安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-22化学能与电能（1）

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安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-22化学能与电能（1）

一、单选题
1．（2023·安徽马鞍山·统考三模）某新型电池，可将CO2气体转化为CO和H2，其原理如图所示。下列说法正确的是

A．电极A为原电池的正极，发生氧化反应
B．放电过程中，H+由A极区向B极区迁移
C．若电路中转移0.6mol电子，生成的CO和H2共0.3mol
D．B极区液体为纯甘油
2．（2023·安徽淮南·统考二模）一种水系Li－I2太阳能液流电池，通过I-/I正极电解液的连接，将Li－I2液流电池和太阳能电池集成为一个可充放电电池。充电时，光敏化剂Dye在光电极吸收光能发生反应：Dye=e-+Dye+从而驱动电极反应。下列说法正确的是
  
A．图中显示为电池充电的过程，充电效率与光照产生的e-和Dye+有关
B．放电时，左侧将含有I的电解液贮存起来
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极移动
D．充电时锂金属电极质量理论上增加14g，阳极区增加2molDye+
3．（2023·安徽淮南·统考一模）通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得MnO2，电解示意图如图，下列说法正确的是
  
A．电池工作时电子从b电极流出，经过电解质溶液到达a电极表面
B．接通电源后a极产生的Li+和Mn2+，定向移动到b极区
C．电解一段时间后b极区pH增大
D．电极a的电极反应： 2LiMn2O4+6e-+ 16H+= 2Li++4Mn2++8H2O
4．（2023·安徽淮南·统考一模）下面甲、乙、丙、丁四个实验，实验现象和结论均正确的是

A．装置甲中红布条均褪色，说明氯气具有漂白性
B．装置乙中分别滴入酚酞，碳酸钠溶液呈红色，碳酸氢钠溶液呈浅红色，说明碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠
C．装置丙用Cu与浓硫酸反应制取SO2，紫色石蕊、品红、酸性高锰酸钾均褪色，说明SO2具有酸性、漂白性和还原性
D．装置丁中导管红墨水下降，说明铁丝发生吸氧腐蚀
5．（2023·安徽马鞍山·统考一模）微生物燃料电池(MFC)可以用于光电催化处理污染物(苯酚)的电源，工作原理如图所示。下列说法不正确的是

A．电极a为阳极
B．电极c上的反应式为： CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑
C．右池中的H+向d电极方向迁移
D．处理污染物苯酚lmol，理论上外电路中迁移了20mol 电子
6．（2023·安徽蚌埠·统考三模）与锂离子电池相比，有机电池不依赖战略金属、充电速度更快且环境友好。如图是一种可降解的多肽电池。(假设离子交换膜仅允许通过)下列说法不正确的是

A．放电时d为正极，充电时b为阴极
B．c电极的电极方程式为：
C．放电时，电路中每通过NA个电子，负极区质量增加149g
D．充电时，总反应方程式为：
7．（2023·安徽黄山·统考二模）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中， Zn2+以存在]。电池放电时，下列叙述正确的是

A．Ⅱ区的通过交换膜向I区迁移
B．Ⅲ区的K+通过交换膜最终向I区迁移
C．Zn电极反应：Zn+2e-+4OH-=
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=+Mn2++2H2O
8．（2023·安徽马鞍山·统考二模）磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为： LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。图1为某磷酸铁锂电池的切面，图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法错误的是

A．放电时，负极反应： LixC6- xe- = xLi++6C
B．(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为NA
C．(b)代表放电过程， Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极
D．充电时的阳极反应： LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+
9．（2023·安徽宣城·统考二模）甲酸燃料电池工作原理如下图所示，已知该半透膜只允许K+通过。下列有关说法错误的是

A．物质A是H2SO4
B．K+经过半透膜自a极向b极迁移
C．a极电极半反应为：HCOO-+2e-+2OH-=+H2O
D．Fe3+可以看作是该反应的催化剂，可以循环利用
10．（2023·安徽马鞍山·统考二模）由实验操作和现象，得出的相应结论正确的是

实验操作
现象
结论
A
将铜丝插入 FeCl3溶液中
铜丝溶解
铜的金属性大于铁
B
向Zn-Fe-酸化的NaCl溶液形成的原电池的铁电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液
铁表面有蓝色沉淀生成
锌不能作为保护铁的牺牲阳极
C
25℃时测盐(MR)溶液的pH
pH=7
不能判断MOH和HR是否均为强电解质
D
向苯酚浊液中滴加饱和Na2CO3溶液
浊液变澄清
苯酚的Ka大于碳酸的Ka1
A．A B．B C．C D．D
11．（2023·安徽安庆·统考二模）氯气是一种重要的工业原料，在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新工艺方案，如图所示。下列说法正确的是

A．A电极发生还原反应O2+4e-+4H+=2H2O
B．电极B与外接电源的负极相连
C．电解时，电流经电极B、电解质溶液流向电极A
D．当有2mol电子转移时，两室溶液中H+数目理论上相差4NA
12．（2023·安徽宿州·统考一模）我国科学家设计了一种CO2捕获和利用一体化装置，利用含的废水和CO2制备甲酸铵(HCOONH4)其原理过程示意图如下。有关说法错误的是

A．参与的电极反应为： +8e-+6H2O=NH3+9OH-
B．生成HCOO-的电极反应为： +H2O-2e-=HCOO-+2OH-
C．装置Ⅱ中OH-穿过阴离子交换膜由左向右迁移
D．空气的作用是作为载气将含NH3的气体吹出反应器
13．（2023·安徽·统考一模）水溶液锌电池(图1)的电极材料是研究热点之一、一种在晶体中嵌入的电极材料充放电过程的原理如图2所示。下列叙述中正确的是

A．①为活化过程，其中的价态不变
B．该材料在锌电池中作为负极材料
C．②代表电池放电过程
D．③中晶体转移的电子数为
14．（2023·安徽淮北·统考一模）利用雾霾中的污染物、获得产品的流程图如下，下列方程式错误的是

A．“吸收池1”中反应的离子方程式：
B．“吸收池2”中生成等物质的量和的离子方程式：
C．“电解池”中阴极的电极反应式：
D．“氧化池”中反应的离子方程式：
15．（2023·安徽淮北·统考一模）一种新型电池装置如图所示。下列叙述错误的是

A．镍钴电极反应：
B．II区的通过a交换膜向I区迁移，通过b交换膜向III区迁移
C．该装置工作时总反应：
D．该装置工作时还利用了中和能
16．（2023·安徽合肥·统考一模）某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，下列叙述正确的是

A．a电极为电池负极
B．电池工作时透过质子交换膜从右向左移动
C．b电极的电极反应：
D．当外电路中通过电子时，a电极处消耗
17．（2023·安徽黄山·统考一模）电解废旧锂电池中的示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计)。下列说法正确的是

A．电极A的电极反应为：
B．电极B为阳极，发生还原反应
C．电解结束，溶液的增大
D．电解一段时间后溶液中浓度减小

二、工业流程题
18．（2023·安徽淮南·统考一模）锌的用途广泛，主要用于镀锌板及精密铸造等行业。以粗氧化锌(主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图所示：

已知：①“浸取”时。ZnO、 CuO转化为[ Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液：
②25℃时，Ksp(CuS)=6.4×10-36， Ksp(ZnS)=1.6 ×10-24；
③沉淀除铜标准：溶液中≤2.0×10-6
回答下列问题：
(1)“滤渣1”的主要成分为Fe(OH)3、Mn(OH)2和___________(填化学式)，“ 操作3”的名称为___________。
(2)“氧化除锰”时，H2O2将Mn2+转化为难溶的MnO2，该反应的离子方程式为___________。
(3)“沉淀除铜”时，锌的最终回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比表示] 与“(NH4)2 S加入量”[以表示]的关系曲线如图所示。

①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的最终回收率下降的原因是___________(用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为___________。(已知) [ Zn(NH3)4]2+的=2. 9 ×109]
②“沉淀除铜”时(NH4 )2S加入量最好应选___________。
a．100%         b．110%        c．120%       d．130%
(4)电解后溶液中的溶质主要成分是___________， 可用于循环使用。
19．（2023·安徽宣城·统考一模）科研小组利用钛钒磁铁矿的矿渣(V2O3、FeO、SiO2、Al2O3及一些稳定杂质)制备钠离子电池电极材料磷酸钒钠[Na3V2(PO4)3]。
  
已知：①NH4VO3难溶于水
②+5价钒在溶液中的主要存在形式和pH的关系如表：
pH
＜6
6~8
8~10
10~12
主要离子
VO
VO
V2O
VO
回答下列问题：
(1)球磨的作用_____。
(2)实验室焙烧时使用酒精喷灯、三脚架、_____、铁坩埚、玻璃棒和坩埚钳。焙烧时V2O3转化为可溶的Na3VO4的反应方程式为_____。
(3)如图是某氧化物的晶胞，则该氧化物是_____。(填字母序号)
a．V2O3 b．FeO       c．SiO2 d．Al2O3
  
(4)滤渣Ⅱ主要成分是_____(填化学式)，试剂X可以使用流程中的某种产物，其电子式为_____。
(5)Ar气氛焙烧制产品时的化学方程式为_____。
(6)某种钠离子电池充电时总反应为Na3V2(PO4)3+C6=NaxCs6+Na3-xV2(PO4)3，该电池放电时正极的电极方程式为_____。
20．（2023·安徽·统考一模）一种高硫锰矿的主要成分为，主要杂质为，还含有少量等，其中含量较大。研究人员设计了如下流程，制得了金属锰。

已知：①金属离子的与溶液的关系如下图所示。

②金属硫化物的溶度积常数如下表。
金属硫化物









回答下列问题。
(1)碱性溶液中，在催化剂存在下通空气氧化脱硫，硫化物中的硫元素被氧化为单质。写出硫化亚铁发生反应的化学方程式___________。
(2)根据矿物组成，脱硫时能被部分溶解的物质是___________。
(3)若未经脱硫直接酸浸，会产生的污染物是___________。
(4)酸浸时主要含锰组分发生反应的化学方程式为___________；酸浸时，加入的作用是___________(用离子方程式表示)。
(5)调溶液到5左右，滤渣2的主要成分是___________；加入适量的除去的主要离子是___________。
(6)除杂后的溶液通过电解制得金属锰，惰性阳极发生的电极反应为___________。
(7)锰的化合物是一种锂电池材料，其晶胞中的氧原子以面心立方堆积(如图)，若该晶胞参数为，则晶体密度为___________。


参考答案：
1．C
【分析】原电池中A电极是CO2气体转化为CO和H2，发生的反应为CO2+4H++4e-=CO+ H2+ H2O，因此A电极是作为原电池的正极，那么B电极观察反应物与生成物结构可知，去氢加氧属于是氧化反应，据此作答。
【详解】A．根据图可知，A电极中有CO2气体转化为CO和H2，因此发生的是还原反应，作为原电池的正极，故A错误；
B．在电极A发生的反应为CO2+4H++4e-=CO+ H2+ H2O，H+由B区向A区迁移，故B错误；
C．根据电极A的反应可知，转移4mole-时生成CO和H2共2mol，则转移0.6mol电子时生成CO和H2共0.3mol，故C正确；
D．B极区不仅含有甘油，还有其产物，是混合物，故D错误；
故答案选C。
2．A
【分析】金属Li作负极（阴极），发生反应，以此分析；
【详解】A．根据总反应Dye=e-+Dye+可知，充电效率与光照产生的e-和Dye+有关，A正确；
B．放电时候，阴离子移动到负极（右侧），B错误；
C．放电时候，阳离子移动到正极，C错误；
D．，阳极区反应消耗Dye+，D错误；
故答案为：A。
3．D
【分析】由图可知，b极Mn元素价态升高失电子，故b极为阳极，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，a极为阴极，电极反应式为2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，据此作答。
【详解】A．由分析可知，电池工作时电子从阳极b电极流出，经导线流向电源的正极，再由电源的负极流出，经导线流向阴极s极，电子不能经过电解质溶液，A错误；
B．由分析可知，a为阴极，b为阳极，电解池的电解质溶液中阳离子从阳极区流向阴极区，故接通电源后b电极产生的H+定向移动到a极区参与a电极反应，而a极产生的Li+和Mn2+，不会定向移动到b极区，B错误；
C．由分析可知，b电极为阳极，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，故电解一段时间后b极区pH减小，C错误；
D．由分析可知，电极a为阴极，其电极反应为： 2LiMn2O4+6e-+ 16H+= 2Li++4Mn2++8H2O，D正确；
故答案为：D。
4．B
【详解】A．氯气不具有漂白性，次氯酸具有漂白性，氯气遇到水生成次氯酸，所以可以观察到左侧红色布条不褪色，右侧有色布条褪色，故A错误；
B．装置乙中分别滴入酚酞，碳酸钠溶液呈红色，碳酸氢钠溶液呈浅红色，说明碳酸钠的溶液碱性强，水解程度大于碳酸氢钠，故B正确；
C．Cu与浓硫酸反应制取SO2需要加热，SO2遇到紫色石蕊溶液变红、SO2遇到品红溶液使其褪色、SO2遇到酸性高锰酸钾使其褪色，说明SO2具有酸性、漂白性和还原性，故C错误；
D．铁丝发生吸氧腐蚀导致试管中压强减小，导管中红墨水液面上升，说明铁丝发生吸氧腐蚀，故D错误；
故选B。
5．D
【分析】右池中为甲醇燃料电池，通入甲醇的一极为负极，即c为负极，d为正极。左池为电解池，与原电池正极相连的a为阳极，b为阴极。
【详解】A．由上分析，a为电解池的阳极，A项正确；
B．c极为负极甲醇发生氧化变为CO2，反应为 CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2↑，B项正确；
C．根据分析，右池为原电池，离子的移动：阳离子移向正极，阴离子移向负极。H+移向d极，C项正确；
D．利用电子守恒有C6H6O~6CO2~28e-，即1mol苯酚转移28mol电子，D项错误；
故选D。
6．A
【详解】A．根据反应，放电时，d电极失去电子，发生氧化反应，为负极，充电时，b电极接电源的负极，为阴极，A错误；
B．c电极为放电时的正极，得电子，发生还原反应 ，B正确；
C．放电时，阴离子向负极移动，每通过个电子，就有1mol进入负极区，负极区质量增加149g，C正确；
D．由反应可知，从左往右为放电反应，从右往左为充电反应，所以将电极反应相加得总反应为：　，D正确；
故选A。
7．D
【分析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn为电池的负极，电极反应为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，Ⅰ区MnO2为电池的正极，电极反应为MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；电池在工作过程中，阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移，因此Ⅰ区的SO向Ⅱ区移动，Ⅲ区的K+向Ⅱ区移动；
【详解】A．根据分析，Ⅱ区的向Ⅲ区移动，但是不能通过阳离子交换膜，A错误；
B．根据分析，Ⅲ区的K+通过交换膜Ⅱ区移动，不能通过阴离子交换膜向I区迁移，B错误；
C．根据分析，Zn电极反应：Zn-2e-+4OH-=，C错误；
D．根据正、负极电极分析，电池总反应：Zn+4OH-+MnO2+4H+=+Mn2++2H2O，D正确；
故选D。
8．B
【分析】从总反应分析， LixC6变为C和Li+为氧化反应，该极为原电池的负极。而Li1-xFePO4变为LiFePO4发生还原反应，它为原电池的正极。
【详解】A．由上分析，放电的负极为 LixC6- xe- = xLi++6C，A项正确；
B．a过程由于Fe2+化合价升高为Fe3+，为了平衡电荷Li+脱嵌减少。从图看晶胞中减少了棱上1个和面心的一个Li+总共减少，所以1mol晶体中转移NA电子，B项错误；
C．放电时，该材料在正极发生还原反应，即Fe由+2变为+3为b过程，Li+嵌入正极，C项正确；
D．充电时的总反应为 6C+LiFePO4= LixC6+Li1-xFePO4，阳极发生氧化反应为 LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+，D项正确；
故选B。
9．C
【分析】由图可知电池左边a为燃料HCOOH是负极，发生氧化反应；右边b为O2是正极，发生还原反应。
【详解】A．铁的两种离子存在环境为酸性，且生成物为K2SO4，故物质A为H2SO4，A正确，不符合题意；
B．阳离子K+由负极流向正极，B正确，不符合题意；
C．a极电极发生氧化反应，半反应为：HCOO-+2OH-=+H2O+2e-，C错误，符合题意；
D．Fe3+与Fe2+可以进行循环，可看作是该反应的催化剂，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
10．C
【详解】A．将铜丝插入FeCl3溶液中，铜和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，铁的金属性强于铜，A错误；
B．Zn比Fe活泼，在发生吸氧腐蚀时，Zn失电子作负极，铁作正极、被保护，但向铁及附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液时，Fe与K3[Fe(CN)6]电离出的Fe3+发生反应生成Fe2+，生成的Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成有特征蓝色的沉淀，B错误；
C．由于M＋和R－均可能水解，且水解程度相同，溶液显中性，因此不能依据pH＝7判断MOH和HR是否均为强电解质，C正确；
D．向苯酚浊液中滴加饱和Na2CO3溶液生成苯酚钠和碳酸氢钠，所以苯酚的Ka大于碳酸的Ka2，但小于Ka1，D错误；
答案选C。
11．C
【分析】由图分析，B极Cl-进入变为Cl2反应为2Cl--2e-=Cl2↑，发生氧化反应，为电解池的阳极与电源正极相连。A为电解池的阴极发生还原反应，Fe3+变为Fe2+，Fe2+再经O2氧化变回Fe3+。
【详解】A．从图看在A极上发生反应的为Fe3+变为Fe2+，电极反应为Fe3++e-=Fe2+，A项错误；
B．由上分析，电极B为电解池的阳极，与电源正极相连，B项错误；
C．电流从正极流出经B，再由电解质流经电极A，再到负极，C项正确；
D．A极区发生的反应为4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+，该反应中每转移2mol电子需要消耗2molH+。同时，电解池工作时，每转移2mol电子，2molH+从B极经膜流向A极，即A极H+没有发生变化。而B极H+由于移走而减少了2mol，所以两极H+差为2NA，故D项错误；
故选C。
12．B
【分析】由题干装置图可知，左侧装置中转化为NH3的电极反应为：+8e-+6H2O=NH3+9OH-，该电极反应为还原反应，故为阴极，另一极为阳极，电极反应为：4OH- -4e-=O2↑+2H2O，右侧装置中NH4HCO3参与的电极反应为： +H2O+2e-=HCOO-+2OH-，为还原反应，故为阴极，另一极为阳极，电极反应为：4OH- -4e-=O2↑+2H2O，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，参与的电极反应为： +8e-+6H2O=NH3+9OH-，A正确；
B．由分析可知，生成HCOO-的电极反应为： +H2O+2e-=HCOO-+2OH-，B错误；
C．由分析可知，装置Ⅱ中左侧为阴极，右侧为阳极，故OH-穿过阴离子交换膜由左向右迁移，C正确；
D．由题干装置可知，空气的作用是作为载气将含NH3的气体吹出反应器，D正确；
故答案为：B。
13．C
【详解】A．①过程中MnO晶胞中体心的Mn2+失去，产生空位，该过程为MnO活化过程，根据化合物化合价为0可知Mn元素化合价一定发生变化，故A项错误；
B．锌电池中Zn失去电子生成Zn2+，Zn电极为负极材料，故B项错误；
C．②过程中电池的MnO电极上嵌入Zn2+，说明体系中有额外的Zn2+生成，因此表示放电过程，故C项正确；
D．晶胞所含O2-的个数为4，Zn2+个数为，因此O2-与Zn2+个数比为4：1，因此当过程③中1mol转化为1mol时，转移电子的物质的量为×2=0.5mol，故D项错误；
综上所述，叙述正确的是C项。
14．D
【分析】污染物、通到氢氧化钠溶液中，NO不反应，二氧化硫和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠在电解池中电解得到硫代硫酸钠，NO和Ce4+在吸收池2中反应生成、和Ce3+，氧化池中氧气氧化变为硝酸根，氨气通到酸性氧化池中和生成硝酸铵。
【详解】A．根据图中信息得到“吸收池1”中是氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸氢钠，其反应的离子方程式：，故A正确；
B．根据图中信息得到“吸收池2”中是NO和Ce4+反应生成、和Ce3+，则生成等物质的量和，假设都生成1mol，则转移4mol电子，说明有4mol Ce4+参与反应，再根据电荷守恒和质量守恒配平得到离子方程式：，故B正确；
C．“电解池”中阴极是亚硫酸氢根得到电子变为硫代硫酸根，其电极反应式：，故C正确；
D．“氧化池”中反应的离子方程式：，故D错误；
综上所述，答案为D。
15．C
【分析】由图可知，铂电极发生的电极反应为4H++4e-=2H2，得电子为原电池的正极，镍钴电极发生的电极反应为，失去电子为原电池的负极。
【详解】A．据分析可知，镍钴电极反应：，A正确；
B．原电池中阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移，据分析可知，II区的通过a交换膜向I区迁移，通过b交换膜向III区迁移，B正确；
C．据分析可知，正负极反应式相加得到总反应，则该装置工作时总反应：，C错误；
D．根据正负极反应式可知，该装置工作时还利用了中和能，D正确；
故选C。
16．C
【分析】NO—空气燃料电池的工作原理如图所示，氧气发生还原反应，故a为正极、b为负极；
【详解】A．由分析可知，a电极为电池正极，A错误；
B．原电池中氢离子向正极移动，故电池工作时透过质子交换膜从左向右移动，B错误；
C．b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应：，C正确；
D．没有标况，不能计算氧气的体积，D错误；
故选C。
17．C
【详解】A．电极A锰元素化合价降低，还原反应，电解时做阴极，电极反应为：2LiMn2O4＋6e−+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，A错误；
B．电极B锰元素化合价升高，氧化反应，电解时做阳极，B错误；
C．２LiMn2O4+４H+２Li++Mn2++３MnO２＋２H2O，电解后H+浓度变小，溶液的pH增大，C正确；
D．２LiMn2O4+４H+２Li++Mn2++３MnO２＋２H2O，电解一段时间后溶液中Mn2+浓度增加，D错误；
故答案为：C。
18．(1) SiO2 分液
(2)Mn2++H2O2+2NH3·H2O=MnO2+2H2O+2
(3) [Zn(NH3)4]2++S2-+4H2O= ZnS↓+4NH3·H2O或者[Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3 2.16×1014 c
(4)硫酸

【分析】粗氧化锌主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2，加入NH3-NH4Cl的混合溶液，生成[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+，同时生成Fe(OH)3、Mn(OH)2等，SiO2不溶解，进行操作1即过滤一起除去，得滤渣1为Fe(OH)3、Mn(OH)2和SiO2，再向滤液中加入H2O2，进行氧化除锰，反应的方程式为H2O2+Mn2++2NH3•H2O=MnO2↓+2H2O+2，再加入(NH4)2S，进行沉淀除铜，反应的方程式为[Cu(NH3)4]2++S2-=CuS↓+4NH3，进行操作2即过滤，除去MnO2和CuS，即滤渣2为MnO2和CuS，向滤液中加入萃取剂，使锌进入有机萃取剂中，进行操作3即分液后，再向有机萃取剂中加入硫酸，进行反萃取，得到硫酸锌溶液，然后进行电解，得到锌，据此分析作答。
【详解】（1）由分析可知，“滤渣1”的主要成分为Fe(OH)3、Mn(OH)2和SiO2，“ 操作3” 分离有机层和无机层，名称为分液，故答案为：SiO2；分液；
（2）由分析可知，“氧化除锰”时，H2O2 将Mn2+转化为难溶的MnO2，该反应的离子方程式为Mn2++H2O2+2NH3·H2O=MnO2+2H2O+2，故答案为：Mn2++H2O2+2NH3·H2O=MnO2+2H2O+2；
（3）①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的回收率下降的可能原因锌离子与硫离子结合生成了硫化锌，离子方程式为[Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3或者[Zn(NH3)4]2++S2-+4H2O= ZnS↓+4NH3·H2O，该反应的平衡常数为K=====2.16×1014，故答案为：[Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3或者[Zn(NH3)4]2++S2-+4H2O= ZnS↓+4NH3·H2O；2.16×1014；
②由题干图示信息可知，当(NH4)2S加入量为120%时，铜锌比为2.0×106，达到沉淀除铜标准，继续加大(NH4)2S加入量会导致锌回收率下降且不经济，故答案为：c；
（4）由分析可知，电解硫酸锌溶液制备锌，方程式为：2ZnSO4+2H2O2Zn+O2↑+2H2SO4，故电解后溶液中的溶质主要成分是硫酸，可用于“反萃取”步骤中循环使用，故答案为：硫酸。
19．(1)增大接触面积，提高反应速率和原料利用率
(2) 泥三角 V2O3+3Na2CO3+O22Na3VO4+3CO2
(3)b
(4) Al(OH)3、H2SiO3   
(5)2H2C2O4+3NaH2PO4+2NH4VO3Na3V2(PO4)3+2NH3↑+4CO2↑+6H2O
(6)Na3-xV2(PO4)3+xNa++xe-=Na3V2(PO4)3

【分析】钛钒磁铁矿的矿渣(V2O3、FeO、SiO2、Al2O3及一些稳定杂质)球磨后与纯碱混合在空气中焙烧，得到Na3VO4和硅酸钠、偏铝酸钠，过滤滤渣Ⅰ为铁的氧化物等不溶物质，滤液中通入二氧化碳，沉淀，过滤得滤渣Ⅱ主要成分是Al(OH)3、H2SiO3，加氯化铵沉钒，再加入磷酸二氢铵、草酸的混合液，过滤，在Ar气氛条件下焙烧，制备钠离子电池电极材料磷酸钒钠[Na3V2(PO4)3]。
【详解】（1）球磨的作用增大接触面积，提高反应速率和原料利用率。故答案为：增大接触面积，提高反应速率和原料利用率；
（2）灼烧固体在坩埚中进行，坩埚应放在泥三角上加后，实验室焙烧时使用酒精喷灯、三脚架、泥三角、铁坩埚、玻璃棒和坩埚钳。焙烧时V2O3转化为可溶的Na3VO4，反应方程式为V2O3+3Na2CO3+O22Na3VO4+3CO2。故答案为：泥三角；V2O3+3Na2CO3+O22Na3VO4+3CO2；
（3）白球8×+6×=4，黑球为12×+1=4，则该氧化物是FeO。故答案为：b；
（4）偏铝酸钠、硅酸钠溶液与二氧化碳反应生成Al(OH)3、H2SiO3，滤渣Ⅱ主要成分是Al(OH)3、H2SiO3，试剂X可以使用流程中的某种产物CO2，其电子式为。故答案为：Al(OH)3、H2SiO3；；
（5）Ar气氛焙烧制产品时，H2C2O4、NaH2PO4、NH4VO3反应生成Na3V2(PO4)3、NH3、CO2、H2O，化学方程式为2H2C2O4+3NaH2PO4+2NH4VO3Na3V2(PO4)3+2NH3↑+4CO2↑+6H2O。故答案为：2H2C2O4+3NaH2PO4+2NH4VO3Na3V2(PO4)3+2NH3↑+4CO2↑+6H2O；
（6）某种钠离子电池充电时总反应为Na3V2(PO4)3+C6=NaxCs6+Na3-xV2(PO4)3，该电池放电时正极的Na3-xV2(PO4)3得电子生成Na3V2(PO4)3，电极方程式为Na3-xV2(PO4)3+xNa++xe-=Na3V2(PO4)3。故答案为：Na3-xV2(PO4)3+xNa++xe-=Na3V2(PO4)3。
20．(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)

【分析】高硫锰矿的主要成分为，主要杂质为，还含有少量，含量较大。碱性溶液中，在催化剂存在下通空气氧化脱硫，硫化物中的硫元素被氧化为单质，二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠，过滤得到的脱硫矿粉中含S、氢氧化铁、碳酸盐和金属氧化物，再被硫酸酸浸以后生成的滤液中含Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Ni2+，单质S和硫酸钙则以滤渣1的形式除去，二氧化锰做氧化剂作用下，Fe2+转化为铁离子便于后续除杂，加入一水合氨调pH，进而除去铁元素，过滤得到的滤液中含Mn2+、Cu2+、Ni2+，再加入硫化铵可除去铜元素与镍元素，最后过滤得到的MnSO4溶液经电解得到金属锰，据此分析解答。
【详解】（1）碱性溶液中，在催化剂存在下通空气氧化脱硫，硫化物中的硫元素被氧化为单质，硫化亚铁被氧气氧化生成硫单质和氢氧化铁，根据氧化还原反应的配平原则可知涉及的化学方程式为；
（2）结合物质的类别与上述分析可知，脱硫时能被部分溶解的物质是酸性氧化物二氧化硅，故答案为：；
（3）未经脱硫直接酸浸，金属硫化物会与酸发生反应产生有毒的硫化氢，故答案为：；
（4）酸浸时含硫矿粉中的碳酸锰会与硫酸发生反应生成MnSO4、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：；酸浸时，加入目的是为了氧化亚铁离子，生成便于除去的铁离子，涉及的离子方程式为：；
（5）根据给定信息①金属离子的与溶液的关系图可知，调节pH为5左右，目的是为了除去铁元素，所以过滤得到的滤渣2主要成分是；结合给定信息②金属硫化物的溶度积常数数据可知，加入适量的除去的主要离子是；
（6）根据放电顺序可知，除杂后的溶液通过电解在阴极可制得金属锰，惰性阳极水得到电子生成氢气和氢氧根离子，发生的电极反应为；
（7）氧原子以面心立方堆积(如图)，利用均摊法可知，氧原子数==4，所以晶胞中含为1个，晶胞质量为，若该晶胞参数为，则晶体密度=。