山东省2023年高考化学模拟题汇编-16化学能与电能（电解池）

这是一份山东省2023年高考化学模拟题汇编-16化学能与电能（电解池），共30页。试卷主要包含了单选题，多选题，工业流程题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。

山东省2023年高考化学模拟题汇编-16化学能与电能（电解池）

一、单选题
1．（2023·山东日照·统考一模）双极膜在直流电场作用下，可将水离解，在膜两侧分别得到和。工业上用“双极膜双成对电解法”生产乙醛酸(OHCCOOH)，原理如图所示，装置中两极均为惰性电极。下列说法错误的是

A．a为阳极，b为阴极
B．b极上草酸发生的反应为
C．HBr的作用是增强阳极液的导电能力和充当间接电氧化的媒介
D．两极均产生2.24L(标准状况)气体时，理论上可得到乙醛酸7.4g
2．（2023·山东青岛·统考一模）八钼酸铵可用于染料、催化剂、防火剂等。该化合物可通过电渗析法获得，工作原理如图。下列说法错误的是

A．a连接电源正极
B．生成的反应为
C．电解一段时间后，b极附近氨水的浓度减小
D．双极膜附近的移向左侧
3．（2023·山东·统考一模）电解苯酚的乙腈(CH3—CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛（ ），装置如图，其中电极材料均为石墨。下列说法错误的是

A．电极a为负极
B．装置工作时，乙室溶液pH减小
C．c的电极反应式为+CH3-CN+H2O-2e- +2H+
D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室质量增重64g
4．（2023·山东青岛·统考一模）2022年中国十大科技新闻之一是物理化学科学家联合突破海水无淡化原位直接电解制氢技术，向大海要水要资源又有新进展。下列说法正确的是
A．该过程将化学能转化为电能
B．、、互为同位素
C．氢能源代替化石能源可缓解海水酸化
D．实验室电解水常加入少量稀盐酸增强导电性
5．（2023·山东·统考一模）下列过程不涉及氧化还原反应的是
A．自然固氮 B．纯碱除油污 C．海水提溴 D．电解精炼铜
6．（2023·山东济宁·统考一模）在熔融盐体系中，通过电解和获得电池材料(TiSi)，电解装置如图，下列说法错误的是

A．反应后，石墨电极的质量发生变化
B．a极是电源的负极
C．该体系中，优先于石墨参与反应
D．电极A的电极反应：
7．（2023·山东泰安·统考一模）一种汽车玻璃采用了电致变色技术，其工作原理如下图所示：在外接电源下，通过在膜材料内部发生氧化还原反应，实现对器件的光透过率进行多级可逆性调节，下列有关说法错误的是

已知：和均无色透明；和均为蓝色；
A．当A接电源正极时，脱离离子储存层
B．当A接电源负极时，电致变色层发生反应为：
C．当B接电源正极时，膜的透射率降低，可以有效阻挡阳光
D．该凝胶电解质聚环氧乙烷的结构简式为，可以与水分子之间形成氢键，为水溶性聚合物
8．（2023·山东临沂·统考一模）一种光照充电电池结构如图所示，充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3。下列说法正确的是

A．充电过程中，光能最终转化为电能
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，电极M为正极，电极反应为S+6e-=4S2-
D．放电时N电极室增加2mol离子，理论上外电路转移1mol电子
9．（2023·山东菏泽·统考一模）我国科研团队在同一个反应腔体中耦合两个连续的电化学反应，大大提高了电池的能量密度。以S、Zn为电极，溶液为电解液来构建水系级联电池，原理如图所示。

已知：第一步反应为，当正极的硫完全反应生成后，继续高效发生第二步反应(单独构建该步电池时效率较低)。下列说法错误的是
A．电池工作时，正极质量一直增加
B．步骤1的放电产物可能对步骤2的放电过程起催化作用
C．放电时，第一步反应的正极反应式为
D．用此电池对粗铜电解精炼，理论上相同时间内两池电极上析出铜的物质的量相等
10．（2023·山东济南·统考一模）电解水溶液制备的装置如图所示。电解后测得b极区溶液中溶质的总物质的量增大。下列说法错误的是

A．水溶液盛放在a极区
B．离子交换膜为阳离子交换膜
C．当外电路转移2 mol电子时，两极室溶液质量变化相差76 g
D．“电解法”所得副产品可用作“酸性歧化法”制备的原料
11．（2023·山东日照·统考一模）下列实验能达到相应实验目的的是
A．在铁制品上镀致密铜镀层
B．探究浓度对反应速率的影响
C．验证乙烯具有还原性
D．制备FeSO4固体





A．A B．B C．C D．D
12．（2023·山东济宁·统考一模）利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是

A．图Ⅰ装置可制备固体
B．图Ⅱ装置可测定中和反应的反应热
C．图Ⅲ装置可实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是溶液
D．图Ⅳ装置可检验1-溴丁烷和氢氧化钠乙醇溶液反应的产物
13．（2023·山东临沂·统考一模）利用库仑测硫仪测定气体中SO2的体积分数，其原理如图所示。待测气体进入电解池后，SO2将I还原，测硫仪便自动电解，溶液中保持不变。若有标准状况下VmL气体通入电解池(其它气体不反应)，反应结束后消耗x库仑电量(已知：电解转移1mol电子所消耗的电量为96500库仑)。下列说法正确的是

A．M接电源的负极 B．阳极反应式为2H++2e-=H2↑
C．反应结束后溶液的pH增大 D．混合气体中SO2的体积分数为×100%
14．（2023·山东·潍坊一中校联考模拟预测）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
15．（2023·山东菏泽·校考一模）铝—石墨双离子电池是一种全新的高效、低成本储能电池，电池反应为，电池装置如图所示。下列说法正确的是

A．AlLi合金作原电池的正极
B．放电时移向正极
C．充电时，电路中转移1 mol电子，阴极质量增加9 g
D．充电时，阳极反应为
16．（2023·山东菏泽·校考一模）锌-二氧化碳可充电电池作为一门新兴的技术，不仅可以缓解所带来的温室效应，同时还可获得增值化学品(如乙酸，乙醇等)和额外电能。如图所示装置中，双极膜中水电离出的和在电场作用下可以向两极迁移

下列说法正确的是
A．放电时，外电路中电流由流向纳米片
B．当外电路通过电子时，理论上双极膜中水减少18g
C．放电时，双极膜中H+向Zn电极迁移
D．充电时，阳极上的电极反应式为

二、多选题
17．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）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
18．（2023·山东济宁·统考一模）芳香羧酸是一种重要的有机分子骨架，利用电化学方法，芳香烃与CO2选择性的C-H键羧基化反应如图所示，下列说法错误的是

A．生成1 mol芳香羧酸，电路中转移的电子数为2NA
B．电池工作过程中需要不断补充I-
C．不同的取代基-R影响路径Ⅰ或Ⅱ的选择路径
D．该反应的原子利用率为100%
19．（2023·山东枣庄·统考二模）以柏林绿新型可充电钠离子电池为电源，采用电解法在N-羟基邻苯二甲酰亚胺介质中用乙醇制乙醛。下列说法正确的是

A．制备乙醛时a极连接c极
B．电池工作时溶液中移向b极
C．当有转化成时，生成
D．电源充分充电时，a极反应式为
20．（2023·山东淄博·统考一模）下列装置可分离废水中的Co2+和Ni2+。已知Ni2+和Co2+性质相似，Co2+和乙酰丙酮不反应。下列说法正确的是

A．M电极接太阳能电池的P电极
B．通电一段时间后，I、IV室内溶液pH均减小
C．膜a、膜b分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D．每生成1molSO，理论上双极膜至少解离7molH2O
21．（2023·山东泰安·统考一模）双膜碱性多硫化物空气液流二次电池可用于再生能源储能和智能电网的备用电源等，电极I为掺杂Na2S2的电极，电极II为碳电极。电池工作原理如下图所示。下列说法错误的是

A．离子交换膜a为阳离子交换膜，离子交换膜b为阴离子交换膜
B．放电时，中间储液器中NaOH的浓度不断减小
C．充电时，电极I的电极反应式为：2-2e-=
D．充电时，电路中每通过1mol电子，阳极室溶液质量理论上增加9g

三、工业流程题
22．（2023·山东枣庄·统考二模）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___________。

23．（2023·山东潍坊·统考一模）硼化钛(结构式为B=Ti=B)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为、、和CaO，另有少量MgO、)为原料制取的流程如下：

已知：①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置；
②高温下蒸气压大、易挥发；
③可溶于热的浓硫酸形成。
回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“水解”需在沸水中进行，离子方程式为_______，该工艺中，经处理可循环利用的物质为_______(填化学式)。
(3)“热还原”中发生反应的化学方程式为_______，的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量，原因是_______。仅增大配料中的用量，产品中的杂质含量变化如图所示。杂质TiC含量随w%增大而降低的原因是_______(用化学方程式解释)。

(4)原料中的可由硼酸脱水制得。以为原料，用电渗析法制备硼酸()的工作原理如图所示，产品室中发生反应的离子方程式为_______。若反应前后NaOH溶液的质量变化为m kg，则制得的质量为_______kg。

24．（2023·山东·日照一中校联考模拟预测）我国冶铅工艺迅猛发展，底吹炉烟灰中除含有主金属铅外，还含有锌、镉(Cd)等有价金属元素，一种对该烟灰中有价金属综合回收工艺研究如下：

已知：Ⅰ.
底吹炉含镉烟灰的主要化学成分






质量分数/%
37.40
15.88
2.51
0.15
0.28
0.15

①As元素以砷酸盐()形式存在；
②Pb元素主要以PbO和PbSO4形式存在，不溶于水；
③Cd元素主要以CdSO4形式存在，CdSO4易溶于水。
Ⅱ.水浸液初始pH=2～3；滤渣①返回冶铅系统；滤渣②主要成分为FeAsO4。
回答下列问题：
(1)为提高“水浸”效率，可以采取的措施有_______(任写一条)。
(2)为提高铅和镉的回收率，需综合分析浸出率、渣含金属、渣率。
温度/℃
浸出率/%
渣含金属
渣率/℃





25
86.06
65.48
55.48
3.27
1.28
67.69
45
84.19
63.95
54.63
3.69
1.33
68.04
65
85.51
62.45
55.63
3.37
1.38
68.30
85
84.15
65.08
54.70
3.82
1.33
65.90
液固比
浸出率/%
渣含金属
渣率/℃





1：1
75.22
54.65
51.26
5.29
1.53
74.39
2：1
80.59
58.62
53.98
4.28
1.47
70.66
3：1
85.51
62.45
55.63
3.37
1.38
68.30
4：1
86.82
65.02
57.06
3.14
1.32
66.52

根据以上实验数据选择合适的液固比和温度：_______，理由：_______。
(3)“中和除砷”阶段主要反应的离子方程式为_______。该工序最终需加入试剂①调节溶液pH=5，下列最合适的是_______(填序号)。
A．NaOH B．NH3·H2O C．Zn2O D．H2SO4
(4)“电解”过程中阴极的电极反应式为_______。

四、原理综合题
25．（2023·山东菏泽·校考一模）为实现“碳达峰”、“碳中和”目标，可将CO2催化加氢制甲醇。该反应体系中涉及以下两个主要反应：
反应I： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ/mol
反应II： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
(1)反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应热ΔH3=_______。
(2)在密闭容器中，上述反应混合体系建立平衡后，下列说法正确的是_______。
A．增大压强，CO的浓度一定保持不变
B．降低温度，反应II的逆反应速率增大，正反应速率减小
C．增大CH3OH的浓度，反应II的平衡向正反应方向移动
D．恒温恒容下充入氦气，反应I的平衡向正反应方向移动
(3)不同条件下，相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。

CH3OH的选择性= 100%
①由图可知，合成甲醇的适宜条件为_______ (填标号)
A．CZT催化剂       B．CZ(Zr-1)T 催化剂       C．230°C            D．290 °C
②在230°C以上，升高温度，CO2的平衡转化率增大，但甲醇的产率降低，原因是_______。
(4)恒温恒压密闭容器中，加入2molCO2和4molH2，发生反应I和反应II，反应达平衡时，CO2的转化率为50%，气体体积减小10%，则在达到平衡时， CH3OH的选择性=_______，反应II的平衡常数K=_______。
(5)利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，装置如图：

①铜电极上产生HCOOH的电极反应式为_______。
②若铜电极上只生成5.6gCO，则铜极区溶液质量变化了 _______g。

参考答案：
1．D
【分析】根据图示，a极H2O生成O2，发生氧化反应，则a为阳极；b极H+生成H2，发生还原反应，则b为阴极，据此分析作答。
【详解】A．根据分析，a为阳极，b为阴极，A正确；
B．阴极上的反应为：H2C2O4+2e−+2H+=OHCCOOH+H2O、，B正确；
C．OHCCHO属于非电解质，HBr的作用是增强阳极液的导电能力，Br-在阳极发生失电子的氧化反应生成Br2，Br2将OHCCHO氧化为OHCCOOH，HBr充当间接电氧化的媒介，C正确；
D．当阳极生成标准状况下2.24LO2，转移电子物质的量为0.4mol，生成乙醛酸amol，当阴极b极生成标准状况下2.24LH2，转移电子数为0.2mol，生成乙醛酸bmol，根据电子守恒，，解得b-a=0.1mol，理论上可得到乙醛酸的质量一定大于0.1✖74g/mol=7.4g，D错误；
故答案为：D。
2．C
【分析】由图可知，b为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，则a为阳极，水放电生成氧气和氢离子；双极膜释放出氢离子向阴极移动和反应生成；
【详解】A．由分析可知，a为阳极，连接电源正极，A正确；
B．双极膜释放出氢离子向阴极移动和反应生成，生成的反应为，B正确；
C．电解一段时间后，b极附近生成的氢氧根离子和左侧迁移过来的铵根离子生成一水合氨，氨水的浓度变大，C错误；
D．阴离子向阳极迁移，双极膜附近的移向左侧，D正确；
故选C。
3．B
【分析】根据题给信息可确定左侧装置为化学电源，右侧装置为电解池。化学电源中，阴离子向负极移动，故电极a是负极，电极b是正极，电极c是阳极，电极d是阴极。
【详解】A．由分析知电极a是负极，A正确；
B．乙室是化学电源的正极室，工作时，在正极b上得到电子发生还原反应，电极反应式为：，反应时减小，溶液增大，B错误；
C．电极c为阳极，在电极c上失去电子发生氧化反应，并与苯酚反应生成扑热息痛，电极反应式为：+CH3CN+H2O-2e- +2H+，C正确；
D．根据阳极c的电极反应式，合成1mol扑热息痛，转移2mol电子，负极a发生反应：，生成1mol氧气，同时乙室转移1mol到甲室，理论上甲室质量增重：，D正确；
故选B。
4．C
【详解】A．该电解制氢过程是将电能转化为化学能，A错误；
B．同一元素的不同原子之间互称为同位素，H2O、D2O和T2O均为分子不互为同位素，B错误；
C．化石能源燃烧产生大量CO2，溶于水使海水酸化，而氢能源是清洁能源，燃烧产物为水无污染，因此氢能源代替化石能源可缓解海水酸化，C正确；
D．为增强导电性，实验室电解水可加入少量NaOH溶液而不是稀盐酸，否则电解的是HCl而不是水，D错误；
故选C。
5．B
【详解】A．自然固氮是在自然状态下(非人工)，使空气中游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程，涉及氧化还原反应，A错误；
B．纯碱除油污是利用纯碱水解后呈碱性，油污在碱性条件下发生水解反应而被除去，不涉及氧化还原反应，B正确；
C．海水提溴是通过一系列步骤把海水中的氧化生成的过程，涉及氧化还原反应，C错误；
D．电解精炼铜时，用含电解质作溶液，粗铜作阳极，电极反应式为：，纯铜作阴极，电极反应式为：，涉及氧化还原反应，D错误；
故选B。
6．C
【分析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C转化为CO，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A作阴极，和获得电子产生电池材料，电极反应为。
【详解】A．在外加电源下石墨电极上C转化为CO，质量减轻，A正确；
B．电极A作阴极，a极是电源的负极，B正确；；
C．根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于参与反应，C错误；
D．电极A的电极反应为，D正确；
答案选C。
7．A
【详解】A．当A接电源正极时，失去电子发生氧化反应，，向阴极运动，进入离子储存层，故A错误；
B．当A接电源负极时，A极为阴极，得到电子发生还原反应，故电致变色层发生反应为：，故B正确；
C．当B接电源正极时，B为阳极，失去电子发生氧化反应生成，膜变为蓝色，透射率降低，可以有效阻挡阳光，故C正确；
D．聚环氧乙烷中含有氧原子，可以与水分子之间形成氢键，为水溶性聚合物，故D正确；
故选A。
8．D
【分析】充电时TiO2光辅助电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为NaI3，则电极N做阳极，放电时则做正极；电极M充电时做阴极，放电时则作负极。
【详解】A．充电过程中，光能最终转化为化学能，故A错误；
B．充电效率与光照产生的空穴量有关，与电子量无关，故B错误；
C．据分析可知放电时，电极M为负极，电极反应为4S2- -6e-=S，故C错误；
D．放电时N电极做正极，电极反应是，理论上当外电路转移1mol电子，有1molNa+从M电极室移向N电极室室，所以N电极室共增加2mol离子，故D正确；
故选D。
9．D
【分析】第一步反应为，由图可知，Zn为负极，电极反应为：Zn−2e−＝Zn2＋，S为正极，电极反应为：S＋2Cu2＋＋4e−＝Cu2S，当正极的硫完全反应生成Cu2S后，继续高效发生第二步反应，Zn为负极，电极反应为：Zn−2e−＝Zn2＋，S为正极，电极反应为Cu2＋＋xO2＋2e−═(1−4x)Cu＋2xCu2O，单独构建该步电池时效率较低，可能的原因是步骤1的放电产物Cu2S对步骤2的放电过程起催化作用，据此进行分析。
【详解】A．分析电池工作原理可知，正极的硫完全反应后仍然没有脱离电极，正极质量一直增加，故A正确；
B．单独构建第二步电池时效率较低，耦合两个连续的电化学反应时效率较高，可能的原因是步骤1的放电产物Cu2S对步骤2的放电过程起催化作用，故B正确；
C．第一步反应为，由图可知，Zn为负极，电极反应为：Zn−2e−＝Zn2＋，S为正极，电极反应为：S＋2Cu2＋＋4e−＝Cu2S，故C正确；
D．该电池分两步完成，且只有第二步反应才析出铜，所以相同时间内两池电极上析出铜的物质的量不相等，故D错误；
故答案选D。
【点睛】本题以同一个反应腔体中耦合两个连续的电化学反应为载体，考查电极质量变化、反应过程分析、物质的量计算和电极反应等，能依据图像和信息准确判断正负极是解题的关键，难点是电极反应式的书写。
10．C
【分析】电解水溶液制备，阳极反应为：，阴极反应为：，向阴极移动，使物质的量增大，所以b极为阴极，a极为阳极；
【详解】A．a极为阳极，水溶液盛放在a极区，A正确；
B．通过离子交换膜向阴极移动，所以离子交换膜为阳离子交换膜，B正确；
C．当外电路转移2 mol电子时，阴极反应，有2 mol移向阴极，生成，阴极质量增大，阳极质量减少，两极室溶液质量变化相差154 g，C错误；
D．“电解法”所得副产品，可用作“酸性歧化法”制备的原料，D正确；
故选C。
11．A
【详解】A．一般情况下，在铁制品上镀铜时用纯铜作阳极，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，电解质溶液为CuSO4溶液，铁作阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，但若用CuSO4过量氨水作电解质溶液，加入氨水可以形成铜氨络离子，使游离的铜离子浓度维持在一个稳定的状态，此时镀铜层的结晶会更一致，镀层的孔隙率下降，即使的铁上镀致密铜镀层，A符合题意；
B．由于浓硫酸由强氧化性，导致反应原理发生改变，加入浓硫酸反应原理可能为：Na2S2O3+3H2SO4(浓)=Na2SO4+4SO2↑+3H2O，加入稀硫酸则反应原理为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，故不能探究浓度对反应速率的影响，B不合题意；
C．由于乙醇易挥发，且乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故在通入酸性高锰酸钾溶液之前需通过盛水的洗气瓶来除去乙烯中的乙醇，且还可能产生还原性气体SO2，C不合题意；
D．直接蒸干FeSO4饱和溶液，亚铁离子被氧化生成铁离子，则不能制备无水FeSO4，D不合题意；
故答案为：A。
12．C
【详解】A．S2-和Al3+发生双水解生成氢氧化铝和H2S，不能得到固体，A错误；
B．铜制搅拌器会导致热量损失，引起误差，B错误；
C．a为阳极，电镀时，镀层金属作阳极，渡件作阴极，可实现铁上镀铜，C正确；
D．1-溴丁烷和氢氧化钠乙醇溶液反应生成丁烯，但乙醇挥发，两者均可使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法检验，D错误；
故选C。
13．D
【分析】由图可知，在M电极I-变成了I3-离子，化合价升高，则M电极为阳极，N电极为阴极，以此解题。
【详解】A．由分析可知，M电极为阳极，M接电源的正极，A错误；
B．由分析可知，阳极反应式为3I--2e-= I3-，B错误；
C．二氧化硫在电解池中与溶液中I3-反应，离子方程式为，此时转移2个电子，同时生成4个氢离子，而在阴极转移2个电子消耗2个氢离子，则溶液中氢离子浓度增大，pH减小，C错误；
D．由硫原子守恒和可得如下关系：，电解消耗的电量为x库仑，则二氧化硫的体积分数为，D正确；
故选D。
14．C
【分析】由题干信息可知，碳基材料为负极b，放电过程中发生的电极反应为：NamCn-me-=Cn+mNa+，充电时，b与电源负极相连为阴极，电极反应为：Cn+mNa+ +me-= NamCn则含钠过渡金属氧化物为正极a，电极反应为：Na1-mMnO2+me-+mNa+=NaMnO2，充电时，a与电源正极相连作阳极，电极反应为：NaMnO2-me-= Na1-mMnO2+ mNa+，据此分析解题。
【详解】A．放电时，电子由负极b极经过导线移向正极a极，A错误；
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错误；
C．由分析可知，放电时a极反应式为：，C正确；
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错误；
故答案为：C。
15．D
【分析】根据电池反应为，Li化合价升高，因此AlLi作负极，中P化合价降低，作正极。
【详解】A．根据前面分析AlLi合金作原电池的负极，故A错误；
B．原电池“同性相吸”，因此放电时移向负极，故B错误；
C．充电时，阴极反应式为，电路中转移1 mol电子，阴极生成1mol AlLi，其质量增加7 g，故C错误；
D．放电时正极反应为，则充电时，阳极反应为，故D正确。
综上所述，答案为D。
16．D
【分析】由图可知，放电时为原电池，Zn为负极发生失电子的氧化反应 ，纳米片为正极，发生还原反应，CO2发生得电子的还原反应转化为C2H5OH，H2O电离出的H+和OH-分别由双极膜移向正极、负极；充电时为电解池，原电池正负极分别与电源正负极相接，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，据此分析作答。
【详解】A．由分析知放电时，为负极，纳米片为正极，外电路中电流正极流向负极，故A错误；
B． 当外电路通过电子时，理论上有2molH+和2molOH-分别向正极和负极移向，即有2mol水参与电离，双极膜中水减少36g，故B错误；
C．放电时为原电池，阳离子移向正极，阴离子移向负极，即双极膜中H+向正极区即纳米片迁移，故C错误；
D．充电时为电解池，阴阳极反应与原电池负正极反应相反，正极反应为CO2+12H++12e- =C2H5OH+3H2O， 阳极上的电极反应式为，故D正确；
故答案为：D。
17．CD
【分析】由图可知，放电过程中b极物质发生还原反应，为正极，则a为负极；
【详解】A．由分析可知，放电时，b极为正极，A正确；
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正确；
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错误；
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错误；
故选CD。
18．AB
【分析】电解池中连接电源正极的是阳极，连接电源负极的是阴极。由图可知，阳极电极方程式为：2I--2e-=I2，阳极得到1个电子生成中间体，然后中间体和CO2反应，最终生成，以此解答。
【详解】A．由图可知，芳香烃通过路径I每生成1个分子的芳香羧酸共得到1个电子，则生成1 mol芳香羧酸，电路中转移的电子数为NA，A错误；
B．由图可知，在转化过程中I-可以循环使用，电池工作过程中不需要补充I-，B错误；
C．由图可知，不同的取代基-R影响路径Ⅰ或Ⅱ的选择路径，C正确；
D．该反应的总方程式为： +CO2→ ，该反应的反应物是两种，生成物只有一种，因此该反应是化合反应，原子利用率为100%，D正确；
故合理选项是AB。
19．AD
【分析】根据放电工作原理图，在正极上发生还原反应：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，a为电源正极，负极上是失电子的氧化反应：2Mg+2Cl--4e-=[Mg2Cl2]2+，b为电源负极，充电时，原电池的负极连接电源的负极，电极反应和放电时的相反，据此回答即可。
【详解】A．由右图可知，制备乙醛时，c极Ni2+转化为Ni3+，发生氧化反应，则c极为阳极，则a极连接c极，故A正确；
B．由分析可知，a为电源正极，b为电源负极，电池工作时溶液中移向正极，故B错误；
C．C2H5OH发生氧化反应生成CH3CHO的过程中转移2个电子，由分析可知，在正极上发生还原反应：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，当有转化成时，失去4mol电子，则在电极装置中生成2mol ，故C错误；
D．由分析可知，在正极上发生还原反应：Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]，则电源充分充电时，a极反应式为，故D正确；
故选AD。
20．AD
【分析】由图可知，Q极硫元素失去电子发生氧化反应，为原电池负极，P极氧气得到电子发生还原反应生成水，为正极；由氢离子移动方向可知，N极为阴极，连接原电池负极Q极，则M为阳极，连接原电池正极P极；
【详解】A．由分析可知，M电极接太阳能电池的P电极，A正确；
B．根据电子守恒，双极膜产生的氢离子与N极消耗的氢离子量相同，故V室内溶液pH不会减小，B错误；
C．装置可分离废水中的Co2+和Ni2+，由图可知，镍离子通过b膜迁移到Ⅲ室和乙酰丙酮反应而和Co2+分离，故b为阳离子交换膜；Ⅲ室为碱性，故氢离子不能通过ab膜进入Ⅲ室，故a为阴离子交换膜；C错误；
D．硫元素化合价由-1变为+6生成硫酸根离子，，双极膜上水电离出的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，；根据电子守恒可知，每生成1molSO，理论上双极膜至少解离7molH2O，D正确；
故选AD。
21．BC
【分析】由图分析可知，电极II为碳电极，放电时，氧气发生还原反应生成氢氧根离子，为正极，则电极I为负极；
【详解】A．放电时，正极发生还原反应，反应为O2+2H2O+ 4e- =4OH-；负极发生氧化反应，反应为2-2e-=；正极区氢氧根离子向左侧运动，离子交换膜b为阴离子交换膜；负极区钠离子向右侧运动，离子交换膜a为阳离子交换膜，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，A正确；
B．由A分析可知，中间储液器中NaOH的浓度不断变大，B错误；
C．充电时，电极I为阴极，得到电子发生还原反应，C错误；
D．充电时，电极II为阳极区，反应为4OH-- 4e- = O2+2H2O，电路中每通过1mol电子，阳极室从中间储液器进入1mol氢氧根离子、同时生成0.25mol氧气，溶液质量理论上增加17g-8g=9g，D正确；
故选BC。
22．(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

【分析】本题是一道工业流程题，通过废钯催化剂制备海绵钯，将原料焙烧后加入盐酸和还原剂从而生成单质钯，再结合氯酸钠生成，通过离子交换除杂后，得到较纯净的，洗脱后用浓氨水沉钯，在用处理后得到产品，以此解题。
【详解】（1）由图可知，“浸取”的最佳条件为70℃，固液比；
（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，故选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。【点睛】
23．(1)
(2)     ++2H+     H2SO4
(3)     ++5C+3CO↑     高温下蒸气压大、易挥发，只有部分参加了反应     ++2C+3CO↑
(4)     H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O    

【分析】工业上以高钛渣(主要成分为、、和CaO，另有少量MgO、)加入稀盐酸，只有不会溶解，可溶于热的浓硫酸形成，在沸水中形成，“热还原”中发生反应的化学方程式为++5C+3CO↑，据此分析解题。
【详解】（1）加入稀盐酸，只有不会溶解，滤渣为；
（2）“水解”需在沸水中进行，在沸水中形成，离子方程式为++2H+，该工艺中，经处理可循环利用的物质为H2SO4；
（3）“热还原”中发生反应的化学方程式为++5C+3CO↑，的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量，原因是高温下蒸气压大、易挥发，只有部分参加了反应；仅增大配料中的用量，产品中的杂质含量变化如图所示。杂质TiC含量随w%增大而降低的原因是++2C+3CO↑；
（4）有稀硫酸得一极为阳极，1膜为阳离子交换膜，氢离子由左边极室通过1膜进入产品室，2膜为阴离子交换膜，原料室中的[B(OH)4]-通过2膜进入产品室，产品室中发生反应的离子方程式为H++[B(OH)4]-=H3BO3+H2O。原料室中的钠离子通过阳极膜进入右侧极室，由电荷守恒可知，当阴极上通过1mol电子时，NaOH溶液的质量变化为23g-1g=22g，此时制得的物质的量为1mol，质量为62g，若反应前后NaOH溶液的质量变化为m kg，则制得的质量。
24．(1)适当提高温度，搅拌
(2)     3：1、25 ℃     液固比为3：1时镉的浸出率比较高，同时渣率较高、且渣含金属中铅的含量较高；温度变化对回收率影响不大，常温浸出有利于节约能源
(3)          C
(4)=

【分析】由已知I可知，氧化锌烟灰经水浸、过滤，滤渣是PbO和PbSO4，滤液中含锌、铜、镉、砷元素；经过中和除砷，，砷元素转化为沉淀除去，同时也将铜元素转化为氢氧化铜沉淀除去；过滤后加入锌粉还原，可将镉元素分别转化为高品位海绵镉和低品位海绵镉，滤液主要含有 ，电解可生成高纯度锌。
【详解】（1）可以通过适当提高温度、搅拌等操作提高“水浸”效率。
（2）渣含金属与渣率的乘积即为渣中所含金属的量，据信息Ⅱ可知铅元素以滤渣的形式回收，即铅的浸出率要低，渣含金属与渣率的乘积要高，据流程中物质流向分析，镉要进入溶液，故其浸出率要高。温度变化对二者回收率影响不大，考虑能源节约，选择常温(25 ℃)；由几组液固比对比可知液固比由3：1改为4：1，Cd的浸出率增加很小，Pd的渣含金属与渣率的乘积相差也很小，故选液固比3：1。
（3）由信息Ⅱ知，滤渣②的主要成分为FeAsO4，“中和除砷”阶段溶液显酸性，反应的离子方程式为，为不引入杂质选择试剂ZnO来调节溶液pH。
（4）“电解”制锌时，锌离子得电子生成Zn，故阴极的电极反应式：=。
25．(1)-90kJ/mol
(2)C
(3)     BC     230°C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)     30%    
(5)     CO2+2e- +2H+ =HCOOH     3.6

【详解】（1）；
（2）A．增大压强，反应II平衡不移动，反应I平衡正向移动导致二氧化碳浓度增大，从而使反应II平衡正向移动，一氧化碳浓度增大，A错误；
B．降低温度，反应II的正、逆反应速率均减小，B错误；
C．增大甲醇浓度，使反应I逆向移动，二氧化碳浓度增大，反应II正向移动，C正确；
D．恒温恒容下通入氦气，对于反应I来说各物质浓均不变，平衡不移动，D错误；
故选C。
（3）由图可知在相同温度下CZ(Zr-I)T催化剂对甲醇的选择性更高，温度为230oC时甲醇的产率最高，故合成甲醇的适宜条件选BC；
在230°C以上，升高温度，反应I为放热反应，平衡逆向移动，甲醇的产率降低；反应II为吸热反应，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大；升高温度对反应II的影响更大，导致CO2的平衡转化率增大，甲醇的产率降低；
（4）设反应I中二氧化碳转化了xmol，反应II中二氧化碳转化了ymol，可列出三段式：

反应达平衡时，CO2的转化率为50%，即x+y=1，气体体积减小10%，即平衡时气体的物质的量比原来少了10%，即，解得x=0.3，y=0.7，在达到平衡时， CH3OH的选择性：； 平衡时反应II中各物质的物质的量为：
，
设容器的体积为VL，平衡常数。
（5）该装置为电解池，Pt为阳极，Cu为阴极。铜电极上为二氧化碳得电子被还原，制备甲酸的电极反应式为：；铜电极上只生成5.6gCO时，电极反应为，即CO2变成CO，溶液增加质量为氧原子质量。生成5.6gCO时，增加氧原子质量为：，该电解池装置用了阳离子交换膜，同时会有氢离子迁移到铜极区，增加的氢离子质量为：，共增重3.6g。