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河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21化学能与电能（2）
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这是一份河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21化学能与电能（2），共36页。试卷主要包含了单选题，原理综合题，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21化学能与电能（2）
一、单选题
1．（2023·河南新乡·统考二模）基于H2O、H2O2、O2自循环的生物混合光电化学电池，在单个单元中实现可持续太阳能一燃料一电能转换，工作原理如图。下列说法错误的是
A．电池工作时，电子由电极N经导线流向电极M
B．负极的电极反应式有2H2O-2e- =H2O2+2H+
C．自循环过程中存在O2+2e- +2H+= H2O2
D．该电池的有效开发和利用可减少碳排放
2．（2023·河南新乡·统考二模）某同学按图示装置进行实验，大头针固定固体，塑料瓶盛放液体试剂。实验时先打开止水夹，手指压紧小孔并挤压塑料瓶，使液体试剂沿玻璃管上升至完全充满，排尽玻璃管中空气，立即关闭止水夹，一会儿后，手指堵住小孔，打开止水夹。下列所加液体试剂、对应现象及结论均正确的是
选项
固体
液体试剂
现象
结论
A
钠块
水
钠块熔化成小球并浮在水面上；打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色
钠块与水反应产生氢气
B
铝条
NaOH溶液
先有沉淀生成，后沉淀溶解；打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色
铝条与氢氧化钠溶液反应产生氢气
C
铜丝
稀HNO3
产生红棕色气体，溶液呈蓝色
铜丝与稀硝酸反应产生NO2
D
铁丝
食盐水
打开止水夹，并松开小孔片刻，关闭止水夹，发现塑料瓶中液面下降
铁丝发生了吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
3．（2023·河南焦作·统考二模）在电还原条件下由PVC{}产生的氯离子可以直接用于串联电氧化氯化反应。PVC可用于常规回收DEHP(在电化学反应中可充当氧化还原介质，提高反应效率)，转化过程如图所示。
下列叙述错误的是
A．上述装置为将电能转化成化学能的装置
B．电极d上发生还原反应
C．上述转化的总反应方程式为
D．上述转化实现了资源回收与利用
4．（2023·河南·统考一模）Li-CO2电池在可逆的CO2循环和储能领域都具有巨大的潜力。研究发现，用不同材料作Li极催化剂时，CO2的放电产物不同，催化剂的使用情况和放电时的装置如下列图表所示，下列说法正确的是
Li极催化剂
碳化钼(Mo2C)
Au和多孔碳
CO2的放电产物
草酸锂(Li2C2O4)
Li2CO3和C
A．充电时，在a极上Li+被还原为Li
B．放电时，Li+向b极移动
C．放电时，用碳化钼作Li极催化剂的总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4
D．生成等物质的量的Li2C2O4和Li2CO3时，消耗CO2的量相同
5．（2023·河南·统考三模）化学与科技、生活有密切的关系。下列叙述错误的是
A．航空航天工业中采用化学镀镍，电镀时镀件作阴极，镍作阳极
B．我国力争2060年前实现碳中和，用脱硫煤代替原煤作燃料有利于实现碳中和
C．新冠疫情期间使用的抗原检测试纸，其检测原理是有机物分离方法中的层析法
D．卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造，其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶
6．（2023·河南濮阳·统考一模）1971年Tekkosha公司利用金属钠可溶于水银形成液态的合金“钠汞齐”这一性质，通过电解饱和食盐水得到金属钠，制取钠汞齐的实验装置如图所示。下列说法错误的是
A．b电极是阴极
B．若没有玻璃套管，b电极反应式为2H2O +2e-= H2 ↑+2OH-
C．电解过程中玻璃套管下端的银白色液面上升
D．水银层的质量每增加0.23 g， 理论上c口会逸出112 mL气体
7．（2023·河南·统考二模）随着中国双碳决策部署的有序推进，绿电发电规模逐年提升，为适应未来绿电长时储能需求，我国企业开始于2022年利用“全钒液流电池”布局大型储能基地。电池的充放电总反应式为VO2+ +V3+ +H2OVO2+ +V2+ +2H +，下图为全钒液流电池工作原理示意图。下列说法错误的是
A．放电时电极A的电势比B的高
B．放电时正极的电极反应式为VO +e-+ 2H+ =VO2+ +H2O
C．在220V电压下，用恒定的1A电流充电1小时，电池中增加的化学能为7.92 105J
D．充电时H +由A极室通过质子交换膜向B极室迁移
8．（2022·河南·校联考模拟预测）一种采用SOEC共电解H2O/CO2技术合成CH4的工作原理如图所示。图中三相界面即电子导体相、离子导体相和气相共存的界面。
下列说法正确的是
A．电解时，M电极与电源的负极相接
B．电解时，阴极电极反应式之一为CO2+2e-=CO+O2-
C．若电解过程中生成22. 4 L CH4，则转移电子的数目一定为6NA
D．若该装置能为外界提供电力，则M电极为负极
9．（2022·河南濮阳·统考模拟预测）如图是微电池反应器处理废水的构造原理装置。下列说法错误的是
A．铁作负极，放电时变成Fe2+进入溶液
B．空气氧化Fe2+，进一步产生的胶体有混凝作用
C．污染物中的微粒可被氢氧化铁胶体吸附而去除
D．废水中，NO在石墨上发生反应NO-2e-+H2O=NO+2H+
10．（2022·河南·校联考二模）2—氯乙醇是一种重要的有机合成中间体，可用电解法制备，制备装置如图所示，其中a和b为电极，c为离子交换膜。下列说法错误的是
A．电极a应接电源负极，发生还原反应
B．电解池阳极区发生的总反应式为Cl--2e-+H2O+CH2=CH2H++HOCH2CH2Cl
C．为提高氯离子的利用率，离子交换膜c可选用阴离子交换膜
D．不考虑各项损失，理论上生成16g气体B，可得到产品2—氯乙醇644g
11．（2022·河南·校联考模拟预测）一种利用绿矾(FeSO4·7H2O) 和磷酸制备电池正极材料LiFePO4的工艺流程如图所示：
下列说法错误的是
A．“溶解”时，H3PO4的用量不宜过多
B．反应1时，参与反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1
C．可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验FePO4是否洗涤干净
D．LiFePO4电池放电时装置如图，则电极a为负极，电极b为正极
12．（2022·河南·校联考模拟预测）锂－硒电池因其较高的体积能量密度而具有广阔的应用前景。西北工业大学某科研团队设计的锂－硒电池模型如图1所示：
下列叙述正确的是
A．放电时N极电势高，充电时N极电势低
B．工作时，Li+和电子通过分离膜界面来回穿梭，维持电荷平衡
C．充电过程中N极可能发生的反应有3Li2Se4-2e-=2Li2Se6+2Li+
D．Li2Sex与石墨烯结合时的能量变化如图2所示，则Li2Sex中与石墨烯的结合能力最大的是Li2Se
13．（2022·河南开封·校联考模拟预测）利用光电催化技术分解水，并实现CO2转化为CH3OH，其简易电化学装置如图所示。下列说法中错误的是
A．交换膜为质子(H+ )交换膜
B．该电化学装置中能量转化形式不止一种
C．N电极反应式之一为6H++CO2+6e-=CH3OH+H2O
D．若电极M上分解18g水，则电极N有2g H2生成
14．（2022·河南·统考二模）AlH3是一种重要的储氢材料。现以Al片、Pt片做电极，通过恒电位法控制阳极电位为-1.57V时电解NaAlH4的THF(四氢呋喃，液态有机溶剂)溶液制AlH3，电解过程中Pt电极上有Na3AlH6析出，下列有关说法错误的是
已知：电位值影响电极放电。
A．Pt片接恒电位仪的负极，NaAlH4在Pt上被还原为Na3AlH6
B．电解时不能在有水环境中进行
C．Al片接恒电位仪的正极，电极反应为3+Al-3e-=4AlH3
D．若阳极电位不是-1.57V，则阳极可能同时生成H2
15．（2021·河南新乡·统考模拟预测）用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是
A．证明铁发生了吸氧腐蚀
B．向含少量水的乙醇中加入沸石，蒸馏可得到无水乙醇
C．用标准NaOH溶液滴定锥形瓶中的盐酸
D．蒸发CuCl2溶液得到CuC2固体
A．A B．B C．C D．D
16．（2021·河南信阳·统考模拟预测）一种使用(二甲亚砜)作为电解液，并用多孔的黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，这种实验电池在充放电100次以后，其电池容量仍能保持最初的95%。该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置如图所示。下列有关叙述正确的是
A．电解液可以换成水溶液仍能正常工作
B．负极的电极反应式为，生成的从左向右移动
C．该电池放电时每消耗空气，转移电子
D．给该锂-空气电池充电时，金属锂接直流电源正极
二、原理综合题
17．（2023·河南濮阳·统考一模）含NO的烟气需要处理后才能排放。
(1)氢气催化还原含NO的烟气，发生“脱硝”反应：2NO(g) +2H2(g) N2(g) +2H2O(g) ΔH=-605kJ·mol-1。一定条件下，加入H2的体积分数对该反应平衡时含氮物质的体积分数的影响如图所示：
①随着H2体积分数增加， NO中N被还原的价态逐渐降低。当H2的体积分数在0.5×10-3 ~ 0.75×10-3时，NO的转化率基本为100%，而N2和NH3的体积分数仍呈增加趋势，其可能原因是 。
②已知：Ⅰ．4NH3(g) +5O2(g)= 4NO(g) +6H2O(g) ΔH = -1025 kJ ·mol-1
Ⅱ．2H2(g) +O2(g)= 2H2O(g) ΔH = -484 kJ ·mol-1
图中N2减少的原因是N2与H2反应生成NH3，写出该反应的热化学方程式： 。
(2)某科研小组研究了NO与H2反应生成N2和NH3的转化过程。在起始温度为400℃时，将n(NO)：n(H2)=1：2通入甲、乙两个恒容密闭容器中，甲为绝热过程、乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。
①曲线X是 (填“甲”或“乙”)容器。
②a点在曲线X上，则a点 是平衡点(填“可能”或“不可能”)。
③曲线Y的容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%，从开始到平衡点Z时用分压表示的H2消耗速率是 kPa·min-1。400℃时，“脱硝”反应的压强平衡常数Kp= kPa -1(结果保留两位有效数字，Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压 × 物质的量分数)。
(3)科学研究发现，用P1 -g-C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如图所示。
光催化脱除原理和电化学反应原理类似，P1-g-C3N4光催化的P1和g-C3N4两端类似于两极，g –C3N4极发生 反应( 填“氧化”或“还原”)，该极的电极反应式为 。
18．（2023·河南郑州·统考一模）金属锌具有储量丰富、电池理论容量高、氧化还原电位低、对环境友好等诸多优势；锌的化合物在防腐、电镀、医学、纺织等领域有诸多应用。
(1)一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。放电结束后对左侧电极片进行紫外测试，可观测到在765nm处有一个较强的吸收峰，在615nm处有一个肩峰，与标准图像吻合。(注：可溶于水，强碱性环境下最终转化为)。
①该电池中b膜为 离子交换膜。(填“阴”或“阳”)
②该电池正极的电极反应式为 ；当电路中转移1mol电子时，电极质量减少 g。
(2)的浓溶液可形成配合酸，因此浓溶液常用作除锈剂。的溶液的酸性就相当千的酸。根据以上信息，请写出的浓溶液除铁锈的化学方程式 。
(3)已知难溶于水，在强碱溶液中发生反应，下图是二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系，其中c为或浓度的值。
① 。
②向的溶液中加入等体积的HCl后，体系中的Zn元素主要以 (写微粒符号)形式存在。
19．（2022·河南·校联考模拟预测）氢能是一种举足轻重的能源，氢的制取，储存、运输、应用技术也是当今世界备受关注的焦点。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下：
反应I：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1
反应II：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH2
反应III：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-165 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)ΔH2= kJ·mol-1，反应II的正反应活化能E正和逆反应活化能E逆中较大的是 (填“E正”或“E逆”)。
(2)已知：(R、C均为常数，T为热力学温度)，反应I、反应II、反应III的平衡常数与温度T的变化关系如图1所示。
①表示反应I的曲线为 (填“L1”“L2”或“L3”)，原因为 。
②T1温度下，反应III的平衡常数K(III)= 。
(3)900°C时，将n(H2O)：n(CH4)的混合气通入盛有催化剂的反应器装置，测得CH4的平衡转化率与水碳比[n(H2O)：n(CH4)]的关系如图2所示；当水碳比为4时，CH4的转化率和气体流速的关系如图3所示。
P点的v正 v逆(填“>”“=”或“<”)，随着混合气体流速的增大，CH4的转化率下降的原因为 。
(4)若将反应I设计成以石墨为电极，以稀硫酸为电解质溶液的电解池装置，则通入CH4(g)的应为 (填“阴极”或“阳极”)，该电极的电极反应式为 。
20．（2022·河南开封·校联考模拟预测）基于生物质的乙醇转化制氢是目前制氢领域研究较热门的技术之一。回答下列问题：
(1)电催化乙醇制氢的装置如图所示。装置工作时，能量转化方式是 ；阳极的电极反应式为 。
(2)水蒸气重整乙醇制氢包括的主要反应如下：
Ⅰ．CH3CH2OH(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g) ΔH1=+49 kJ·mol-1K1；
Ⅱ．CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH2=+256 kJ·mol-1K2；
Ⅲ．CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH3K3；
Ⅳ．CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH4=-41 kJ·mol-1
①反应CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)的ΔH= kJ·mol-1；反应III的平衡常数K3= (用K1、K2表示)。
②在0.1 MPa和650℃条件下，水醇物质的量之比与气体产率的关系如图所示。图中a、b代表的物质依次是 、 (填化学式)。
③在0.1 MPa、水醇比为7时，温度对气体产率的影响如图所示。在150~250℃主要发生的反应为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；温度高于650℃时，随着温度升高，H2的产率略有所下降，其原因是 。
④在0.1 MPa，水醇比为1时，在恒压密闭容器中若只发生反应CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g)，达平衡时乙醇的转化率为α，则该反应的平衡常数Kp= MPa4(以平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×各物质的体积分数)。
21．（2021·河南信阳·统考模拟预测）碳及其化合物在有机合成、溶液分析、电化学等方面，都有着重要应用。结合下列提供素材回答相关问题：
Ⅰ.天然气催化制备二甲醚(，熔点：，沸点：)的反应如下：
①
由合成气——水煤气也可以分两步制备二甲醚
②
③
(1)已知：
物质
燃烧热
890.3
1453
并且液态水变成气态水吸收的热量。则 。
(2)若在恒温恒容的密闭容器中，按的起始量进行反应①，下列能说明反应①达到化学平衡状态的是 (填字母序号)。
a．反应容器中二甲醚的百分含量不变 b．混合气体的密度不变
c．不变 d．分压平衡常数不变
e． f．混合气体的压强不变
(3)采用一种新型的催化剂(主要成分是的合金)，利用和制备二甲醚。观察图1回答问题。催化剂中约为 时最有利于二甲醚的合成。
(4)图2为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，a电极的电极反应式为 。
Ⅱ．以合成气为原料可以合成甲醇。
(5)在体积可变的密闭容器中投入和，在不同条件下发生反应：。实验测得的物质的量随温度、压强的变化如图3所示。
①该反应自发进行的条件是 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)。
②时，压强为反应平衡时的转化率为 ；压强： (填“＞”、“＜”或“=”)。
③反应速率：N点 M点(填“＞”、“＜”或“=”)。
④若压强为、在恒容密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，在不同温度下上述反应的平衡常数的对数如图4所示。则温度为时，平衡常数 (保留三位小数)，B、C、D、E四点中能正确表示该反应的与T的关系的点为 。
22．（2021·河南·统考模拟预测）甲烷是一种重要的化工原料，广泛应用于民用和工业中。回答下列问题：
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知：①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。 △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566kJ∙mol–1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ∙mol–1
相关化学键的键能数据如下：
共价键
H-O
C≡O
H-H
C-H
键能/(kJ∙mol–1)
463
1076
436
413
由此计算△H1= kJ∙mol–1，CH4超干重整CO2技术得到CO和H2的反应的热化学方程式为 。
(2)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示：
①关于上述过程II的说法正确的是 (填序号)。
A．CO表未示参为与反应
B．CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g)
C．实现了含碳物质与含氢物质的分离
D．Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的△H
②在体积为2L的刚性密闭容器中，充入2molCH4和3molCO2，加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至T1使其发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示：
反应时间
0
2
4
6
8
10
12
总压强p/kPa
10.0
11.5
12.3
13.0
13.6
14.0
14.0
i.该温度下的平衡常数Kp= kPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
ii.实验测得v正=k正·c(CH4)·c(CO2)，v逆=k逆·c2(CO)·c2(H2)，其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时，= (填数值)。若将温度由T1升高到T2，则反应速率增大的倍数v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下，向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中c(H2C2O4)=c()，则此时溶液的pH= 。(已知常温下H2C2O4的Ka1=6×10-2，Ka2=6×10-5，lg6=0.8)
(4)模拟利用CH4与CO2反应制草酸(H2C2O4)的电池，装置如图所示(电极均为惰性材料)，则充入CH4一极为电池的 极(填正”或“负”)，此极发生的电极方程式为 。
三、工业流程题
23．（2023·河南焦作·统考二模）锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌，以某硫化锌精矿(主要成分是ZnS，还含有少量FeS等其他成分)为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程在氧气气氛的沸腾炉中进行，“焙砂”中铁元素主要以Fe3O4形式存在，写出“焙烧”过程中FeS主要发生反应的化学方程式： ；“含尘烟气”中的SO2可用氨水吸收，经循环利用后制取硫酸，用氨水吸收SO2至溶液的pH=5时，所得溶液中的= 。[已知：Ka1(H2SO3)=l。4×10-2；Ka2(H2SO3)=6.0×10-8]
(2)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，所得“滤渣”的成分为 (填化学式)，分离“滤液”'“滤渣”的操作名称为 。
(3)在该流程中可循环使用的物质是Zn和 (填化学式)。
(4)改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸(稀硫酸)浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。
①下列设想的加快浸取反应速率的措施中不合理的是 (填标号)。
A．将稀硫酸更换为98%的浓硫酸
B．将硫化锌精矿粉碎
C．适当升高温度
②硫化锌精矿的主要成分ZnS遇到硫酸铜溶液可慢慢地转化为铜蓝(CuS)：ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)，该反应的平衡常数K= 。[已知：Ksp(ZnS)=1.6×10-24，Ksp(CuS)=6.4×10-36]
(5)金属锌化学性质活泼，可用于多种化学电源的电极材料。一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收了ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]。放电时正极的电极反应式为 。
24．（2022·河南·校联考模拟预测）某硫铅矿的主要成分为PbS，含有杂质Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等，利用粉碎过的硫铅矿粉制备高纯铅的流程如图：
已知：①PbS不溶于强碱溶液；
②25℃时，Ksp(PbSO4)=1.5×10-8，Ksp(PbCO3)=8.0×10-14，Ksp(PbS)=1.0×10-28；
③H2SiF6、PbSiF6均为强电解质。
请回答下列问题：
(1)“碱浸”的目的是为了除去某些杂质，为了能使除杂更完全，可采取的有效措施有 (写两条)。
(2)向滤液I中通入足量的CO2，有白色沉淀产生，则白色沉淀的主要成分为 (填化学式)。
(3)“氧化、酸浸”过程中，双氧水的实际用量远高于理论用量，其原因可能是 ；写出PbS转化为PbSO4的化学方程式： 。
(4)“转化”是为了使PbSO4转化为PbCO3若滤液III中c(SO)=1.5 mol·L-1、c(CO)=4.0×10-5 mol·L-1，试通过计算判断“转化”过程中所得PbCO3固体中是否含有PbSO4： (简要写出重要计算过程)。
(5)写出“溶解”过程中反应的离子方程式： 。
(6)研究发现，电解“H2SiF6、PbSiF6混合液”时，适当提高c(H2SiF6)有利于提高铅的产率，但若c(H2SiF6)太大，铅的产率反而下降，其下降的原因可能是 。
参考答案：
1．A
【分析】电池工作时，M极H2O失电子产物与电解质反应生成H2O2或O2等，N极O2得电子产物与电解质反应生成H2O2或H2O，所以M极为负极，N极为正极。
【详解】A．由分析可知，M极为负极，N极为正极，则电池工作时，电子由电极M经导线流向电极N，A错误；
B．在负极，H2O失电子产物与电解质反应生成H2O2，则电极反应式有2H2O-2e- =H2O2+2H+，B正确；
C．自循环过程中，在正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O2或H2O，则存在O2+2e- +2H+= H2O2，C正确；
D．该电池的有效开发和利用，实现了可持续太阳能一燃料一电能转换，整个过程中不涉及含碳物质，可减少碳排放，D正确；
故选A。
2．A
【详解】A．若固体是钠块，液体试剂为水，钠块熔化成小球并浮在水面上，说明钠熔点低，且产生了气体，打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色，说明产生了氢气，可以证明钠块与水反应产生氢气，选项A正确；
B．若固体是铝条，液体试剂为氢氧化钠溶液,铝单质与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，不会产生沉淀，选项B错误；
C．若固体是铜丝，液体试剂为稀硝酸，铜单质与稀硝酸反应生成一氧化氮， 选项C错误；
D．若固体是铁丝，液体试剂为食盐水，食盐水呈中性，铁丝发生了吸氧腐蚀，打开止水夹,并松开小孔片刻，关闭止水夹，发现玻璃管中液面.上升，但由于塑料瓶直径较大，较难观察其液面变化，选项D错误；
答案选A。
3．B
【详解】A．上述装置有外接电源，为电解池，将电能转化成化学能，A正确；
B．电极d上氯离子失去电子生成氯原子，发生氧化反应，B错误；
C．结合反应过程，和电解生成、，转化的总反应方程式为，C正确；
D．根据题干信息，上述转化实现了PVC资源回收与利用，D正确；
故选B。
4．C
【分析】由题给信息可知，放电时，b电极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，a电极为正极，碳化钼做催化剂时，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成草酸锂，总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4，金和多孔碳做催化剂时，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸锂和碳，总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C，充电时，与直流电源的负极相连的b电极做阴极，a电极做阳极。
【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源的负极相连的b电极做阴极，锂离子在阴极被还原为锂，故A错误；
B．由分析可知，放电时，b电极为原电池的负极，a电极为正极，则锂离子向a极移动，故B错误；
C．由分析可知，放电时，用碳化钼作锂极催化剂的总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4，故C正确；
D．由总反应可知，生成1mol草酸锂和碳酸锂消耗二氧化碳的物质的量分别为2mol和1mol，消耗二氧化碳的量不相同，故D错误；
故选C。
5．B
【详解】A．航空航天工业中采用化学镀镍，电镀时镀件作阴极，发生还原反应，镍作阳极，发生氧化反应，故A正确；
B．我国力争2060年前实现碳中和，用脱硫煤代替原煤作燃料不能减少二氧化碳的排放，不能实现碳中和，故B错误；
C．新冠疫情期间使用的抗原检测试纸，其检测原理是有机物分离方法中的层析法，故C正确﹔
D．卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造，其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶，故D正确﹔
故选B。
6．D
【分析】金属钠可与水银形成钠汞齐，说明在水银处有Na生成，发生还原反应，则水银为阴极，Na++e-+nHg=Na·nHg，石墨为阳极，2Cl--2e-=Cl2↑；
【详解】A．b电极处与水银相连，为阴极，选项A正确；
B．若没有玻璃套管，b电极反应式为2H2O +2e-= H2 ↑+2OH-，选项B正确；
C．因形成钠汞齐，故电解过程中玻璃套管下端的银白色液面上升，选项C正确；
D．没有注明标准状况下，故无法计算气体体积，选项D错误；
答案选D。
7．C
【分析】电池的充放电总反应式为VO2+ +V3+ +H2OVO +V2+ +2H +，由图可知，放电时A极室VO转化为VO2+，得到电子，则A电极为正极，B极室V2+转化为V3+，失去电子，则B极为负极，故充电时A极为阳极，B极为阴极。
【详解】A．据分析可知，放电时电极A为正极，电极B为负极，则电极A的电势比B的高，A正确；
B．根据总反应可知，放电时正极的电极反应式为VO +e-+ 2H+ =VO2+ +H2O，B正确；
C．充电过程中，电能不会完全转化为化学能，则无法计算，C错误；
D．据分析可知，充电时电极A为阳极，电极B为阴极，则H +由A极室通过质子交换膜向B极室迁移，D正确；
故选C。
8．B
【详解】A． M电极处生成O2，应为O2-失去电子生成O2，为阳极，与电源的正极相连，故A错误；
B． 阴极电极处，CO2→CO，H2O→H2，CO2→CH4，故阴极电极反应式之一为CO2+2e-=CO+O2-，故B正确；
C． 没有指明为标准状况，故无法计算甲烷的物质的量，且阴极除了生成甲烷外，还生成氢气和CO，故不能计算转移电子数，故C错误；
D． 若该装置能为外界提供电力，为电解池，O2→O2-，M电极为正极，故D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．铁作负极，电极反应式为：Fe-2e-= Fe2+，放电时变成Fe2+进入溶液，A正确；
B．空气氧化Fe2+，生成Fe3+，Fe3+水解产生氢氧化铁胶体，有混凝作用，B正确；
C．氢氧化铁胶体具有吸附性，可吸附污染物中的微粒，C正确；
D．石墨为正极，发生还原反应，应该得电子，电极反应式为：2NO+ 6e- + 4H2O = N2↑ + 8OH-，D错误；
故选D。
10．C
【详解】A．右侧乙烯变成2-氯乙醇，反应失去电子，故在阳极反应，则右侧连接电源的正极，a连接电源负极，发生还原反应，A正确；
B．阳极区乙烯生成2-氯乙醇，电极反应为Cl--2e-+H2O+CH2=CH2H++HOCH2CH2Cl ，B错误；
C．避免阳极区氯气和氢氧根反应，应使用阳离子交换膜，C错误；
D．气体B为氢气，16克氢气的物质的量为8mol，转移16mol电子，故得到8mol2-氯乙醇，质量为644克，D正确；
故选C。
11．B
【分析】由题给流程可知，将绿矾溶于磷酸溶液得到磷酸酸化的硫酸亚铁溶液，向溶液中加入次氯酸钠溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，向氧化后的溶液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将铁离子转化为磷酸铁沉淀，过滤得到磷酸铁；向磷酸铁中加入草酸和氢氧化锂溶液得到磷酸亚铁锂沉淀，过滤、洗涤得到磷酸亚铁锂。
【详解】A．溶解时若磷酸溶液的用量过多会导致反应1消耗较多的氢氧化钠溶液，造成浪费，所以溶解时磷酸溶液的的用量不宜过多，故A正确；
B．由分析可知，反应1时，向溶液中加入次氯酸钠溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，由得失电子数目守恒可知，参与反应的氧化剂次氯酸钠与还原剂亚铁离子物质的量之比为1：2，故B错误；
C．由分析可知，磷酸铁沉淀的表面附有可溶性的氯化钠，所以可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验磷酸铁是否洗涤干净，故C正确；
D．由锂离子的移动方向可知，放电时，电极a为负极，电极b为正极，故D正确；
故选B。
12．C
【分析】锂－硒电池是原电池装置，M极上Li失电子，电极反应式为Li-e-=Li+，则M为负极，N为正极；
【详解】A．M极上Li失电子，则M为负极，N为正极，正极的电势比负极的高，充电时阳极连接正极，则充放电时N极电势都比M极的高，A错误；
B．电子在外电路移动，不经过分离膜，B错误；
C．充电时N极为阳极，Li2Se4可失电子生成Li2Se6，电极反应式为3Li2Se4-2e-=2Li2Se6+2Li+，C正确；
D．能量越低物质越稳定，越不易分离，由图2知，Li2Sex中与石墨烯的结合能力最大的是Li2Se8，D错误；
故选：C。
13．D
【分析】由图可知，M极氧元素价态升高失电子，故M极为负极，电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+，N极为正极，电极反应式为6H++CO2+6e-═CH3OH+H2O，2H++2e-═H2↑，据此分析作答。
【详解】A．氢离子透过交换膜由左侧向右侧迁移，故交换膜为质子交换膜，A正确；
B．该装置中太阳能转化为化学能，化学能转化为电能，电能转化为光能、热能等，B正确；
C．N极为正极，电极反应式为6H++CO2+6e-═CH3OH+H2O，2H++2e-═H2↑，C正确；
D．N极二氧化碳和氢离子均得电子，无法计算实际生成氢气的量，D错误；
故答案为：D。
14．A
【分析】以Al片、Pt片做电极，通过恒电位法控制阳极电位为-1.57V时电解NaAlH4的THF溶液制AlH3，则Al电极为阳极，Pt电极为阴极，即Al电极与电源正极相接，Pt电极与电源负极相接，阳极反应式为3NaAlH4+Al-3e-=4AlH3，注意AlH3和NaAlH4中的H为-1价，二者均具有强还原性，能与水反应生成氢气，据此分析解答。
【详解】A．Pt电极为阴极，与电源负极相接，但NaAlH4转化为Na3AlH6的过程中Al、H的化合价未变化，则NaAlH4在Pt上转化为Na3AlH6的过程中没有发生还原反应，A错误；
B．AlH3具有还原性，能与水反应生成氢气，则电解时不能在有水环境中进行，B正确；
C．由上述分析可知：Al电极为阳极，Al失电子、与AlH4结合生成生成AlH3，则阳极反应式为3+Al-3e-=4AlH3，C正确；
D．NaAlH4具有其还原性，若阳极电位不是-1.57V，可能在阳极失电子生成H2，D正确；
故合理选项是A。
15．A
【详解】A．食盐水为中性，发生吸氧腐蚀，故A正确；
B．易形成共沸混合物，应加CaO后蒸馏，故B错误；
C．中和滴定时眼睛观察锥形瓶内颜色的变化，达到滴定终点后再读数，故C错误；
D．蒸发促进铜离子水解，且生成盐酸易挥发，应在HCl气流中蒸发得到CuCl2固体，故D错误；
故选：A。
16．B
【详解】A．水可以与锂反应生成氢气，容易发生爆炸，A项错误；
B．金属锂做负极，失去电子，阳离子移向正极，B项正确；
C．参与反应的为空气中的氧气，2mol空气中氧气含量约为0.4mol，转移电子小于4mol，C项错误；
D．充电时，电源正极与电池正极相连，电源负极与电池负极相连，金属锂做负极与电源负极相连，D项错误；
故选B。
17．(1) H2 较少时，NO主要被还原为N2O(或+1价含氮化合物等)(合理即可) N2 (g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH= -92.5kJ ·mol-1
(2) 甲 可能 0.11 0.12
(3) 还原 O2 +2H+ +2e- =H2O2
【详解】（1）①根据题中信息，随着氢气体积分数的增加，NO中被还原的价态逐渐降低，根据图像可知，当氢气的体积分数在0.5×10-3～0.75×10-3时，NO转化率基本为100%，而氮气和氨气的体积分数仍呈增加趋势，NO中N显+2价，N2中N显0价，NH3中N显-3价，因此当氢气较少时，NO被还原为N的+1价化合物或N2O；故答案为当氢气较少时，NO被还原为N的+1价化合物或N2O；
②根据盖斯定律可知，－脱硝反应，推出N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=()kJ/mol=-92.5kJ/mol；故答案为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.5kJ/mol；
（2）①该过程发生的两个反应都是物质的量减少的放热反应，恒温恒容状态下，随着时间的进行，气体物质的量减小，压强降低，而绝热容器中，虽然气体物质的量减小，但温度升高，气体压强增大，因此根据图像可知，X为绝热容器，Y为恒温容器；故答案为甲；
②因为反应为放热，甲绝热容器内反应体系温度升过高，反应速率快，先达到平衡，温度升高，平衡左移，平衡时压强增大，因此点a可能已达到平衡；故答案为可能；
③曲线Y是恒温过程的乙容器，恒温容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%，开始时体系总压强为9kPa，n(NO)∶n(H2)=1∶2，p(NO)=3kPa，p(H2)=6kPa，
平衡压强为7.1kPa，则x=0.5，从开始到平衡时用分压表示的氢气消耗速率时=0.11kPa/min；平衡时p(NO)=1.2kPa、p(H2)=(4.2-1.5) kPa=2.7kPa、p(H2O)=1.8 kPa、p(N2)=(0.9-0.5) kPa=0.4 kPa，Kp==0.12kPa-1；故答案为0.11；0.12；
（3）g-C3N4极氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2；故答案为还原；O2+2H++2e-=H2O2。
18．(1) 阴 91
(2)6+=2Fe3+(n+3)H2O
(3)
【详解】（1）①电池中，Zn电极为负极，V2O5电极为正极，结合正极、负极电解质溶液及题干所给信息，可得两极电极反应式如下：正极：，负极：，由图可知，电池放电过程，浓硫酸钾变为稀硫酸钾溶液，根据离子移动规则可知，钾离子通过a膜移向正极，硫酸根通过b膜移向负极，则b膜为阴离子交换膜；
②由第一问可知，正极反应为：；根据电极反应式可知，当转移1mol电子时，V2O5溶解0.5mol，则；
（2）由信息可知，为酸，则的浓溶液除铁锈的化学方程式为：6+=2Fe3+(n+3)H2O；
（3）由所给平衡可知pH越大，四羟基合锌离子浓度越大，故曲线①代表Zn2+，②代表：
①由可知，当pH=6时，c(OH-)=10-8mol/L ，c(Zn2+)=0.1mol/L，则；
②向时对应-lgc=1，此时pH>14，c(OH-)>1mol/L，加入等体积的HCl后，c(OH-)>0.3mol/L>0.1mol/L，c(H+)<10-13mol/L，此时pH>13，结合图像可知此时Zn元素主要以形式存在。
19．(1) +41 E正
(2) L3 反应I和反应II均为吸热反应，故两个反应对应的lnK均随的增大而减小，但由于△H1更大，则由可知表示反应I的是斜率更大的曲线L3 1
(3) > 随着混合气体流速的提高，反应物与催化剂的接触时间减少，部分反应物没来得及反应就从反应器中流出
(4) 阳极 CH4-6e- +H2O= CO+6H+
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应II=反应I+反应III，所以对应的热效应；该反应为吸热反应，故正反应的活化能较大，故答案为E正；
（2）①因为，结合图象可知，图象的斜率为，从图象的变化趋势可以看出，曲线“L2”或“L3”的斜率为负，且“L3”的斜率更陡，反应I和反应II相比，反应I的反应热更大，故答案为：L3；反应I和反应II均为吸热反应，故两个反应对应的lnK均随的增大而减小，但由于△H1更大，则由可知表示反应I的是斜率更大的曲线L3；
②反应III的平衡常数，T1温度下，K(I)= K(II)，故K(III)=1；
（3）由图2可知，n(H2O)：n(CH4)=4时CH4的平衡转化率为75%，由图3可知，CH4在催化剂表面停留的时间短，因此转化率下降，故答案为：>；随着混合气体流速的提高，反应物与催化剂的接触时间减少，部分反应物没来得及反应就从反应器中流出；
（4）反应I设计成以石墨为电极，以稀硫酸为电解质溶液的电解池装置，因为C\元素化合价升高被氧化，则通入甲烷的电极为阳极；电极反应式为：CH4-6e- +H2O= CO+6H+。
20．(1) 电能转化为化学能 C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+
(2) ΔH=+174 kJ/mol H2 CO2 Ⅰ 反应Ⅳ的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，反应消耗H2，导致H2的产率降低
【解析】（1）
电催化乙醇制氢的装置如图所示。装置工作时，能量转化方式是电能转化为化学能；
在电解时阳极上C2H5OH失去电子产生CO2、H+，故阳极的电极反应式为：C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
（2）
①已知：Ⅰ．CH3CH2OH(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g) ΔH1=+49 kJ·mol-1 K1；
Ⅱ．CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH2=+256 kJ·mol-1 K2；
Ⅲ．CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH3K3；
Ⅳ．CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH4=-41 kJ·mol-1
根据盖斯定律，(Ⅲ)=(Ⅱ)- (Ⅰ)，所以CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH3=+207 kJ/mol，
将(Ⅱ)+ (Ⅳ)×2，整理可得反应CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)的ΔH=+174 kJ/mol；
化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比。根据盖斯定律可知(Ⅲ)=(Ⅱ)- (Ⅰ)，所以根据化学平衡常数的含义可知反应：CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g)的化学平衡常数K3=；
②从给出的四个反应看，越大， Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ化学平衡正向移动，CO是Ⅱ、Ⅲ的生成物，同时是Ⅳ的反应物，随着不断增大，CO的产率应该减小，而CO2、H2的产率不断增大，且根据方程式可知生成的H2比CO2多，故H2的产率增大的要比CO2多，故曲线a表示物质为H2，曲线b表示物质为CO2；
③根据图示可知：在温度为150~250℃H2的产率较低，结合Ⅰ、Ⅱ两个反应中H2的物质的量多少，可知该温度段主要发生的反应是反应Ⅰ；
当温度高于650℃时，随着温度升高，H2的产率略有所下降，这是由于反应Ⅳ．CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH4=-41 kJ·mol-1 的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，又反应消耗H2，因此导致H2的产率降低；
④在0.1 MPa，水醇比为1时，假设H2O、C2H5OH的物质的量都是1 mol，在恒压密闭容器中若只发生反应CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g)，达平衡时乙醇的转化率为α，则根据物质反应转化关系可知平衡时n(CH3CH2OH)=n(H2O)=(1-α) mol，n(CO)=2α mol，n(H2)=4α mol，n(总)=(1-α)mol+(1-α)mol+2α mol+4α mol=2(1+2α) mol，平衡分压p(CH3CH2OH)=p(H2O)=，p(CO)=，p(H2)= ，所以该反应的平衡常数Kp==MPa4。
21． af 2.0(之间即可) 低温 25% ＞ ＜ 0.148 BE
【分析】(1)根据盖斯定律分析得热化学方程式;
(2)根据平衡状态时正逆反应速率相等或物质的量或浓度或百分含量不变进行分析;
(3)根据一氧化碳的转化率最高，最有利于二甲醚的合成进行分析。
(4)在酸性条件下，二甲醚在负极失去电子生成二氧化碳分析电极反应的书写。
(5)①根据复合判据分析，为自发分析。
②根据三段式进行计算。根据压强对平衡的影响进行分析。
③根据压强对速率的影响分析。
④根据温度对平衡的影响和对平衡常数的影响分析。
【详解】(1) 根据信息可知热化学方程式：
a ；
b ；
c ，根据盖斯定律分析，有2a-b+c得热化学方程式(2)a．反应容器中二甲醚的百分含量不变，能说明反应到平衡；b．反应前后容器题不变，权威气体，所以混合气体的密度始终不变，故密度不变不能说明是平衡；c．是按方程式比例生成的，其比值始终不变，故不能说明是平衡； d．平衡常数只与温度有关，故 分压平衡常数不变不能说明反应到平衡；e． 不能表示正逆反应速率相等，故不能说明反应到平衡； f．混合气体的压强不变可以说明反应到平衡。故选af。
(3)利用和制备二甲醚。从图分析，催化剂中约为2-3时一氧化碳的转化率最高，最有利于二甲醚的合成。
(4)在酸性条件下，二甲醚在负极失去电子生成二氧化碳，a电极为负极，电极反应式为；
(5)①随着温度升高，甲醇的物质的量减少，说明该反应为放热反应，该反应是熵减的，所以根据复合判据分析，为自发，则该反应为自发进行的条件是低温。
②时，压强为反应平衡时甲醚的物质 的量为0.25mol则有
的转化率为=25%；结合方程式分析，增大压强，平衡正向移动，甲醚的物质的量增加，故P1压强大，即>。
③反应速率：线上都为平衡点，正逆速率相等，但M点压强大，速率快，故N点＜M点。
④若压强为、在恒容密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，则温度为时，平衡常数，因为反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，其也减小，故B、C、D、E四点中能正确表示该反应的与T的关系的点为BE。
22． +194 CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) △H=+235kJ·mol－1 BC 32.0 2 ＞ 2.7 负 2CH4－14e－＋4H2O=H2C2O4＋14H＋；
【详解】(1)根据△H=反应物键能总和－生成物键能总和，因此有△H1=4×413kJ·mol－1＋2×463kJ·mol－1－1076kJ·mol－1－3×436kJ·mol－1=+194kJ·mol－1；CH4与CO2反应的方程式为CH4＋CO2=2CO＋2H2，根据盖斯定律，推出①－②＋③可以得出目标方程式，因此有CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) △H=△H1－△H2＋△H3=+235kJ·mol－1；
故答案为＋194；CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) △H=+235kJ·mol－1；
(2)①根据转化原理，过程Ⅱ中第一步：CO＋CO2＋H2＋Fe3O4＋CaO→H2O＋Fe＋CaCO3，第二步：Fe＋CaCO3＋稀有气体→稀有气体＋Fe3O4＋CaO＋CO，
A．根据上述分析，第一步CO为反应物，第二步生成CO，以及过程Ⅱ的总反应为CO2(g)＋H2(g)=H2O(g)＋CO(g)，故A错误；
B．根据上述分析，过程Ⅱ的总反应为CO2(g)＋H2(g)=H2O(g)＋CO(g)，故B正确；
C．根据上述分析，实现了含碳物质与含氢物质的分离，故C正确；
D．根据上述分析，Fe3O4、CaO为催化剂，焓变只与体系中的始态和终态有关，因此使用催化剂不能改变反应焓变，故D错误；
故答案为BC；
②i．，利用相同条件下，压强之比等于物质的量之比，有：，解得x=1，该温度下的平衡常数Kp==32.0；
故答案为32.0；
ii．反应达到平衡，v正=v逆，因此有k正·c(CH4)·c(CO2)=k逆·c2(CO)·c2(H2)，推出==2；该反应为吸热反应，升高温度，化学反应速率增大，平衡向正反应方向进行，即反应速率增大倍数v正＞v逆；
故答案为2；＞；
(3)电离平衡常数只受温度的影响，Ka1=，Ka2=，因为c(H2C2O4)=c()，因此有c2(H＋)=Ka1×Ka2，代入数值，解得c9H＋)=6×10－3.5mol·L－1，即pH=2.7；
故答案为2.7；
(4)CH4中C显－4价，H2C2O4中C显＋3价，C的化合价升高，失去电子，根据原电池工作原理，该电极为负极，即通CH4的一极为负极；其电极反应式为2CH4－14e－＋4H2O=H2C2O4＋14H＋；
故答案为负；2CH4－14e－＋4H2O=H2C2O4＋14H＋。
23．(1) 3FeS+5O2 Fe3O4 +3SO2 6× 10-3
(2) Zn、Fe 过滤
(3)H2SO4
(4) A 2.5×1011
(5)MnO2 +e- + H2O=MnOOH+OH-
【分析】硫化锌精矿的焙烧可生成ZnO、氧化铁等，含尘烟气含有含硫氧化物，可用于制备硫酸，浸出液加入硫酸可生成硫酸锌、硫酸铁，加入过量锌充分反应，可置换出铁，滤液中主要含有硫酸锌，经电解可得到锌和硫酸，电解液中含有硫酸，可循环利用。
【详解】（1）已知“焙砂”中铁元素主要以Fe3O4形式存在，说明 “焙烧”过程FeS中Fe被氧化，S被还原，所以主要发生反应的化学方程式为3FeS+5O2 Fe3O4 +3SO2；SO2可用氨水吸收，经循环利用后制取硫酸，用氨水吸收SO2至溶液的pH=5时，，已知Ka2(H2SO3)=6.0×10-8，所以，所以=6× 10-3；故答案为3FeS+5O2 Fe3O4 +3SO2；6× 10-3。
（2）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，过量锌充分反应，可置换出铁，所得“滤渣”的成分为Zn、Fe；过滤可分离“滤液”'“滤渣”；故答案为Zn、Fe；过滤。
（3）由流程图可知，H2SO4和Zn可重复使用；故答案为H2SO4。
（4）①A．将稀硫酸更换为98%的浓硫酸，将发生氧化还原反应，产生二氧化硫，故A符合题意；
B．将硫化锌精矿粉碎，增大接触面积，有利于快浸取反应速率，故B符合题意；
C.适当升高温度，有利于快浸取反应速率，故C符合题意；
故答案选A。
②反应ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数，已知：，；所以，故答案为2.5×1011。
（5）电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]，放电时正极发生还原反应，所以电极方程式为MnO2 +e- + H2O=MnOOH+OH-；故答案为MnO2 +e- + H2O=MnOOH+OH-。
24．(1)搅拌，将滤渣充分洗涤
(2)Al(OH)3、H2SiO3
(3) 溶液中的Fe3+对H2O2的分解有催化作用，增大了H2O2的用量 4H2O2+PbS=PbSO4+4H2O
(4)滤液III中c(Pb2+)==2.0×10-9，则Qc=c(Pb2+)•c(SO)=2.0×10-9×1.5=3.0×10-9＜Ksp(PbSO4)，故PbCO3固体中无PbSO4
(5)PbCO3+2H+=Pb2++CO2↑+H2O
(6)c(H2SiF6)增大，电解液中c(H+)增大，阴极会发生副反应2H++2e-=H2↑，影响Pb2+放电
【分析】硫铅矿的主要成分为PbS，含有杂质Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等，粉碎后加入足量氢氧化钠溶液进行碱浸，得到滤液含有偏铝酸钠、硅酸钠，滤渣含有PbS、FeO、Fe2O3，加入足量过氧化氢和稀硫酸，可生成PbSO4，同时氧化Fe2+为Fe3+，加入碳酸钠调节pH，除去铁元素，同时将硫酸铅转化为碳酸铅，分离得到碳酸铅和氢氧化铁的混合沉淀，加入H2SiF6溶解，碳酸铅转化为PbSiF6转移到溶液中，获得混合溶液，电解后获得Pb单质，据此分析解答。
【详解】（1）“碱浸”的目的是除去某些杂质，为了能使除杂更完全，可采取的有效措施有粉碎矿石、适当提高温度；
（2）向滤液I中通入足量的CO2，铝元素由偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀，故会有白色沉淀产生，同时硅酸根离子转化为硅酸沉淀,也属于白色沉淀，则得到的白色沉淀化学式为Al(OH)3、H2SiO3；
（3）“氧化、酸浸”过程中，双氧水的实际用量远高于理论用量，其原因可能是溶液中的Fe3+对H2O2的分解有催化作用，且过氧化氢易分解，造成氧化不完全；PbS被过氧化氢氧化为PbSO4，对应的化学方程式为4H2O2+PbS=PbSO4+4H2O；
（4）c()=1.5 mol/L，c(CO)=4.0×10-5 mol·L-1，则滤液III中c(Pb2+)=；Qc(PbSO4)= c(Pb2+)∙ c()=2.0×10-9×1.5=3.0 ×10-9＜Ksp(PbSO4)，故PbCO3固体中无PbSO4沉淀；
（5）PbCO3在酸性条件下溶解，反应产生Pb2+、H2O、CO2，对应离子方程式为PbCO3+2H+=Pb2++CO2↑+H2O ；
（6）研究发现，电解H2SiF6，PbSiF6混合液”时，适当提高c(H2SiF6)有利于提高铅的产率，但若c(H2SiF6)太大，铅的产率反而下降，其下降的原因可能是氢离子浓度过大，氧化性增强，优先于铅离子在阴极放电，在阴极会发生副反应2H++2e-=H2↑，从而导致降低铅的产率。
河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-21化学能与电能（2）
一、单选题
1．（2023·河南新乡·统考二模）基于H2O、H2O2、O2自循环的生物混合光电化学电池，在单个单元中实现可持续太阳能一燃料一电能转换，工作原理如图。下列说法错误的是
A．电池工作时，电子由电极N经导线流向电极M
B．负极的电极反应式有2H2O-2e- =H2O2+2H+
C．自循环过程中存在O2+2e- +2H+= H2O2
D．该电池的有效开发和利用可减少碳排放
2．（2023·河南新乡·统考二模）某同学按图示装置进行实验，大头针固定固体，塑料瓶盛放液体试剂。实验时先打开止水夹，手指压紧小孔并挤压塑料瓶，使液体试剂沿玻璃管上升至完全充满，排尽玻璃管中空气，立即关闭止水夹，一会儿后，手指堵住小孔，打开止水夹。下列所加液体试剂、对应现象及结论均正确的是
选项
固体
液体试剂
现象
结论
A
钠块
水
钠块熔化成小球并浮在水面上；打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色
钠块与水反应产生氢气
B
铝条
NaOH溶液
先有沉淀生成，后沉淀溶解；打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色
铝条与氢氧化钠溶液反应产生氢气
C
铜丝
稀HNO3
产生红棕色气体，溶液呈蓝色
铜丝与稀硝酸反应产生NO2
D
铁丝
食盐水
打开止水夹，并松开小孔片刻，关闭止水夹，发现塑料瓶中液面下降
铁丝发生了吸氧腐蚀
A．A B．B C．C D．D
3．（2023·河南焦作·统考二模）在电还原条件下由PVC{}产生的氯离子可以直接用于串联电氧化氯化反应。PVC可用于常规回收DEHP(在电化学反应中可充当氧化还原介质，提高反应效率)，转化过程如图所示。
下列叙述错误的是
A．上述装置为将电能转化成化学能的装置
B．电极d上发生还原反应
C．上述转化的总反应方程式为
D．上述转化实现了资源回收与利用
4．（2023·河南·统考一模）Li-CO2电池在可逆的CO2循环和储能领域都具有巨大的潜力。研究发现，用不同材料作Li极催化剂时，CO2的放电产物不同，催化剂的使用情况和放电时的装置如下列图表所示，下列说法正确的是
Li极催化剂
碳化钼(Mo2C)
Au和多孔碳
CO2的放电产物
草酸锂(Li2C2O4)
Li2CO3和C
A．充电时，在a极上Li+被还原为Li
B．放电时，Li+向b极移动
C．放电时，用碳化钼作Li极催化剂的总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4
D．生成等物质的量的Li2C2O4和Li2CO3时，消耗CO2的量相同
5．（2023·河南·统考三模）化学与科技、生活有密切的关系。下列叙述错误的是
A．航空航天工业中采用化学镀镍，电镀时镀件作阴极，镍作阳极
B．我国力争2060年前实现碳中和，用脱硫煤代替原煤作燃料有利于实现碳中和
C．新冠疫情期间使用的抗原检测试纸，其检测原理是有机物分离方法中的层析法
D．卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造，其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶
6．（2023·河南濮阳·统考一模）1971年Tekkosha公司利用金属钠可溶于水银形成液态的合金“钠汞齐”这一性质，通过电解饱和食盐水得到金属钠，制取钠汞齐的实验装置如图所示。下列说法错误的是
A．b电极是阴极
B．若没有玻璃套管，b电极反应式为2H2O +2e-= H2 ↑+2OH-
C．电解过程中玻璃套管下端的银白色液面上升
D．水银层的质量每增加0.23 g， 理论上c口会逸出112 mL气体
7．（2023·河南·统考二模）随着中国双碳决策部署的有序推进，绿电发电规模逐年提升，为适应未来绿电长时储能需求，我国企业开始于2022年利用“全钒液流电池”布局大型储能基地。电池的充放电总反应式为VO2+ +V3+ +H2OVO2+ +V2+ +2H +，下图为全钒液流电池工作原理示意图。下列说法错误的是
A．放电时电极A的电势比B的高
B．放电时正极的电极反应式为VO +e-+ 2H+ =VO2+ +H2O
C．在220V电压下，用恒定的1A电流充电1小时，电池中增加的化学能为7.92 105J
D．充电时H +由A极室通过质子交换膜向B极室迁移
8．（2022·河南·校联考模拟预测）一种采用SOEC共电解H2O/CO2技术合成CH4的工作原理如图所示。图中三相界面即电子导体相、离子导体相和气相共存的界面。
下列说法正确的是
A．电解时，M电极与电源的负极相接
B．电解时，阴极电极反应式之一为CO2+2e-=CO+O2-
C．若电解过程中生成22. 4 L CH4，则转移电子的数目一定为6NA
D．若该装置能为外界提供电力，则M电极为负极
9．（2022·河南濮阳·统考模拟预测）如图是微电池反应器处理废水的构造原理装置。下列说法错误的是
A．铁作负极，放电时变成Fe2+进入溶液
B．空气氧化Fe2+，进一步产生的胶体有混凝作用
C．污染物中的微粒可被氢氧化铁胶体吸附而去除
D．废水中，NO在石墨上发生反应NO-2e-+H2O=NO+2H+
10．（2022·河南·校联考二模）2—氯乙醇是一种重要的有机合成中间体，可用电解法制备，制备装置如图所示，其中a和b为电极，c为离子交换膜。下列说法错误的是
A．电极a应接电源负极，发生还原反应
B．电解池阳极区发生的总反应式为Cl--2e-+H2O+CH2=CH2H++HOCH2CH2Cl
C．为提高氯离子的利用率，离子交换膜c可选用阴离子交换膜
D．不考虑各项损失，理论上生成16g气体B，可得到产品2—氯乙醇644g
11．（2022·河南·校联考模拟预测）一种利用绿矾(FeSO4·7H2O) 和磷酸制备电池正极材料LiFePO4的工艺流程如图所示：
下列说法错误的是
A．“溶解”时，H3PO4的用量不宜过多
B．反应1时，参与反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1
C．可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验FePO4是否洗涤干净
D．LiFePO4电池放电时装置如图，则电极a为负极，电极b为正极
12．（2022·河南·校联考模拟预测）锂－硒电池因其较高的体积能量密度而具有广阔的应用前景。西北工业大学某科研团队设计的锂－硒电池模型如图1所示：
下列叙述正确的是
A．放电时N极电势高，充电时N极电势低
B．工作时，Li+和电子通过分离膜界面来回穿梭，维持电荷平衡
C．充电过程中N极可能发生的反应有3Li2Se4-2e-=2Li2Se6+2Li+
D．Li2Sex与石墨烯结合时的能量变化如图2所示，则Li2Sex中与石墨烯的结合能力最大的是Li2Se
13．（2022·河南开封·校联考模拟预测）利用光电催化技术分解水，并实现CO2转化为CH3OH，其简易电化学装置如图所示。下列说法中错误的是
A．交换膜为质子(H+ )交换膜
B．该电化学装置中能量转化形式不止一种
C．N电极反应式之一为6H++CO2+6e-=CH3OH+H2O
D．若电极M上分解18g水，则电极N有2g H2生成
14．（2022·河南·统考二模）AlH3是一种重要的储氢材料。现以Al片、Pt片做电极，通过恒电位法控制阳极电位为-1.57V时电解NaAlH4的THF(四氢呋喃，液态有机溶剂)溶液制AlH3，电解过程中Pt电极上有Na3AlH6析出，下列有关说法错误的是
已知：电位值影响电极放电。
A．Pt片接恒电位仪的负极，NaAlH4在Pt上被还原为Na3AlH6
B．电解时不能在有水环境中进行
C．Al片接恒电位仪的正极，电极反应为3+Al-3e-=4AlH3
D．若阳极电位不是-1.57V，则阳极可能同时生成H2
15．（2021·河南新乡·统考模拟预测）用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是
A．证明铁发生了吸氧腐蚀
B．向含少量水的乙醇中加入沸石，蒸馏可得到无水乙醇
C．用标准NaOH溶液滴定锥形瓶中的盐酸
D．蒸发CuCl2溶液得到CuC2固体
A．A B．B C．C D．D
16．（2021·河南信阳·统考模拟预测）一种使用(二甲亚砜)作为电解液，并用多孔的黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型，这种实验电池在充放电100次以后，其电池容量仍能保持最初的95%。该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应，形成过氧化锂，其装置如图所示。下列有关叙述正确的是
A．电解液可以换成水溶液仍能正常工作
B．负极的电极反应式为，生成的从左向右移动
C．该电池放电时每消耗空气，转移电子
D．给该锂-空气电池充电时，金属锂接直流电源正极
二、原理综合题
17．（2023·河南濮阳·统考一模）含NO的烟气需要处理后才能排放。
(1)氢气催化还原含NO的烟气，发生“脱硝”反应：2NO(g) +2H2(g) N2(g) +2H2O(g) ΔH=-605kJ·mol-1。一定条件下，加入H2的体积分数对该反应平衡时含氮物质的体积分数的影响如图所示：
①随着H2体积分数增加， NO中N被还原的价态逐渐降低。当H2的体积分数在0.5×10-3 ~ 0.75×10-3时，NO的转化率基本为100%，而N2和NH3的体积分数仍呈增加趋势，其可能原因是 。
②已知：Ⅰ．4NH3(g) +5O2(g)= 4NO(g) +6H2O(g) ΔH = -1025 kJ ·mol-1
Ⅱ．2H2(g) +O2(g)= 2H2O(g) ΔH = -484 kJ ·mol-1
图中N2减少的原因是N2与H2反应生成NH3，写出该反应的热化学方程式： 。
(2)某科研小组研究了NO与H2反应生成N2和NH3的转化过程。在起始温度为400℃时，将n(NO)：n(H2)=1：2通入甲、乙两个恒容密闭容器中，甲为绝热过程、乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。
①曲线X是 (填“甲”或“乙”)容器。
②a点在曲线X上，则a点 是平衡点(填“可能”或“不可能”)。
③曲线Y的容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%，从开始到平衡点Z时用分压表示的H2消耗速率是 kPa·min-1。400℃时，“脱硝”反应的压强平衡常数Kp= kPa -1(结果保留两位有效数字，Kp为用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压 × 物质的量分数)。
(3)科学研究发现，用P1 -g-C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如图所示。
光催化脱除原理和电化学反应原理类似，P1-g-C3N4光催化的P1和g-C3N4两端类似于两极，g –C3N4极发生 反应( 填“氧化”或“还原”)，该极的电极反应式为 。
18．（2023·河南郑州·统考一模）金属锌具有储量丰富、电池理论容量高、氧化还原电位低、对环境友好等诸多优势；锌的化合物在防腐、电镀、医学、纺织等领域有诸多应用。
(1)一种水性电解液离子选择双隔膜电池如图所示。放电结束后对左侧电极片进行紫外测试，可观测到在765nm处有一个较强的吸收峰，在615nm处有一个肩峰，与标准图像吻合。(注：可溶于水，强碱性环境下最终转化为)。
①该电池中b膜为 离子交换膜。(填“阴”或“阳”)
②该电池正极的电极反应式为 ；当电路中转移1mol电子时，电极质量减少 g。
(2)的浓溶液可形成配合酸，因此浓溶液常用作除锈剂。的溶液的酸性就相当千的酸。根据以上信息，请写出的浓溶液除铁锈的化学方程式 。
(3)已知难溶于水，在强碱溶液中发生反应，下图是二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系，其中c为或浓度的值。
① 。
②向的溶液中加入等体积的HCl后，体系中的Zn元素主要以 (写微粒符号)形式存在。
19．（2022·河南·校联考模拟预测）氢能是一种举足轻重的能源，氢的制取，储存、运输、应用技术也是当今世界备受关注的焦点。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应，涉及的主要反应如下：
反应I：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1
反应II：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH2
反应III：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-165 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)ΔH2= kJ·mol-1，反应II的正反应活化能E正和逆反应活化能E逆中较大的是 (填“E正”或“E逆”)。
(2)已知：(R、C均为常数，T为热力学温度)，反应I、反应II、反应III的平衡常数与温度T的变化关系如图1所示。
①表示反应I的曲线为 (填“L1”“L2”或“L3”)，原因为 。
②T1温度下，反应III的平衡常数K(III)= 。
(3)900°C时，将n(H2O)：n(CH4)的混合气通入盛有催化剂的反应器装置，测得CH4的平衡转化率与水碳比[n(H2O)：n(CH4)]的关系如图2所示；当水碳比为4时，CH4的转化率和气体流速的关系如图3所示。
P点的v正 v逆(填“>”“=”或“<”)，随着混合气体流速的增大，CH4的转化率下降的原因为 。
(4)若将反应I设计成以石墨为电极，以稀硫酸为电解质溶液的电解池装置，则通入CH4(g)的应为 (填“阴极”或“阳极”)，该电极的电极反应式为 。
20．（2022·河南开封·校联考模拟预测）基于生物质的乙醇转化制氢是目前制氢领域研究较热门的技术之一。回答下列问题：
(1)电催化乙醇制氢的装置如图所示。装置工作时，能量转化方式是 ；阳极的电极反应式为 。
(2)水蒸气重整乙醇制氢包括的主要反应如下：
Ⅰ．CH3CH2OH(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g) ΔH1=+49 kJ·mol-1K1；
Ⅱ．CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH2=+256 kJ·mol-1K2；
Ⅲ．CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH3K3；
Ⅳ．CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH4=-41 kJ·mol-1
①反应CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)的ΔH= kJ·mol-1；反应III的平衡常数K3= (用K1、K2表示)。
②在0.1 MPa和650℃条件下，水醇物质的量之比与气体产率的关系如图所示。图中a、b代表的物质依次是 、 (填化学式)。
③在0.1 MPa、水醇比为7时，温度对气体产率的影响如图所示。在150~250℃主要发生的反应为 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；温度高于650℃时，随着温度升高，H2的产率略有所下降，其原因是 。
④在0.1 MPa，水醇比为1时，在恒压密闭容器中若只发生反应CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g)，达平衡时乙醇的转化率为α，则该反应的平衡常数Kp= MPa4(以平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×各物质的体积分数)。
21．（2021·河南信阳·统考模拟预测）碳及其化合物在有机合成、溶液分析、电化学等方面，都有着重要应用。结合下列提供素材回答相关问题：
Ⅰ.天然气催化制备二甲醚(，熔点：，沸点：)的反应如下：
①
由合成气——水煤气也可以分两步制备二甲醚
②
③
(1)已知：
物质
燃烧热
890.3
1453
并且液态水变成气态水吸收的热量。则 。
(2)若在恒温恒容的密闭容器中，按的起始量进行反应①，下列能说明反应①达到化学平衡状态的是 (填字母序号)。
a．反应容器中二甲醚的百分含量不变 b．混合气体的密度不变
c．不变 d．分压平衡常数不变
e． f．混合气体的压强不变
(3)采用一种新型的催化剂(主要成分是的合金)，利用和制备二甲醚。观察图1回答问题。催化剂中约为 时最有利于二甲醚的合成。
(4)图2为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图，a电极的电极反应式为 。
Ⅱ．以合成气为原料可以合成甲醇。
(5)在体积可变的密闭容器中投入和，在不同条件下发生反应：。实验测得的物质的量随温度、压强的变化如图3所示。
①该反应自发进行的条件是 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)。
②时，压强为反应平衡时的转化率为 ；压强： (填“＞”、“＜”或“=”)。
③反应速率：N点 M点(填“＞”、“＜”或“=”)。
④若压强为、在恒容密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，在不同温度下上述反应的平衡常数的对数如图4所示。则温度为时，平衡常数 (保留三位小数)，B、C、D、E四点中能正确表示该反应的与T的关系的点为 。
22．（2021·河南·统考模拟预测）甲烷是一种重要的化工原料，广泛应用于民用和工业中。回答下列问题：
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知：①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。 △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566kJ∙mol–1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ∙mol–1
相关化学键的键能数据如下：
共价键
H-O
C≡O
H-H
C-H
键能/(kJ∙mol–1)
463
1076
436
413
由此计算△H1= kJ∙mol–1，CH4超干重整CO2技术得到CO和H2的反应的热化学方程式为 。
(2)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示：
①关于上述过程II的说法正确的是 (填序号)。
A．CO表未示参为与反应
B．CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g)
C．实现了含碳物质与含氢物质的分离
D．Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的△H
②在体积为2L的刚性密闭容器中，充入2molCH4和3molCO2，加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至T1使其发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示：
反应时间
0
2
4
6
8
10
12
总压强p/kPa
10.0
11.5
12.3
13.0
13.6
14.0
14.0
i.该温度下的平衡常数Kp= kPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)
ii.实验测得v正=k正·c(CH4)·c(CO2)，v逆=k逆·c2(CO)·c2(H2)，其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时，= (填数值)。若将温度由T1升高到T2，则反应速率增大的倍数v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下，向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液，所得溶液中c(H2C2O4)=c()，则此时溶液的pH= 。(已知常温下H2C2O4的Ka1=6×10-2，Ka2=6×10-5，lg6=0.8)
(4)模拟利用CH4与CO2反应制草酸(H2C2O4)的电池，装置如图所示(电极均为惰性材料)，则充入CH4一极为电池的 极(填正”或“负”)，此极发生的电极方程式为 。
三、工业流程题
23．（2023·河南焦作·统考二模）锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌，以某硫化锌精矿(主要成分是ZnS，还含有少量FeS等其他成分)为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)“焙烧”过程在氧气气氛的沸腾炉中进行，“焙砂”中铁元素主要以Fe3O4形式存在，写出“焙烧”过程中FeS主要发生反应的化学方程式： ；“含尘烟气”中的SO2可用氨水吸收，经循环利用后制取硫酸，用氨水吸收SO2至溶液的pH=5时，所得溶液中的= 。[已知：Ka1(H2SO3)=l。4×10-2；Ka2(H2SO3)=6.0×10-8]
(2)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，所得“滤渣”的成分为 (填化学式)，分离“滤液”'“滤渣”的操作名称为 。
(3)在该流程中可循环使用的物质是Zn和 (填化学式)。
(4)改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸(稀硫酸)浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。
①下列设想的加快浸取反应速率的措施中不合理的是 (填标号)。
A．将稀硫酸更换为98%的浓硫酸
B．将硫化锌精矿粉碎
C．适当升高温度
②硫化锌精矿的主要成分ZnS遇到硫酸铜溶液可慢慢地转化为铜蓝(CuS)：ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)，该反应的平衡常数K= 。[已知：Ksp(ZnS)=1.6×10-24，Ksp(CuS)=6.4×10-36]
(5)金属锌化学性质活泼，可用于多种化学电源的电极材料。一种3D打印机的柔性电池以碳纳米管作电极材料，以吸收了ZnSO4溶液的有机高聚物为固态电解质，电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]。放电时正极的电极反应式为 。
24．（2022·河南·校联考模拟预测）某硫铅矿的主要成分为PbS，含有杂质Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等，利用粉碎过的硫铅矿粉制备高纯铅的流程如图：
已知：①PbS不溶于强碱溶液；
②25℃时，Ksp(PbSO4)=1.5×10-8，Ksp(PbCO3)=8.0×10-14，Ksp(PbS)=1.0×10-28；
③H2SiF6、PbSiF6均为强电解质。
请回答下列问题：
(1)“碱浸”的目的是为了除去某些杂质，为了能使除杂更完全，可采取的有效措施有 (写两条)。
(2)向滤液I中通入足量的CO2，有白色沉淀产生，则白色沉淀的主要成分为 (填化学式)。
(3)“氧化、酸浸”过程中，双氧水的实际用量远高于理论用量，其原因可能是 ；写出PbS转化为PbSO4的化学方程式： 。
(4)“转化”是为了使PbSO4转化为PbCO3若滤液III中c(SO)=1.5 mol·L-1、c(CO)=4.0×10-5 mol·L-1，试通过计算判断“转化”过程中所得PbCO3固体中是否含有PbSO4： (简要写出重要计算过程)。
(5)写出“溶解”过程中反应的离子方程式： 。
(6)研究发现，电解“H2SiF6、PbSiF6混合液”时，适当提高c(H2SiF6)有利于提高铅的产率，但若c(H2SiF6)太大，铅的产率反而下降，其下降的原因可能是 。
参考答案：
1．A
【分析】电池工作时，M极H2O失电子产物与电解质反应生成H2O2或O2等，N极O2得电子产物与电解质反应生成H2O2或H2O，所以M极为负极，N极为正极。
【详解】A．由分析可知，M极为负极，N极为正极，则电池工作时，电子由电极M经导线流向电极N，A错误；
B．在负极，H2O失电子产物与电解质反应生成H2O2，则电极反应式有2H2O-2e- =H2O2+2H+，B正确；
C．自循环过程中，在正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O2或H2O，则存在O2+2e- +2H+= H2O2，C正确；
D．该电池的有效开发和利用，实现了可持续太阳能一燃料一电能转换，整个过程中不涉及含碳物质，可减少碳排放，D正确；
故选A。
2．A
【详解】A．若固体是钠块，液体试剂为水，钠块熔化成小球并浮在水面上，说明钠熔点低，且产生了气体，打开止水夹，点燃气体，火焰呈淡蓝色，说明产生了氢气，可以证明钠块与水反应产生氢气，选项A正确；
B．若固体是铝条，液体试剂为氢氧化钠溶液,铝单质与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，不会产生沉淀，选项B错误；
C．若固体是铜丝，液体试剂为稀硝酸，铜单质与稀硝酸反应生成一氧化氮， 选项C错误；
D．若固体是铁丝，液体试剂为食盐水，食盐水呈中性，铁丝发生了吸氧腐蚀，打开止水夹,并松开小孔片刻，关闭止水夹，发现玻璃管中液面.上升，但由于塑料瓶直径较大，较难观察其液面变化，选项D错误；
答案选A。
3．B
【详解】A．上述装置有外接电源，为电解池，将电能转化成化学能，A正确；
B．电极d上氯离子失去电子生成氯原子，发生氧化反应，B错误；
C．结合反应过程，和电解生成、，转化的总反应方程式为，C正确；
D．根据题干信息，上述转化实现了PVC资源回收与利用，D正确；
故选B。
4．C
【分析】由题给信息可知，放电时，b电极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，a电极为正极，碳化钼做催化剂时，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成草酸锂，总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4，金和多孔碳做催化剂时，锂离子作用下，二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成碳酸锂和碳，总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C，充电时，与直流电源的负极相连的b电极做阴极，a电极做阳极。
【详解】A．由分析可知，充电时，与直流电源的负极相连的b电极做阴极，锂离子在阴极被还原为锂，故A错误；
B．由分析可知，放电时，b电极为原电池的负极，a电极为正极，则锂离子向a极移动，故B错误；
C．由分析可知，放电时，用碳化钼作锂极催化剂的总反应为2Li+2CO2=Li2C2O4，故C正确；
D．由总反应可知，生成1mol草酸锂和碳酸锂消耗二氧化碳的物质的量分别为2mol和1mol，消耗二氧化碳的量不相同，故D错误；
故选C。
5．B
【详解】A．航空航天工业中采用化学镀镍，电镀时镀件作阴极，发生还原反应，镍作阳极，发生氧化反应，故A正确；
B．我国力争2060年前实现碳中和，用脱硫煤代替原煤作燃料不能减少二氧化碳的排放，不能实现碳中和，故B错误；
C．新冠疫情期间使用的抗原检测试纸，其检测原理是有机物分离方法中的层析法，故C正确﹔
D．卡塔尔世界杯旗帜来自中国制造，其主要材质是透风性好、不易损坏的涤纶，故D正确﹔
故选B。
6．D
【分析】金属钠可与水银形成钠汞齐，说明在水银处有Na生成，发生还原反应，则水银为阴极，Na++e-+nHg=Na·nHg，石墨为阳极，2Cl--2e-=Cl2↑；
【详解】A．b电极处与水银相连，为阴极，选项A正确；
B．若没有玻璃套管，b电极反应式为2H2O +2e-= H2 ↑+2OH-，选项B正确；
C．因形成钠汞齐，故电解过程中玻璃套管下端的银白色液面上升，选项C正确；
D．没有注明标准状况下，故无法计算气体体积，选项D错误；
答案选D。
7．C
【分析】电池的充放电总反应式为VO2+ +V3+ +H2OVO +V2+ +2H +，由图可知，放电时A极室VO转化为VO2+，得到电子，则A电极为正极，B极室V2+转化为V3+，失去电子，则B极为负极，故充电时A极为阳极，B极为阴极。
【详解】A．据分析可知，放电时电极A为正极，电极B为负极，则电极A的电势比B的高，A正确；
B．根据总反应可知，放电时正极的电极反应式为VO +e-+ 2H+ =VO2+ +H2O，B正确；
C．充电过程中，电能不会完全转化为化学能，则无法计算，C错误；
D．据分析可知，充电时电极A为阳极，电极B为阴极，则H +由A极室通过质子交换膜向B极室迁移，D正确；
故选C。
8．B
【详解】A． M电极处生成O2，应为O2-失去电子生成O2，为阳极，与电源的正极相连，故A错误；
B． 阴极电极处，CO2→CO，H2O→H2，CO2→CH4，故阴极电极反应式之一为CO2+2e-=CO+O2-，故B正确；
C． 没有指明为标准状况，故无法计算甲烷的物质的量，且阴极除了生成甲烷外，还生成氢气和CO，故不能计算转移电子数，故C错误；
D． 若该装置能为外界提供电力，为电解池，O2→O2-，M电极为正极，故D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．铁作负极，电极反应式为：Fe-2e-= Fe2+，放电时变成Fe2+进入溶液，A正确；
B．空气氧化Fe2+，生成Fe3+，Fe3+水解产生氢氧化铁胶体，有混凝作用，B正确；
C．氢氧化铁胶体具有吸附性，可吸附污染物中的微粒，C正确；
D．石墨为正极，发生还原反应，应该得电子，电极反应式为：2NO+ 6e- + 4H2O = N2↑ + 8OH-，D错误；
故选D。
10．C
【详解】A．右侧乙烯变成2-氯乙醇，反应失去电子，故在阳极反应，则右侧连接电源的正极，a连接电源负极，发生还原反应，A正确；
B．阳极区乙烯生成2-氯乙醇，电极反应为Cl--2e-+H2O+CH2=CH2H++HOCH2CH2Cl ，B错误；
C．避免阳极区氯气和氢氧根反应，应使用阳离子交换膜，C错误；
D．气体B为氢气，16克氢气的物质的量为8mol，转移16mol电子，故得到8mol2-氯乙醇，质量为644克，D正确；
故选C。
11．B
【分析】由题给流程可知，将绿矾溶于磷酸溶液得到磷酸酸化的硫酸亚铁溶液，向溶液中加入次氯酸钠溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，向氧化后的溶液中加入氢氧化钠溶液调节溶液pH，将铁离子转化为磷酸铁沉淀，过滤得到磷酸铁；向磷酸铁中加入草酸和氢氧化锂溶液得到磷酸亚铁锂沉淀，过滤、洗涤得到磷酸亚铁锂。
【详解】A．溶解时若磷酸溶液的用量过多会导致反应1消耗较多的氢氧化钠溶液，造成浪费，所以溶解时磷酸溶液的的用量不宜过多，故A正确；
B．由分析可知，反应1时，向溶液中加入次氯酸钠溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，由得失电子数目守恒可知，参与反应的氧化剂次氯酸钠与还原剂亚铁离子物质的量之比为1：2，故B错误；
C．由分析可知，磷酸铁沉淀的表面附有可溶性的氯化钠，所以可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验磷酸铁是否洗涤干净，故C正确；
D．由锂离子的移动方向可知，放电时，电极a为负极，电极b为正极，故D正确；
故选B。
12．C
【分析】锂－硒电池是原电池装置，M极上Li失电子，电极反应式为Li-e-=Li+，则M为负极，N为正极；
【详解】A．M极上Li失电子，则M为负极，N为正极，正极的电势比负极的高，充电时阳极连接正极，则充放电时N极电势都比M极的高，A错误；
B．电子在外电路移动，不经过分离膜，B错误；
C．充电时N极为阳极，Li2Se4可失电子生成Li2Se6，电极反应式为3Li2Se4-2e-=2Li2Se6+2Li+，C正确；
D．能量越低物质越稳定，越不易分离，由图2知，Li2Sex中与石墨烯的结合能力最大的是Li2Se8，D错误；
故选：C。
13．D
【分析】由图可知，M极氧元素价态升高失电子，故M极为负极，电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+，N极为正极，电极反应式为6H++CO2+6e-═CH3OH+H2O，2H++2e-═H2↑，据此分析作答。
【详解】A．氢离子透过交换膜由左侧向右侧迁移，故交换膜为质子交换膜，A正确；
B．该装置中太阳能转化为化学能，化学能转化为电能，电能转化为光能、热能等，B正确；
C．N极为正极，电极反应式为6H++CO2+6e-═CH3OH+H2O，2H++2e-═H2↑，C正确；
D．N极二氧化碳和氢离子均得电子，无法计算实际生成氢气的量，D错误；
故答案为：D。
14．A
【分析】以Al片、Pt片做电极，通过恒电位法控制阳极电位为-1.57V时电解NaAlH4的THF溶液制AlH3，则Al电极为阳极，Pt电极为阴极，即Al电极与电源正极相接，Pt电极与电源负极相接，阳极反应式为3NaAlH4+Al-3e-=4AlH3，注意AlH3和NaAlH4中的H为-1价，二者均具有强还原性，能与水反应生成氢气，据此分析解答。
【详解】A．Pt电极为阴极，与电源负极相接，但NaAlH4转化为Na3AlH6的过程中Al、H的化合价未变化，则NaAlH4在Pt上转化为Na3AlH6的过程中没有发生还原反应，A错误；
B．AlH3具有还原性，能与水反应生成氢气，则电解时不能在有水环境中进行，B正确；
C．由上述分析可知：Al电极为阳极，Al失电子、与AlH4结合生成生成AlH3，则阳极反应式为3+Al-3e-=4AlH3，C正确；
D．NaAlH4具有其还原性，若阳极电位不是-1.57V，可能在阳极失电子生成H2，D正确；
故合理选项是A。
15．A
【详解】A．食盐水为中性，发生吸氧腐蚀，故A正确；
B．易形成共沸混合物，应加CaO后蒸馏，故B错误；
C．中和滴定时眼睛观察锥形瓶内颜色的变化，达到滴定终点后再读数，故C错误；
D．蒸发促进铜离子水解，且生成盐酸易挥发，应在HCl气流中蒸发得到CuCl2固体，故D错误；
故选：A。
16．B
【详解】A．水可以与锂反应生成氢气，容易发生爆炸，A项错误；
B．金属锂做负极，失去电子，阳离子移向正极，B项正确；
C．参与反应的为空气中的氧气，2mol空气中氧气含量约为0.4mol，转移电子小于4mol，C项错误；
D．充电时，电源正极与电池正极相连，电源负极与电池负极相连，金属锂做负极与电源负极相连，D项错误；
故选B。
17．(1) H2 较少时，NO主要被还原为N2O(或+1价含氮化合物等)(合理即可) N2 (g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH= -92.5kJ ·mol-1
(2) 甲 可能 0.11 0.12
(3) 还原 O2 +2H+ +2e- =H2O2
【详解】（1）①根据题中信息，随着氢气体积分数的增加，NO中被还原的价态逐渐降低，根据图像可知，当氢气的体积分数在0.5×10-3～0.75×10-3时，NO转化率基本为100%，而氮气和氨气的体积分数仍呈增加趋势，NO中N显+2价，N2中N显0价，NH3中N显-3价，因此当氢气较少时，NO被还原为N的+1价化合物或N2O；故答案为当氢气较少时，NO被还原为N的+1价化合物或N2O；
②根据盖斯定律可知，－脱硝反应，推出N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=()kJ/mol=-92.5kJ/mol；故答案为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.5kJ/mol；
（2）①该过程发生的两个反应都是物质的量减少的放热反应，恒温恒容状态下，随着时间的进行，气体物质的量减小，压强降低，而绝热容器中，虽然气体物质的量减小，但温度升高，气体压强增大，因此根据图像可知，X为绝热容器，Y为恒温容器；故答案为甲；
②因为反应为放热，甲绝热容器内反应体系温度升过高，反应速率快，先达到平衡，温度升高，平衡左移，平衡时压强增大，因此点a可能已达到平衡；故答案为可能；
③曲线Y是恒温过程的乙容器，恒温容器中反应达到平衡时NO的转化率为60%，开始时体系总压强为9kPa，n(NO)∶n(H2)=1∶2，p(NO)=3kPa，p(H2)=6kPa，
平衡压强为7.1kPa，则x=0.5，从开始到平衡时用分压表示的氢气消耗速率时=0.11kPa/min；平衡时p(NO)=1.2kPa、p(H2)=(4.2-1.5) kPa=2.7kPa、p(H2O)=1.8 kPa、p(N2)=(0.9-0.5) kPa=0.4 kPa，Kp==0.12kPa-1；故答案为0.11；0.12；
（3）g-C3N4极氧气得电子，发生还原反应，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2；故答案为还原；O2+2H++2e-=H2O2。
18．(1) 阴 91
(2)6+=2Fe3+(n+3)H2O
(3)
【详解】（1）①电池中，Zn电极为负极，V2O5电极为正极，结合正极、负极电解质溶液及题干所给信息，可得两极电极反应式如下：正极：，负极：，由图可知，电池放电过程，浓硫酸钾变为稀硫酸钾溶液，根据离子移动规则可知，钾离子通过a膜移向正极，硫酸根通过b膜移向负极，则b膜为阴离子交换膜；
②由第一问可知，正极反应为：；根据电极反应式可知，当转移1mol电子时，V2O5溶解0.5mol，则；
（2）由信息可知，为酸，则的浓溶液除铁锈的化学方程式为：6+=2Fe3+(n+3)H2O；
（3）由所给平衡可知pH越大，四羟基合锌离子浓度越大，故曲线①代表Zn2+，②代表：
①由可知，当pH=6时，c(OH-)=10-8mol/L ，c(Zn2+)=0.1mol/L，则；
②向时对应-lgc=1，此时pH>14，c(OH-)>1mol/L，加入等体积的HCl后，c(OH-)>0.3mol/L>0.1mol/L，c(H+)<10-13mol/L，此时pH>13，结合图像可知此时Zn元素主要以形式存在。
19．(1) +41 E正
(2) L3 反应I和反应II均为吸热反应，故两个反应对应的lnK均随的增大而减小，但由于△H1更大，则由可知表示反应I的是斜率更大的曲线L3 1
(3) > 随着混合气体流速的提高，反应物与催化剂的接触时间减少，部分反应物没来得及反应就从反应器中流出
(4) 阳极 CH4-6e- +H2O= CO+6H+
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应II=反应I+反应III，所以对应的热效应；该反应为吸热反应，故正反应的活化能较大，故答案为E正；
（2）①因为，结合图象可知，图象的斜率为，从图象的变化趋势可以看出，曲线“L2”或“L3”的斜率为负，且“L3”的斜率更陡，反应I和反应II相比，反应I的反应热更大，故答案为：L3；反应I和反应II均为吸热反应，故两个反应对应的lnK均随的增大而减小，但由于△H1更大，则由可知表示反应I的是斜率更大的曲线L3；
②反应III的平衡常数，T1温度下，K(I)= K(II)，故K(III)=1；
（3）由图2可知，n(H2O)：n(CH4)=4时CH4的平衡转化率为75%，由图3可知，CH4在催化剂表面停留的时间短，因此转化率下降，故答案为：>；随着混合气体流速的提高，反应物与催化剂的接触时间减少，部分反应物没来得及反应就从反应器中流出；
（4）反应I设计成以石墨为电极，以稀硫酸为电解质溶液的电解池装置，因为C\元素化合价升高被氧化，则通入甲烷的电极为阳极；电极反应式为：CH4-6e- +H2O= CO+6H+。
20．(1) 电能转化为化学能 C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+
(2) ΔH=+174 kJ/mol H2 CO2 Ⅰ 反应Ⅳ的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，反应消耗H2，导致H2的产率降低
【解析】（1）
电催化乙醇制氢的装置如图所示。装置工作时，能量转化方式是电能转化为化学能；
在电解时阳极上C2H5OH失去电子产生CO2、H+，故阳极的电极反应式为：C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+；
（2）
①已知：Ⅰ．CH3CH2OH(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g) ΔH1=+49 kJ·mol-1 K1；
Ⅱ．CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH2=+256 kJ·mol-1 K2；
Ⅲ．CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH3K3；
Ⅳ．CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH4=-41 kJ·mol-1
根据盖斯定律，(Ⅲ)=(Ⅱ)- (Ⅰ)，所以CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH3=+207 kJ/mol，
将(Ⅱ)+ (Ⅳ)×2，整理可得反应CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)的ΔH=+174 kJ/mol；
化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比。根据盖斯定律可知(Ⅲ)=(Ⅱ)- (Ⅰ)，所以根据化学平衡常数的含义可知反应：CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g)的化学平衡常数K3=；
②从给出的四个反应看，越大， Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ化学平衡正向移动，CO是Ⅱ、Ⅲ的生成物，同时是Ⅳ的反应物，随着不断增大，CO的产率应该减小，而CO2、H2的产率不断增大，且根据方程式可知生成的H2比CO2多，故H2的产率增大的要比CO2多，故曲线a表示物质为H2，曲线b表示物质为CO2；
③根据图示可知：在温度为150~250℃H2的产率较低，结合Ⅰ、Ⅱ两个反应中H2的物质的量多少，可知该温度段主要发生的反应是反应Ⅰ；
当温度高于650℃时，随着温度升高，H2的产率略有所下降，这是由于反应Ⅳ．CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH4=-41 kJ·mol-1 的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，又反应消耗H2，因此导致H2的产率降低；
④在0.1 MPa，水醇比为1时，假设H2O、C2H5OH的物质的量都是1 mol，在恒压密闭容器中若只发生反应CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g)，达平衡时乙醇的转化率为α，则根据物质反应转化关系可知平衡时n(CH3CH2OH)=n(H2O)=(1-α) mol，n(CO)=2α mol，n(H2)=4α mol，n(总)=(1-α)mol+(1-α)mol+2α mol+4α mol=2(1+2α) mol，平衡分压p(CH3CH2OH)=p(H2O)=，p(CO)=，p(H2)= ，所以该反应的平衡常数Kp==MPa4。
21． af 2.0(之间即可) 低温 25% ＞ ＜ 0.148 BE
【分析】(1)根据盖斯定律分析得热化学方程式;
(2)根据平衡状态时正逆反应速率相等或物质的量或浓度或百分含量不变进行分析;
(3)根据一氧化碳的转化率最高，最有利于二甲醚的合成进行分析。
(4)在酸性条件下，二甲醚在负极失去电子生成二氧化碳分析电极反应的书写。
(5)①根据复合判据分析，为自发分析。
②根据三段式进行计算。根据压强对平衡的影响进行分析。
③根据压强对速率的影响分析。
④根据温度对平衡的影响和对平衡常数的影响分析。
【详解】(1) 根据信息可知热化学方程式：
a ；
b ；
c ，根据盖斯定律分析，有2a-b+c得热化学方程式(2)a．反应容器中二甲醚的百分含量不变，能说明反应到平衡；b．反应前后容器题不变，权威气体，所以混合气体的密度始终不变，故密度不变不能说明是平衡；c．是按方程式比例生成的，其比值始终不变，故不能说明是平衡； d．平衡常数只与温度有关，故 分压平衡常数不变不能说明反应到平衡；e． 不能表示正逆反应速率相等，故不能说明反应到平衡； f．混合气体的压强不变可以说明反应到平衡。故选af。
(3)利用和制备二甲醚。从图分析，催化剂中约为2-3时一氧化碳的转化率最高，最有利于二甲醚的合成。
(4)在酸性条件下，二甲醚在负极失去电子生成二氧化碳，a电极为负极，电极反应式为；
(5)①随着温度升高，甲醇的物质的量减少，说明该反应为放热反应，该反应是熵减的，所以根据复合判据分析，为自发，则该反应为自发进行的条件是低温。
②时，压强为反应平衡时甲醚的物质 的量为0.25mol则有
的转化率为=25%；结合方程式分析，增大压强，平衡正向移动，甲醚的物质的量增加，故P1压强大，即>。
③反应速率：线上都为平衡点，正逆速率相等，但M点压强大，速率快，故N点＜M点。
④若压强为、在恒容密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，则温度为时，平衡常数，因为反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，其也减小，故B、C、D、E四点中能正确表示该反应的与T的关系的点为BE。
22． +194 CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) △H=+235kJ·mol－1 BC 32.0 2 ＞ 2.7 负 2CH4－14e－＋4H2O=H2C2O4＋14H＋；
【详解】(1)根据△H=反应物键能总和－生成物键能总和，因此有△H1=4×413kJ·mol－1＋2×463kJ·mol－1－1076kJ·mol－1－3×436kJ·mol－1=+194kJ·mol－1；CH4与CO2反应的方程式为CH4＋CO2=2CO＋2H2，根据盖斯定律，推出①－②＋③可以得出目标方程式，因此有CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) △H=△H1－△H2＋△H3=+235kJ·mol－1；
故答案为＋194；CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) △H=+235kJ·mol－1；
(2)①根据转化原理，过程Ⅱ中第一步：CO＋CO2＋H2＋Fe3O4＋CaO→H2O＋Fe＋CaCO3，第二步：Fe＋CaCO3＋稀有气体→稀有气体＋Fe3O4＋CaO＋CO，
A．根据上述分析，第一步CO为反应物，第二步生成CO，以及过程Ⅱ的总反应为CO2(g)＋H2(g)=H2O(g)＋CO(g)，故A错误；
B．根据上述分析，过程Ⅱ的总反应为CO2(g)＋H2(g)=H2O(g)＋CO(g)，故B正确；
C．根据上述分析，实现了含碳物质与含氢物质的分离，故C正确；
D．根据上述分析，Fe3O4、CaO为催化剂，焓变只与体系中的始态和终态有关，因此使用催化剂不能改变反应焓变，故D错误；
故答案为BC；
②i．，利用相同条件下，压强之比等于物质的量之比，有：，解得x=1，该温度下的平衡常数Kp==32.0；
故答案为32.0；
ii．反应达到平衡，v正=v逆，因此有k正·c(CH4)·c(CO2)=k逆·c2(CO)·c2(H2)，推出==2；该反应为吸热反应，升高温度，化学反应速率增大，平衡向正反应方向进行，即反应速率增大倍数v正＞v逆；
故答案为2；＞；
(3)电离平衡常数只受温度的影响，Ka1=，Ka2=，因为c(H2C2O4)=c()，因此有c2(H＋)=Ka1×Ka2，代入数值，解得c9H＋)=6×10－3.5mol·L－1，即pH=2.7；
故答案为2.7；
(4)CH4中C显－4价，H2C2O4中C显＋3价，C的化合价升高，失去电子，根据原电池工作原理，该电极为负极，即通CH4的一极为负极；其电极反应式为2CH4－14e－＋4H2O=H2C2O4＋14H＋；
故答案为负；2CH4－14e－＋4H2O=H2C2O4＋14H＋。
23．(1) 3FeS+5O2 Fe3O4 +3SO2 6× 10-3
(2) Zn、Fe 过滤
(3)H2SO4
(4) A 2.5×1011
(5)MnO2 +e- + H2O=MnOOH+OH-
【分析】硫化锌精矿的焙烧可生成ZnO、氧化铁等，含尘烟气含有含硫氧化物，可用于制备硫酸，浸出液加入硫酸可生成硫酸锌、硫酸铁，加入过量锌充分反应，可置换出铁，滤液中主要含有硫酸锌，经电解可得到锌和硫酸，电解液中含有硫酸，可循环利用。
【详解】（1）已知“焙砂”中铁元素主要以Fe3O4形式存在，说明 “焙烧”过程FeS中Fe被氧化，S被还原，所以主要发生反应的化学方程式为3FeS+5O2 Fe3O4 +3SO2；SO2可用氨水吸收，经循环利用后制取硫酸，用氨水吸收SO2至溶液的pH=5时，，已知Ka2(H2SO3)=6.0×10-8，所以，所以=6× 10-3；故答案为3FeS+5O2 Fe3O4 +3SO2；6× 10-3。
（2）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，过量锌充分反应，可置换出铁，所得“滤渣”的成分为Zn、Fe；过滤可分离“滤液”'“滤渣”；故答案为Zn、Fe；过滤。
（3）由流程图可知，H2SO4和Zn可重复使用；故答案为H2SO4。
（4）①A．将稀硫酸更换为98%的浓硫酸，将发生氧化还原反应，产生二氧化硫，故A符合题意；
B．将硫化锌精矿粉碎，增大接触面积，有利于快浸取反应速率，故B符合题意；
C.适当升高温度，有利于快浸取反应速率，故C符合题意；
故答案选A。
②反应ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq)的平衡常数，已知：，；所以，故答案为2.5×1011。
（5）电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+[ZnSO4·3Zn(OH)2·xH2O]，放电时正极发生还原反应，所以电极方程式为MnO2 +e- + H2O=MnOOH+OH-；故答案为MnO2 +e- + H2O=MnOOH+OH-。
24．(1)搅拌，将滤渣充分洗涤
(2)Al(OH)3、H2SiO3
(3) 溶液中的Fe3+对H2O2的分解有催化作用，增大了H2O2的用量 4H2O2+PbS=PbSO4+4H2O
(4)滤液III中c(Pb2+)==2.0×10-9，则Qc=c(Pb2+)•c(SO)=2.0×10-9×1.5=3.0×10-9＜Ksp(PbSO4)，故PbCO3固体中无PbSO4
(5)PbCO3+2H+=Pb2++CO2↑+H2O
(6)c(H2SiF6)增大，电解液中c(H+)增大，阴极会发生副反应2H++2e-=H2↑，影响Pb2+放电
【分析】硫铅矿的主要成分为PbS，含有杂质Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等，粉碎后加入足量氢氧化钠溶液进行碱浸，得到滤液含有偏铝酸钠、硅酸钠，滤渣含有PbS、FeO、Fe2O3，加入足量过氧化氢和稀硫酸，可生成PbSO4，同时氧化Fe2+为Fe3+，加入碳酸钠调节pH，除去铁元素，同时将硫酸铅转化为碳酸铅，分离得到碳酸铅和氢氧化铁的混合沉淀，加入H2SiF6溶解，碳酸铅转化为PbSiF6转移到溶液中，获得混合溶液，电解后获得Pb单质，据此分析解答。
【详解】（1）“碱浸”的目的是除去某些杂质，为了能使除杂更完全，可采取的有效措施有粉碎矿石、适当提高温度；
（2）向滤液I中通入足量的CO2，铝元素由偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀，故会有白色沉淀产生，同时硅酸根离子转化为硅酸沉淀,也属于白色沉淀，则得到的白色沉淀化学式为Al(OH)3、H2SiO3；
（3）“氧化、酸浸”过程中，双氧水的实际用量远高于理论用量，其原因可能是溶液中的Fe3+对H2O2的分解有催化作用，且过氧化氢易分解，造成氧化不完全；PbS被过氧化氢氧化为PbSO4，对应的化学方程式为4H2O2+PbS=PbSO4+4H2O；
（4）c()=1.5 mol/L，c(CO)=4.0×10-5 mol·L-1，则滤液III中c(Pb2+)=；Qc(PbSO4)= c(Pb2+)∙ c()=2.0×10-9×1.5=3.0 ×10-9＜Ksp(PbSO4)，故PbCO3固体中无PbSO4沉淀；
（5）PbCO3在酸性条件下溶解，反应产生Pb2+、H2O、CO2，对应离子方程式为PbCO3+2H+=Pb2++CO2↑+H2O ；
（6）研究发现，电解H2SiF6，PbSiF6混合液”时，适当提高c(H2SiF6)有利于提高铅的产率，但若c(H2SiF6)太大，铅的产率反而下降，其下降的原因可能是氢离子浓度过大，氧化性增强，优先于铅离子在阴极放电，在阴极会发生副反应2H++2e-=H2↑，从而导致降低铅的产率。
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