2的电势，故答案为：高于；
②负极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，将两反应式相加得总反应方程式为2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2，故答案为：2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2。
20．(1)
(2)A
(3)分子筛膜能不断分离出，有利于反应正向进行
(4) ，，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。之后，反应Ⅰ起主导作用，的平衡转化率增大 增大压强
【详解】（1）步骤Ⅱ的反应热生成物的总能量—反应物的总能量。
（2）若根据图示，，反应能自发进行，则，，温度低于时反应能自发进行，选A。
（3）分子筛膜能不断分离出，有利于反应正向进行，提高了甲醇的产率，所以温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜。
（4）①合成甲醇的反应，增大压强，平衡正向移动，所以温度相同时，压强越大，的平衡转化率越大，所以。
②，，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。之后，反应Ⅰ起主导作用，的平衡转化率增大，所以压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大；
③增大压强，反应Ⅱ正向移动，的产率增大，CO的浓度降低，由于CO的浓度降低反应Ⅰ正向移动，的平衡转化率增大，同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是增大压强。
④据图示可知，在催化电极上得电子还原成，电极反应式为。石墨电极反应为，通过膜向石墨电极移动，双极膜内每消耗水，向石墨电极迁移并放电，同时通过膜向催化电极迁移，可见消耗同时生成，标准状况下的体积为。
21．(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-907.0kJ•mol-1
(2) 0.2 18.18 4.63×10-11 低温
(3)0.12
(4) 正 CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O 1.6
【详解】（1）根据盖斯定律，利用可得热化学方程式4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-907.0kJ•mol-1，故答案为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-907.0kJ•mol-1。
（2）将1molCO、2molH2充入2L恒容密闭容器中，使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ•mol-1，三段式有；
①；平衡时，的体积分数为；故答案为0.2；18.18；
②，；故答案为4.63×10-11；
③该反应为放热、熵减的反应，根据分析可知，该反应在低温下能自发进行；故答案为低温。
（3）根据的二级电离平衡常数表达式可知，；故答案为0.12。
（4）①根据原电池工作原理，结合阴离子移动方向可知X电极为负极，Y电极为正极，X电极的电极反应式为；故答案为正；CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O。
②根据电子得失守恒可得关系式：，由此可得，；故答案为1.6。
22．(1)600
(2) T1 60% 24.5
(3) D pH>5.5以后，随着溶液的pH增大，和将NO氧化为硝酸的能力减弱
(4) 正
【详解】（1）已知反应的活化能为，则反应的活化能为。反应的反应物键能-生成物键能，因为正反活化能应活化能-逆反应活化能，故逆反应活化能=正反应活化能-，即的活化能为。
（2）①由第(1)小题可知，合成氨反应为放热反应，降低温度，平衡向合成氨的方向移动，平衡体系中的质量分数增大，故、、中，温度最低的是。
②5mol和15mol的总质量，设M点时的物质的量为，则平衡体系中的质量分数，解得：。则M点时，消耗9mol和3mol，的转化率。
③温度为时，M点平衡时混合气体的总压强为20MPa，M点混合气体中，为2mol，为6mol，为6mol，混合气体的总物质的量为14mol。达到平衡时，，当时，。
（3）①由图可知，脱硫、脱硝的最佳条件是：pH在5.5~6.0，，D正确。
②pH>5.5时，NO去除率减小的可能原因是：pH>5.5以后，随着溶液的pH增大，和的氧化性减弱(或NO的还原性减弱)，和将NO氧化为硝酸的能力减弱。
（4）①电解过程中，在石墨颗粒电极上失去电子转化为，故石墨颗粒电极为阳极，a接电源的正极。电解过程中，石墨颗粒电极上的电极反应式为。
②右侧石墨电极上的电极反应式为。
河北省2023年高考化学模拟题汇编-13化学能与电能
一、单选题
1．（2023·河北唐山·统考一模）水系可逆电池在工作时，复合膜(由a、b膜复合而成，a膜只允许通过，b膜只允许通过)层间的解离成和，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。当闭合时，电池工作原理如图所示，下列说法正确的是
A．闭合时，右侧电极反应为
B．闭合时，电池工作一段时间，复合膜两侧溶液的pH左侧升高右侧降低
C．闭合时，从复合膜流向Zn电极
D．闭合时，每生成65gZn，同时一定生成气体11.2L
2．（2023·河北·统考模拟预测）科学家研制了一种全氯无膜液流电池的装置如图所示，该电池因无膜而具有很高的电压效率。下列说法错误的是
A．该电池因选用溶解而无需离子交换膜
B．用该电池电解精炼铜，放电时，阳极溶解64g铜Cu
C．充电时，向电极b迁移，并在b极生成
D．充电时，电极a的反应为
3．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测）近日，某团队分步进行8电子转移的电化学硝酸盐还原反应实现高效合成氨，装置如图所示。原理是：按照电子路径进行还原(先将硝酸盐还原成亚硝酸盐，再将亚硝酸盐还原成氨)，可大幅度地降低8电子还原过程的能垒，提高其反应活性。
下列叙述正确的是
A．N极为负极，发生了还原反应
B．、的VSEPR模型名称分别为三角锥形、直线形
C．生成的电极反应式为
D．由生成34g 时至少转移12mol电子
4．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测）下列实验操作现象能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
相同温度下，测定同物质的量浓度的溶液、溶液的pH，前者较高
B
在溶液中滴几滴NaCl溶液，再滴加KI溶液，先生成白色沉淀，后产生黄色沉淀
C
测定相同浓度的HF溶液在20℃、30℃时的pH，前者pH较低
HF在水中电离的过程放热
D
金属M、N在稀硫酸中构成原电池，在N极表面产生气泡且电流表偏转
金属N比M活泼
A．A B．B C．C D．D
5．（2023·河北·统考模拟预测）一种脱除和利用水煤气中CO2方法的如图，下列说法中错误的是
A．b为电源的正极
B．利用电化学原理，将CO2电催化为C2H4的反应式为2CO2-12e-+12H+=C2H4+4H2O
C．再生塔中产生CO2的离子方程式为2H2O+CO2↑+
D．某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c():c()=1:2，则该溶液的pH=10(该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10-7；Ka2=5.0×10-11)
6．（2023·河北·统考模拟预测）化学与科技、生产生活等各方面息息相关，下列说法错误的是
A．Ge的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
B．2022冬奥部分场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，其中碲和镉均属于过渡元素
C．牙膏中添加的SrF2、NaF提供的氟离子浓度相等时，它们防治龋齿的作用相当
D．冬天前用石灰浆喷洒树皮可以杀死虫卵
7．（2023·河北石家庄·统考一模）电化学合成具有反应条件温和、反应试剂纯净和生产效率高等优点，利用下图所示装置可合成己二腈。充电时生成己二睛，放电时生成，其中a、b是互为反置的双极膜，双极膜中的会解离出和向两极移动。下列说法正确的是
A．N极的电势高于M极的电势
B．放电时，双极膜中向M极移动
C．充电时，阴极的电极反应式为
D．若充电时制得，则放电时需生成，才能使左室溶液恢复至初始状态
8．（2023·河北邢台·统考模拟预测）微生物脱盐池的a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为，其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A．工作时，a极发生氧化反应，电流从b极流向a极
B．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，脱盐室最终可得到淡盐水
C．若b极上消耗标准状况下气体，通过N膜的离子的物质的量为
D．呼吸细菌的作用为催化有机物分解
9．（2023·河北衡水·校联考模拟预测）下列对文物修复和保护方法正确的是
A
B
C
D
在铁质沉船的船体连接锌块
用热NaOH溶液清洗玛瑙表面的油污
用稀盐酸清洗陶兵马俑表面污泥
用硝酸清洗生锈的铜钱
A．A B．B C．C D．D
10．（2023·河北邢台·统考模拟预测）钛(熔点为1668℃)广泛应用于生活和科技等各领域，用镁还原制取金属钛是钛生产的重要方法，其简化工艺流程如下，下列说法错误的是
A．工业上，一般选择电解熔融制备金属
B．“高温还原”时，发生反应的化学方程式为
C．“真空蒸馏”的目的是为了降低单质和的沸点，使其气化分离出去
D．“电解”时，阴极上生成单质a，可用作其他联产过程的氧化剂
11．（2023·河北衡水·校联考模拟预测）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成可循环使用的氧化物N2O5，下列说法正确的是
A．石墨I为负极，发生还原反应
B．石墨II电极反应式为O2+2N2O5+4e-=4NO
C．若电路中有1mol电子转移，则理论上石墨II处需消耗5.6LO2
D．电子流向：石墨I→熔融KNO3→石墨II→负载→石墨I
12．（2023·河北·统考一模）利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可制得、、和NaOH，反应原理如图所示。下列说法正确的是
A．b电极的电极反应为
B．c、d分别为阴离子交换膜和阳离子交换膜
C．浓差电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为
D．浓差电池从开始工作到放电结束，电解池理论上可制得160gNaOH
13．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考一模）研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示，下列说法正确的是
A．光照强度大小不影响KIO3的制备速率
B．右侧电池中K+通过阳离子交换膜从P极移向Q极
C．电极N处发生电极反应：S-6e-+4H2O=+8H+
D．不考虑损耗，电路中每消耗1 molO2，理论上Q极可制得342.4 g KIO3
14．（2023·河北衡水·河北衡水中学校考一模）用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．钠作除水剂时，每消耗1 mol Na，生成H2的分子数为NA
B．工业合成氨时，每反应22.4 L(标准状况下)N2，生成的极性共价键数目为6NA
C．电解精炼铜时，阳极质量每减少64 g，通过电路的电子数为2NA
D．明矾净水时，0.1 mol/LAl3+形成的Al(OH)3胶粒的数目为0.1NA
二、工业流程题
15．（2023·河北石家庄·统考一模）湿法炼锌综合回收系统产出的萃余液中含有Na2SO4、ZnSO4、H2SO4，还含有Mn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Fe2+、Al3+等，一种将萃余液中有价离子分步分离、富集回收的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“氧化”时，Mn2+、Fe2+均发生反应。后者发生反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(2)“调pH”时，所得“滤渣1”中除含有MnO2和Fe(OH)3外，还有___________。
(3)“除镉”时，发生反应的类型为___________。
(4)“除钴镍”时，有机净化剂的基本组分为大分子立体网格结构的聚合物。其净化原理可表示为：
反应时，接受电子对的一方是___________；Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能，推测可能的原因为___________。
(5)“沉锌”时有气体生成，则生成碱式碳酸锌的离子方程式为___________。
(6)“沉锌”时，所得滤液经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8，从而实现原料的循环利用，该电解过程中总反应的化学方程式为___________。
(7)氧化锌有多种晶体结构，其中一种晶胞结构及晶胞参数如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA，则该氧化锌晶体的密度为___________ g∙cm-3 (列出计算式即可)。
16．（2023·河北·统考模拟预测）金属钴(Co)是一种重要的战略金属，有着较为广泛的用途。如图是利用含钴废料(主要成分为Co2O3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)制备草酸钴的工艺流程。回答下面问题：
(1)在“硫酸浸取”时，能提高“酸浸”速率的方法有_____(任写一种)。滤渣1的成分是_____(写化学式)。
(2)写出反应①的离子方程式：_____、_____。写出反应②的离子方程式：_____。
(3)操作1中加入NaHCO3的作用是_____。
(4)已知：Ksp(CaF2)=5.3×10-9，Ksp(MgF2)=5.2×10-12，若向溶液c中加入NaF溶液，当Mg2+恰好沉淀完全，即溶液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol•L-1，此时溶液中c(Ca2+)最大等于_____mol•L-1。
(5)若沉钴中得到二水合草酸钴CoC2O4·2H2O(M=183g/mol)热分解质量变化过程如图所示。其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物，请写出从反应B点到C点的化学方程式_____。
(6)用乙醇燃料电池作电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴，其装置如图甲、乙。
①图乙中Co电极应连接乙醇燃料电池的_____极(填“a”或“b”)。
②图甲中a极上发生的电极反应是______。
17．（2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测）臭碱的主要成分是，在生产、生活中有广泛应用。某小组在实验室制备、提纯硫化钠并探究其性质，测定硫化钠产品的纯度。
实验(一)制备并提纯硫化钠。
(1)写出“高温还原”过程中的主要化学方程式：_______。
(2)“抽滤”装置如图所示，抽滤的主要优点是_______。
实验(二)探究硫化钠的性质。
(3)为了探究的还原性，按如图装置进行实验。
接通K，发现电流表指针发生偏转，左侧烧杯中溶液颜色逐渐变浅。实验完毕后，取出少量右侧烧杯中溶液于试管中，滴加足量盐酸和溶液，产生白色沉淀。
①上述实验可证明被氧化的产物为_______(填离子符号)。
②写出正极的电极反应式：_______。
实验(三)测定产品纯度。
称取w g产品溶于水，配制成250mL溶液，准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入mL 溶液(过量)，过滤，滴几滴淀粉溶液，用 标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液mL。
(4)滴定终点的现象是_______。选择_______(填“酸”或“碱”)式滴定管量取溶液。
(5)滴定反应：，。该产品含的质量分数为_______(用含x、、、、、w的代数式表示)。其他操作都正确，滴定前俯视读数、终点时仰视读数，测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
18．（2023·河北邢台·统考模拟预测）电池级广泛应用于高能锂电池制造领域。一种以铁锂云母(主要成分为、、、、等)为原料制备的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)已知36.5％盐酸的密度为，则该溶液中__________；“溶解”时；为了提高溶解速率，可采取的措施为__________(写两点)。
(2)从工业生产实际分析，氧化时加入物质A的最佳选择为______(填选项字母)，该步骤的离子方程式为__________。
a． b． c．空气 d．
(3)“沉铁”时生成，则“转化”时发生反应的离子方程式为__________。
(4)“电渗析”的装置如下图所示，则M电极与外接电源的__________极相连；x、y为离子交换膜，则x为______离子交换膜(填“阴”或“阳”)；结合流程分析电渗析的目的为__________。
(5)实验室进行蒸发操作时，用到的主要仪器为__________、玻璃棒和酒精灯。
三、原理综合题
19．（2023·河北唐山·统考一模）甲醇水蒸气重整制氢已经成为工业上制取氢气的重要工艺，甲醇水蒸气重整过程中可能出现以下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
(1)_______，反应Ⅲ可在_______(填“高温”或“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(2)一定温度下，将1mol甲醇与3mol水蒸气投入密闭容器中发生反应，一段时间后达到平衡，测得甲醇的转化率为80%，水蒸气体积分数为，则
①该反应中水蒸气的转化率为_______。
②反应Ⅰ的压强平衡常数_______。
③若对体系增大压强，反应Ⅰ平衡_______(填“移动”或“不移动”)。
(3)某科研团队对光催化还原转化为甲醇进行研究(原理如图)，取得了一定进展。
①电极1的电势_______(填“高于”或“低于”)电极2的电势。
②该光催化过程的总反应方程式为_______。
20．（2023·河北·统考模拟预测）甲醇是一种基本的有机化工原料，用途十分广泛。应用催化加氢规模化生产甲醇是综合利用，实现“碳达峰”的有效措施之一。我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应，需通过以下两步实现：
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。
_______。
(2)若，下列温度下反应能自发进行的是_______(填序号)。
A． B．10℃ C． D．
(3)恒压下，分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)的两个同体积容器中通入和，甲醇的产率随温度的变化如图所示。温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜的原因为_______。
(4)按照投料，在恒容密闭容器中进行反应，的平衡转化率随温度和压强变化如图所示。
①压强、、由大到小的顺序是_______。
②压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是_______；
③同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是_______。
④一种应用双极膜(由阳离子和阴离子交换膜构成)通过电化学还原制备甲醇的电解原理如图所示。催化电极的电极反应式为_______，双极膜内每消耗水，理论上石墨电极产生标准状况下_______。
21．（2023·河北衡水·校联考模拟预测）回答下列问题：
(1)已知：①4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H1=-1812.0kJ•mol-1，②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1269.0kJ•mol-1，则NH3(g)与O2(g)反应生成NO(g)和H2O(g)的热化学方程式为______。
(2)在一定温度和适当催化剂存在下，将1molCO、2molH2充入2L恒容密闭容器中，使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ•mol-1，测得开始时容器内总压为3×105Pa，2min末达平衡时，c(CH3OH)=0.2mol•L-1。
①0～2min内，平均反应速率v(H2)=_____mol•L-1•min-1，平衡时CH3OH的体积分数为_____%(计算结果保留2位小数，下同)。
②该温度下的分压平衡常数Kp=______Pa-2(分压=总压×物质的量分数)。
③该反应在______(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(3)工业上可用氨水除去尾气中SO2，常温下，将SO2通入氨水中，当溶液显中性时，溶液中=_____(常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2，Ka2=1.2×10-8)。
(4)甲醇碱性燃料电池原理如图所示：
①Y电极为______极，X电极的电极反应式为______。
②用该燃料电池做电源，电解足量硫酸铜溶液(电极均为惰性电极)。当某极析出9.6g红色固体时，理论上消耗甲醇的质量为______g。
22．（2023·河北·统考一模）合成氨厂和硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物，脱硝是指将烟气中的氮氧化物转化为无毒无害物质的化学过程。回答下列问题：
(1)已知反应的活化能为，合成氨有关化学键的键能如下表：
化学键
H-H
N-H
键能/()
436
946
391
则的活化能为_______。
(2)在一定条件下，向某反应容器中投入5mol、15mol在不同温度(T)下发生反应：，平衡体系中的质量分数随平衡时气体总压强变化的曲线如图所示。
①T1、T2、T3中，温度最低的是_______。
②M点时，的转化率为_______。
③1939年捷姆金和佩热夫推出合成氨反应在接近平衡时净速率方程式为，k1、k2分别为正反应和逆反应的速率常数；、、代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数)；a为常数。工业上以铁触媒为催化剂，当a=0.5、温度为T2时，M点的_______(保留1位小数)。
(3)利用酸性复合吸收剂可同时对NO、进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时，和溶液的pH对脱硫、脱硝的影响如图所示：
①由图可知，脱硫、脱硝的最佳条件是_______(填标号)。
A．pH在5.0~5.5，B．pH在5.0~5.5，
C．pH在5.5~6.0，D．pH在5.5~6.0，
②根据图示的去除率随pH的增大而增大，而NO的去除率在pH>5.5时反而减小。pH>5.5时，NO去除率减小的可能原因是_______。
(4)直接电解吸收制备硝酸。用稀硝酸吸收生成，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸，电解装置如图所示。
①a接电源的_______极。电解过程中，石墨颗粒电极上的电极反应式为_______。
②右侧石墨电极上放出的气体为空气的主要成分之一，则右侧石墨电极上的电极反应式为_______。
参考答案：
1．A
【详解】A．由图可知，闭合时，右侧的物质转化为，则右侧电极反应为，故A正确；
B．由A分析知，闭合时，右侧电极反应为，左侧电极反应为，复合膜层间的解离成和，移动向两极的和的物质的量相等，两电极转移电子数相等，则右侧消耗的氢离子少但生成的甲酸使酸性增强，左侧消耗的氢氧根离子多，故复合膜两侧溶液的pH左侧降低，右侧降低，故B错误；
C．闭合时，该装置为电解池，左侧为阴极，右侧为阳极，从Zn电极流向复合膜，故C错误；
D．没有标明为标准状况，无法计算的体积，故D错误；
故选A。
2．B
【分析】根据装置图可知，放电时为原电池，氯气得电子生成氯离子，则b电极为正极，a电极为负极，充电时，为电解池，b为阳极，a为阴极，据此分析。
【详解】A．Cl2易溶于CCl4，但Na+不溶于CCl4，所以用CCl4溶解Cl2就无需离子交换膜，故A正确；
B．电解精炼铜时，粗铜作阳极，阳极可能有、等活泼金属放电，所以1molCl2放电时，转移2mol电子，阳极不一定溶解1mol即64gCu，故B错误；
C．充电时，b为阳极，Cl-向电极b迁移，并在b极生成Cl2，故C正确；
D．充电时，电极a为阴极，电极反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-=Na3Ti2(PO4)3，故D正确；
答案为B。
3．C
【详解】A．该装置为原电池，N极上Zn转化为Zn(OH)失电子发生了氧化反应，为负极，A错误；
B．含有一对孤电子对，价层电子对数为4，VSEPR模型名称为正四面体、价层电子对数为3，VSEPR模型名称分别平面三角形，B错误；
C．生成的电极反应式为，C正确；
D．N的化合价由+5→+3→-3，由生成34g (2mol)时至少转移16mol电子，D错误；
故选C。
4．C
【详解】A．是强碱弱酸盐、是弱酸弱碱盐，相同温度下，测定同物质的量浓度的溶液、溶液的pH，不能根据两溶液的pH大小判断，故A错误；
B．在溶液中滴几滴NaCl溶液，生成氯化银沉淀，硝酸银有剩余，再滴加KI溶液，剩余的硝酸银和KI反应生成黄色沉淀碘化银，不能证明，故B错误；
C．相同浓度的HF溶液在20℃、30℃时的pH，前者pH较低，说明升高温度氢离子浓度降低，HF的电离平衡逆向移动，HF在水中电离的过程放热，故C正确；
D．金属M、N在稀硫酸中构成原电池，在N极表面产生气泡且电流表偏转，说明N是正极、M是负极，则金属M比N活泼，故D错误；
选C。
5．B
【分析】从图中可以看出，在玻碳电极，H2O得电子生成O2和H+，则玻碳电极为阳极，铂电极为阴极，CO2在阴极得电子产物与电解质反应生成C2H4等。左侧吸收塔和再生塔吸收水煤气，并实现碳酸钠的循环利用。
【详解】A．由分析可知，玻碳电极为阳极，则b为电源的正极，A正确；
B．铂电极为阴极，CO2发生电催化反应，得电子生成C2H4等，发生还原反应，反应式为2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O，B错误；
C．再生塔中碳酸氢钾分解生成碳酸钾，并产生CO2，离子方程式为2H2O+CO2↑+，C正确；
D．由+H+可得，Ka2===5.0×10-11，c(H+)=1×10-10mol∙L-1，溶液的pH=10，D正确；
故选B。
6．B
【详解】A．是半导体材料，性质类似于晶体硅，可作为光电转化材料用于太阳能电池，故A不符合题意；
B．碲为主族元素，故B符合题意；
C．防治龋齿的有效成分是氟离子，在牙膏中添加的或均能防止龋齿，提供的氟离子浓度相等时，它们防治龋齿的作用相当，故C不符合题意；
D．冬天前用石灰浆喷洒树皮，使虫卵蛋白质在碱性环境下发生变性而死亡，故D不符合题意；
故选B。
7．C
【分析】充电时生成己二睛，放电时生成，则充电时，N极发生还原反应，为阴极；放电时，N极发生氧化反应，为负极；
【详解】A．当放电时，N极发生氧化反应，为负极，电势低于正极M极，A错误；
B．放电时，阴离子向负极运动，则双极膜中向N极移动，B错误；
C．充电时，N极为阴极，阴极发生还原反应生成己二腈，电极反应式为，C正确；
D．若充电时制得转移2mol电子，放电时反应为，根据电子守恒可知，需生成，才能使左室溶液恢复至初始状态，D错误；
故选C。
8．C
【分析】a极上加入了呼吸细菌，工作时可将工业废水中的有机污染物转化为，则a极为负极，发生氧化反应，则M为阴离子交换膜， 经过M膜的离子为和b极为正极，发生还原反应，N为阳离子交换膜，经过N膜的离子为和；
【详解】A．根据电极转化关系可知，a极为负极、b极为正极，因此工作时，a极发生氧化反应，电流从b极流向a极，A项正确；
B．阴离子向a极迁移，阳离子向b极迁移，因此N为阳离子交换膜，M为阴离子交换膜，B项正确；
C．若b极上消耗标准状况下，则外电路中通过，此时通过阳离子交换膜的电荷数为，经过N膜的离子为和，其所带电荷数不同，故此离子数目无法确定，C项错误；
D．呼吸细菌的作用为催化有机物分解，D项正确；
答案选C。
9．A
【详解】A．采用“牺牲阳极的阴极保护法”，用比铁活泼的金属锌块连接船体，锌作负极把船体保护起来，A项正确；
B．玛瑙的主要成分为二氧化硅，溶液易与玛瑙中的二氧化硅发生反应，从而腐蚀玛瑙，B项错误；
C．兵马俑为陶俑，主要成分为硅酸盐，能与稀盐酸发生反应，C项错误；
D．铜绿和铜均能被硝酸溶解，D项错误；
故选A。
10．D
【分析】工业生产一般采用电解熔融的方法制镁，则a为氯气，所得Mg通过“高温还原” 、发生反应制取金属钛，再经过真空蒸馏提纯钛等步骤得到钛产品。
【详解】A．由于的熔点高，电解制备金属能耗大，工业生产一般采用电解熔融的方法，A项正确；
B．还原时，发生反应的化学方程式为，B项正确；
C．真空蒸馏时，需要将金属、分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是为了降低单质和的沸点，C项正确；
D．工业生产中，阳极上发生反应为：，可用作其他联产过程的氧化剂，D项错误；
答案选D。
11．B
【分析】在石墨I电极上，，N元素化合价升高，失电子发生氧化反应，则石墨I作负极，电极反应式为；石墨II作正极，氧气得电子与结合生成，电极反应式为；据此分析解答。
【详解】A．根据分析，石墨Ⅰ为负极，发生氧化反应，A项错误；
B．根据分析，石墨Ⅱ是正极，正极氧气得电子与结合生成，电极反应式为，B项正确；
C．未指明气体所处状况，C项错误；
D．电子不能进入熔融，D项错误；
故选B。
12．D
【分析】根据电子流动方向可知，a为电解池的阴极，电离出的得到电子发生还原反应生成，电极反应为，c为阳离子交换膜，穿过阳离子交换膜进入阴极室，阴极区NaOH溶液浓度不断增大。
【详解】A．b为电解池的阳极，电离出的失去电子发生氧化反应生成，电极反应为，A错误；
B．d为阴离子交换膜，穿过阴离子交换膜进入阳极室，阳极区溶液浓度不断增大，B错误；
C．Cu(1)为原电池的正极，电极反应为，Cu(2)为原电池的负极，电极反应为，C错误；
D．浓差电池从开始工作到放电结束，正极区硫酸铜溶液浓度由降低到，负极区硫酸铜溶液浓度由上升到，即正极区被还原的的物质的量为，负极区被氧化的Cu的物质的量为，电路中转移4mol电子，电解池阴极区生成，即阴极区可得4molNaOH，其质量为160g，D正确；
故选D。
13．C
【分析】石墨电极M处，CO2在光合菌、光照条件下转化为O2，O2在M极放电生成H2O，发生还原反应，M为正极，正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，N极为负极，硫氧化菌将FeSx氧化为S，硫再放电生成，负极电极反应式为S-6e-+4H2O=+8H+，H+通过质子交换膜由右室移向左室；铂电极P为阴极，铂电极Q为阳极，阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2IO+6H2O，阴极生成氢氧根离子，而阳极生成的IO比消耗的OH-少，溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极。
【详解】A．光照强度大小影响单位时间内生成氧气的量，即影响电流强度，会影响KIO3的制备速率，故A错误；
B．铂电极P为阴极，铂电极Q为阳极，阴极生成氢氧根离子，而阳极生成的IO比消耗的OH-少，溶液中K+通过阳离子交换膜从Q极移向P极，故B错误；
C．N极为负极，硫氧化菌将FeSx氧化为S，硫再放电生成，负极电极反应式为S-6e-+4H2O=+8H+，故C正确；
D．不考虑损耗，电路中每消耗1molO2，转移电子为4mol，阳极反应式为I2+12OH--10e-=2IO+6H2O，可知生成KIO3为4mol×=0.8mol，理论上Q极可制得KIO3的质量为0.8mol×214g/mol=171.2g，故D错误；
故选：C。
14．B
【详解】A．Na是+1价金属，钠作除水剂时，每消耗1 mol Na，转移1 mol电子，反应生成H2的物质的量是0.5 mol，因此反应产生H2分子数为0.5NA，A错误；
B．工业上合成NH3反应为：N2+3H22NH3，每反应22.4 L(标准状况下)N2，其物质的量是1 mol，反应产生2 mol NH3，产生N-H极性键物质的量是6 mol，则生成的极性共价键数目为6NA，B正确；
C．电解精炼铜时，阳极反应消耗的金属有Cu及活动性比Cu强的金属，而活动性比Cu弱的金属则形成阳极泥沉淀在阳极底部，故阳极质量每减少64 g，反应过程中转移电子的物质的量不一定是2 mol，则通过电路的电子数不一定就是2NA，C错误；
D．只有溶液浓度，缺少溶液体积，不能计算Al3+的数目，且Al(OH)3胶粒是许多Al(OH)3的集合体，也不能确定Al(OH)3胶粒的数目，D错误；
故合理选项是B。
15．(1)1:2
(2)Al(OH)3、CaSO4
(3)置换反应
(4) Co2+、Ni2+ Co2+、Ni2+半径与有机净化剂网格孔径大小匹配，可形成配位键，而Zn2+不能
(5)3Zn2++3+3H2O=ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O↓+2CO2↑
(6)Na2SO4+H2SO4Na2S2O8+H2↑
(7)
【分析】萃余液中含有Na2SO4、ZnSO4、H2SO4，还含有Mn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Fe2+、Al3+等，加入Na2S2O8，将Mn2+、Fe2+氧化为MnO2和Fe3+，加入CaCO3调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀、同时还生成了CaSO4沉淀；过滤后，往滤液中加入Zn，将Cd2+还原为Cd；过滤后，往滤液中加入有机净化剂，将钴镍等离子转化为沉淀；过滤后，往滤液中加入Na2CO3，将Zn2+转化为ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O沉淀；过滤后，将沉淀煅烧，从而得到氧化锌，据此分析解题。
【详解】（1）“氧化”时，Fe2+被Na2S2O8氧化，发生反应为2Fe2++=2Fe3++2，为氧化剂，Fe2+为还原剂，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。答案为：1:2；
（2）由分析可知，“调pH”时，所得“滤渣1”中除含有MnO2和Fe(OH)3外，还有Al(OH)3、CaSO4。答案为：Al(OH)3、CaSO4；
（3）由分析可知，“除镉”时，发生反应为Zn+Cd2+=Zn2++Cd，反应类型为置换反应。答案为：置换反应；
（4）由题干流程图可知，除镍和钴步骤中，Co2+和Ni2+能形成配合物时，中心原子提供能接受孤电子对的空轨道，配位原子提供孤电子对，则反应时，接受电子对的一方是Co2+、Ni2+；Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能，可能的原因为：Co2+、Ni2+半径与有机净化剂网格孔径大小匹配，可形成配位键，而Zn2+不能。答案为：Co2+、Ni2+；Co2+、Ni2+半径与有机净化剂网格孔径大小匹配，可形成配位键，而Zn2+不能；
（5）“沉锌”时有气体生成，则此气体为CO2，生成碱式碳酸锌的离子方程式为3Zn2++3+3H2O=ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O↓+2CO2↑。答案为：3Zn2++3+3H2O=ZnCO3∙2Zn(OH)2∙H2O↓+2CO2↑；
（6）“沉锌”时，所得滤液经硫酸酸化后，用惰性电极电解可制备Na2S2O8，从而实现原料的循环利用，该电解过程中，Na2SO4在阳极失电子生成Na2S2O8，H2SO4在阴极得电子生成H2，总反应的化学方程式为Na2SO4+H2SO4Na2S2O8+H2↑。答案为：Na2SO4+H2SO4Na2S2O8+H2↑；
（7）图中所示晶胞中，含O原子个数为=2，含Zn原子个数为=2，已知阿伏加德罗常数的值为NA，则该氧化锌晶体的密度为= g∙cm-3。答案为：。
16．(1) 粉碎，增大接触面积；充分搅拌；适当增大硫酸的浓度；适当提高酸浸的温度等 SiO2和CaSO4
(2) 2Co3++SO+H2O=2Co2++SO+2H+ 2Fe3++SO+H2O=2Fe2++SO+2H+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O
(3)使Fe3+、Al3+与HCO发生双水解，除去Fe3+、Al3+
(4)0.0102
(5)4Co3O4+O26Co2O3
(6) a C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+
【分析】含钴废料(主要成分为，还含少量等杂质)，硫酸浸取时，CaO和硫酸反应得到，不会和硫酸反应，因此滤渣1为，；滤液1为;加入，具有还原性，能还原具有氧化性离子还原为，溶液a中含有，加入双氧水将氧化为，溶液b中含有，加使与发生双水解，除去，即沉淀A为氢氧化铁，氢氧化铝，溶液c中含有向滤液c中加NaF溶液，得到沉淀，沉淀B为，溶液d中含有加入草酸铵得到，溶液e为硫酸铵溶液；
【详解】（1）①在“硫酸浸取”时，粉碎，增大接触面积；充分搅拌；适当增大硫酸的浓度；适当提高酸浸的温度，能提高“酸浸”速率；
②根据分析可知滤渣1的成分是，；
（2）①加入可以氧化，则发生反应的离子方程式为，；
②加入双氧水将氧化为，反应的离子方程式为；
（3）根据分析可知操作1中加入的作用是使与
发生双水解，除去；
（4）根据的,当恰好完全沉淀时，，根据的,；
（5），因此取的是0.1mol的，A点失重3.6g，应该是失去所有的结晶水，所以成分是，B点是氧化物，Co是5.9g，氧原子是8.03g-5.9g=2.13g，应为，同理C点是Co5.9g,氧原子8.3g-5.9g=2.4g，应为，所以应是在空气中受热被氧化为，所以B点到C点的化学方程式为；
（6）①燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，即a为负极，b为正极；
②A电极上乙醇失电子被氧化，工作过程中有质子移动，电解质为酸性，所以乙醇被氧化生成二氧化碳，根据电子守恒，元素守恒可以得到电极反应为。
17．(1)
(2)过滤和洗涤速度快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥
(3)
(4) 当最后半滴标准溶液滴入时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色 酸
(5) 偏低
【分析】芒硝加入炭粉高温还原产生CO，得到的固体物加入95%酒精溶解回流，趁热过滤除去滤渣，冷却结晶，再抽滤除去滤液1，用冷水洗涤去掉滤液2，干燥得到；
【详解】（1）“高温还原”过程中芒硝与炭粉在高温条件下反应生成硫化钠、CO和水，主要化学方程式为：；
（2）抽滤的优点是：过滤和洗涤速度快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥；
（3）①实验完毕后，取出少量右侧烧杯中溶液于试管中，滴加足量盐酸和溶液，产生白色沉淀，证明产生不溶于酸的白色沉淀硫酸钡，则上述实验可证明被氧化的产物为；
②石墨电极上失电子产生，为原电池负极，则Pt电极为正极，正极上得电子产生Mn2+，故正极的电极反应式为：；
（4）过量溶液遇淀粉变蓝，利用标准溶液滴定至终点，蓝色褪去，则滴定终点的现象是当最后半滴标准溶液滴入时，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色；溶液具有氧化性，应选择酸式滴定管量取溶液；
（5）根据滴定反应：，，可知，与Na2S反应的的物质的量为，该产品含的质量分数为；其他操作都正确，滴定前俯视读数、终点时仰视读数，则标准液读数偏大，与Na2S反应的的量偏少，测定结果偏低。
18．(1) 粉碎铁锂云母、搅拌
(2) c
(3)
(4) 正 阳 浓缩溶液
(5)蒸发皿
【分析】铁锂云母(主要成分为、、、、等)加浓盐酸溶解，二氧化硅不与盐酸反应故不溶，溶液中含钾离子、锂离子、亚铁离子、铝离子等，加物质A把亚铁离子氧化为铁离子，加Na4[Fe(CN)6]沉铁，过滤所得沉淀加氢氧化钠后转变为FeO(OH)和Na4[Fe(CN)6]，转化后过滤所得滤液Na4[Fe(CN)6]进行循环利用，沉铁后的滤液加氢氧化钠、氟化钠沉铝，所得滤液通过电渗析浓缩氯化锂溶液、蒸发后加碳酸钠沉锂，得。
【详解】（1）36.5％盐酸的密度为，则该溶液中。溶解时，为了提高溶解速率，可采取的措施为粉碎铁锂云母和搅拌。
（2）从工业生产实际分析，考虑环保和经济成本两个角度，氧化时加入物质A的最佳选择为空气，该步骤的离子方程式为。
（3）“沉铁”时生成沉淀，加氢氧化钠后转变为FeO(OH)和Na4[Fe(CN)6]，则“转化”时发生反应的离子方程式。
（4）根据电渗析示意图，M电极上生成可知，M极为阳极，接外接电源的正极；且氯离子不能到阳极上放电，则x膜为阳离子交换膜，阴极上产生氢气，相当于电解水，据此可推测电渗析的目的为浓缩溶液。
（5）实验室进行蒸发操作时，用到的主要仪器为蒸发皿、玻璃棒和酒精灯。
19．(1) 91.9（或+91.9） 高温
(2) 20% 2.75 移动
(3) 高于 2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2
【详解】（1）反应Ⅲ-反应Ⅰ可得反应Ⅱ，根据盖斯定律，==；反应Ⅲ的，，在高温下，即在高温下反应可自发进行，故答案为：91.9（或+91.9）；高温；
（2）设转化的水蒸气的物质的量为x，列出有关反应的三段式：
依据水蒸气体积分数为，则有：=，解得x=0.6；
①该反应中水蒸气的转化率为100%=20%；
②设反应Ⅰ达到平衡时总压为P，则CO、H2O、CO2、H2的分压分别为：p(CO)=P、p(H2O)=P、p(CO2)=P、p(H2)=P，则压强平衡常数==2.75；
③反应Ⅱ是气体体积增大的吸热反应，若对体系增大压强，反应Ⅱ平衡会向逆反应方向移动，则使体系温度发生改变，导致反应Ⅰ平衡发生移动，故答案为：移动。
（3）①由图可知，电极1发生CO2转化为CH3OH的反应，CO2被还原，电极2发生H2O转化为O2的反应，H2O被氧化，则电极1为正极，电极2为负极，正极电势高于负极电势，则电极1的电势高于电极2的电势，故答案为：高于；
②负极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，将两反应式相加得总反应方程式为2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2，故答案为：2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2。
20．(1)
(2)A
(3)分子筛膜能不断分离出，有利于反应正向进行
(4) ，，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。之后，反应Ⅰ起主导作用，的平衡转化率增大 增大压强
【详解】（1）步骤Ⅱ的反应热生成物的总能量—反应物的总能量。
（2）若根据图示，，反应能自发进行，则，，温度低于时反应能自发进行，选A。
（3）分子筛膜能不断分离出，有利于反应正向进行，提高了甲醇的产率，所以温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜。
（4）①合成甲醇的反应，增大压强，平衡正向移动，所以温度相同时，压强越大，的平衡转化率越大，所以。
②，，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。之后，反应Ⅰ起主导作用，的平衡转化率增大，所以压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大；
③增大压强，反应Ⅱ正向移动，的产率增大，CO的浓度降低，由于CO的浓度降低反应Ⅰ正向移动，的平衡转化率增大，同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是增大压强。
④据图示可知，在催化电极上得电子还原成，电极反应式为。石墨电极反应为，通过膜向石墨电极移动，双极膜内每消耗水，向石墨电极迁移并放电，同时通过膜向催化电极迁移，可见消耗同时生成，标准状况下的体积为。
21．(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-907.0kJ•mol-1
(2) 0.2 18.18 4.63×10-11 低温
(3)0.12
(4) 正 CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O 1.6
【详解】（1）根据盖斯定律，利用可得热化学方程式4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-907.0kJ•mol-1，故答案为4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-907.0kJ•mol-1。
（2）将1molCO、2molH2充入2L恒容密闭容器中，使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ•mol-1，三段式有；
①；平衡时，的体积分数为；故答案为0.2；18.18；
②，；故答案为4.63×10-11；
③该反应为放热、熵减的反应，根据分析可知，该反应在低温下能自发进行；故答案为低温。
（3）根据的二级电离平衡常数表达式可知，；故答案为0.12。
（4）①根据原电池工作原理，结合阴离子移动方向可知X电极为负极，Y电极为正极，X电极的电极反应式为；故答案为正；CH3OH+8OH--6e-=CO+6H2O。
②根据电子得失守恒可得关系式：，由此可得，；故答案为1.6。
22．(1)600
(2) T1 60% 24.5
(3) D pH>5.5以后，随着溶液的pH增大，和将NO氧化为硝酸的能力减弱
(4) 正
【详解】（1）已知反应的活化能为，则反应的活化能为。反应的反应物键能-生成物键能，因为正反活化能应活化能-逆反应活化能，故逆反应活化能=正反应活化能-，即的活化能为。
（2）①由第(1)小题可知，合成氨反应为放热反应，降低温度，平衡向合成氨的方向移动，平衡体系中的质量分数增大，故、、中，温度最低的是。
②5mol和15mol的总质量，设M点时的物质的量为，则平衡体系中的质量分数，解得：。则M点时，消耗9mol和3mol，的转化率。
③温度为时，M点平衡时混合气体的总压强为20MPa，M点混合气体中，为2mol，为6mol，为6mol，混合气体的总物质的量为14mol。达到平衡时，，当时，。
（3）①由图可知，脱硫、脱硝的最佳条件是：pH在5.5~6.0，，D正确。
②pH>5.5时，NO去除率减小的可能原因是：pH>5.5以后，随着溶液的pH增大，和的氧化性减弱(或NO的还原性减弱)，和将NO氧化为硝酸的能力减弱。
（4）①电解过程中，在石墨颗粒电极上失去电子转化为，故石墨颗粒电极为阳极，a接电源的正极。电解过程中，石墨颗粒电极上的电极反应式为。
②右侧石墨电极上的电极反应式为。
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