高考二轮复习知识点：电极反应和电池反应方程式1

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

进入出卷网下载

一、选择题

1. 电解高浓度 $RCOONa$ (羧酸钠)的 $NaOH$ 溶液，在阳极 ${RCOO}^{-}$ 放电可得到 $R - R$ (烷烃)。下列说法错误的是（）

A、电解总反应方程式： $2 RCOONa + 2 H_{2} O \begin{matrix} \underline{\underline{通电}} \end{matrix} R - R + 2 {CO}_{2} ↑ + H_{2} ↑ + 2 NaOH$ B、 ${RCOO}^{-}$ 在阳极放电，发生氧化反应 C、阴极的电极反应： $2 H_{2} O + 2 e^{-} = 2 {OH}^{-} + H_{2} ↑$ D、电解 ${CH}_{3} COONa$ 、 ${CH}_{3} {CH}_{2} COONa$ 和 $NaOH$ 混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷

查看试题解析
2. 熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为 $2Na+xS ⇌_{充电}^{放电} {Na}_{2} S_{x}$ (x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是（）

A、Na₂S₄的电子式为 B、放电时正极反应为 ${xS+2Na}^{+} {+2e}^{-} {=Na}_{2} S_{x}$ C、Na和Na₂S_x分别为电池的负极和正极 D、该电池是以 ${Na-β-Al}_{2} O_{3}$ 为隔膜的二次电池

查看试题解析
3. 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： Li_xC₆+Li_1-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： Li_xC₆- xe^-= xLi⁺+6C B、(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为 $\frac{3}{16}$ N_A 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^-= Li_1-xFePO₄+xLi⁺

查看试题解析
4. 过硫酸铵 $[{(N H_{4})}_{2} S_{2} O_{8}]$ 可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是

A、a为外接电源的负极 B、电解总反应： $O_{2} + 2 H^{+} + 2 S O_{4}^{2 -} \begin{array}{l} \underline{\underline{电解}} \end{array} H_{2} O_{2} + S_{2} O_{8}^{2 -}$ C、阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代 D、电解池工作时，I室溶液质量理论上逐渐减小

查看试题解析
5. 近年来电池研究领域涌现出一类纸电池。某纸电池结构如图所示，其M极为嵌锂石墨烯( $L i_{x} C_{6}$ )，N极为钴酸锂( $L i C o O_{2}$ )，电解质为六氟磷酸锂( $L i P F_{6}$ )的碳酸酯溶液，电池总反应为： $L i_{x} C_{6} + L i_{1 - x} C o O_{2} = L i C o O_{2} + C_{6}$ 下列说法不正确的是

A、放电时，M电极反应式为： $L i_{x} C_{6} - x e^{-} = x L i^{+} + C_{6}$ B、放电时， $L i^{+}$ 由N极向M极迁移 C、充电时，M极接直流电源负极，发生还原反应 D、充电时，每转移 $1 m o l$ 电子，N极质量理论上减少 $7 g$

查看试题解析
6. 已知电极材料均为石墨材质，氧化性： $L i C o O_{2} > C o^{2 +}$ 。设计如图装置将 $L i C o O_{2} (s)$ 转化为 $C o^{2 +}$ ，并在甲处回收金属钴；工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室；保持细菌所在环境 $p H$ 稳定，借助其降解乙酸盐生成 $C O_{2}$ 。下列说法正确的是

A、装置1为原电池 B、乙池电极附近 $p H$ 不断减小 C、细菌所在电极均发生反应： $C H_{3} C O O^{-} - 8 e^{-} + 2 H_{2} O = 2 C O_{2} ↑ + 7 H^{+}$ D、乙室得到的 $C o^{2 +}$ 全部转移至甲室，恰好能补充甲室消耗的 $C o^{2 +}$ 的物质的量

查看试题解析
7. LiFePO₄电池是一种新型锂离子电池，其工作原理为LiFePO₄+6C $⇌_{放电}^{充电}$ Li_1-xFePO₄+Li_xC₆充放电时，Li⁺在正极材料上嵌入或脱嵌，随之在石墨中发生了Li_xC₆的生成与解离。利用LiFePO₄电池可将雾霾中的NO、SO₂转化为硫酸铵，其回收利用装置如图所示，下列说法错误的是

A、放电时电池内部Li⁺向正极移动 B、电池工作时，正极反应式为： Li_1-xFePO₄ + xLi⁺+ xe^—= LiFePO₄ C、转化为硫酸铵时，M与b相接，N与a相接 D、该装置实际工作过程中需要在C处补充适量H₂SO₄

查看试题解析
8. 我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO₂ ，相应的产物为 $Z n (O H)_{4}^{2 -}$ 和Mn²⁺。下列说法错误的是

A、双极膜中的OH^-通过膜a移向M极 B、电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH不变 C、N电极的反应式为MnO₂ +4H⁺ +2e^-=Mn²⁺ +2H₂O D、若电路中通过2 mol e^- ，则稀硫酸溶液质量增加89 g

查看试题解析
9. 国产航母山东舰采用模块制造，然后焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是

A、舰艇被腐蚀是因为形成了电解池 B、甲是海水环境下的腐蚀情况 C、被腐蚀时正极反应式为：Fe-2e→Fe²^＋ D、焊点附近用锌块打“补丁”延缓腐蚀

查看试题解析
10. 将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是

A、钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 B、金属M的活动性比Fe的活动性弱 C、阴极的电极反应式为 $F e - 2 e^{-} = F e^{2 +}$ D、钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快

查看试题解析
11. 为实现碳中和，可通过电解法用 $C O_{2}$ 制备 $C_{2} H_{4}$ ，电解装置如图，下列说法错误的是

A、玻碳电极为阳极，发生氧化反应 B、铂电极的电极反应： $2 C O_{2} + 12 e^{-} + 12 H^{+} = C_{2} H_{4} + 4 H_{2} O$ C、制得28g $C_{2} H_{4}$ 时，产生32g $O_{2}$ D、电解一段时间后，右池中溶液的pH可能不变

查看试题解析
12. 液态金属电池在规模储能领域具有重要的应用前景。某可充电液态金属电池放电时的工作原理如图所示，电池采用了三层液态设计，其三层液体因密度差和互不混溶而自动分层：隔膜为法拉第选择性膜，该膜既有电子通道，又有离子通道( $P b^{2 +}$ 除外)。
下列说法错误的是

A、放电时电极Y为正极 B、充电时阴极反应式为 $L i^{+} + e^{-} = L i$ C、放电时外电路转移2mol电子，得到Pb的总物质的量为1mol D、法拉第选择性膜避免了 $P b^{2 +}$ 直接接触Li而导致充放电性能下降

查看试题解析

二、多选题

13. 微型银-锌电池可用作电子仪器的电源，其电极分别是 $Ag / {Ag}_{2} O$ 和 $Zn$ ，电解质为 $KOH$ 溶液，电池总反应为 ${Ag}_{2} O + Zn + H_{2} O = 2 Ag + Zn {(OH)}_{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、电池工作过程中， $KOH$ 溶液浓度降低 B、电池工作过程中，电解液中 ${OH}^{-}$ 向负极迁移 C、负极发生反应 $Zn + 2 {OH}^{-} - 2 e^{-} = Zn {(OH)}_{2}$ D、正极发生反应 ${Ag}_{2} O + 2 H^{+} + 2 e^{-} = Ag + H_{2} O$

查看试题解析
14. ClO₂是一种高效、低毒的消毒剂。实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂(亚氯酸钠)为原料，制备ClO₂的流程如图：
已知：①电解过程中氯元素被氧化。
②ClO₂是一种黄绿色易溶于水的气体；三氯化氮为黄色油状液体，熔点较低，很不稳定，受热90℃以上或受震动时发生猛烈爆炸。下列说法正确的是

A、“电解”过程中的阳极电极反应式为 $3 C 1^{-} - 6 e^{-} + N H_{4}^{+} = N C l_{3} + 4 H^{+}$ B、“反应”过程中可快速搅拌反应混合液以加快反应速率 C、“反应”过程中的还原产物存在于溶液X中 D、可用稀盐酸除去ClO₂中的氨气

查看试题解析
15. 利用氢氧燃料电池可实现由白磷电解法制备Li［P(CN)₂］，并能实现H₂的循环利用，其工作原理如图所示。(已知：Me为甲基；电极均为石墨电极)
下列说法正确的是

A、电池工作时电极a连接电极d B、当生成9gLi［P(CN)₂］时，电极a消耗H₂的体积(标准状况)为2.24L C、通电一段时间后，若隔膜e为阴离子交换膜，则c(KOH)减小 D、电极c的电极方程式为 $P_{4} - 4 e^{-} + 8 L i C N = 4 L i [P (C N)_{2}] + 4 L i^{+}$

查看试题解析
16. 以柏林绿 $F e [F e (C N)_{6}]$ 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 $N a^{+}$ 移向b极 C、当有 $2 m o l F e [F e (C N)_{6}]$ 转化成 $N a_{2 - x} F e [F e (C N)_{6}]$ 时，生成 $(4 - 2 x) m o l C H_{3} C H O$ D、电源充分充电时，a极反应式为 $N a_{2} F e [F e (C N)_{6}] - 2 e^{-} = F e [F e (C N)_{6}] + 2 N a^{+}$

查看试题解析
17. 我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述错误的是（）

A、放电时，a电极反应为I₂Br^-+2e^-=2I^-+Br^- B、放电时，溶液中离子的数目增大 C、充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI^-被还原 D、充电时，a电极接外电源负极

查看试题解析
18. 2019年我国自主研发的首个31.25kW铁—铬液流电池“容和一号”成功下线，该电堆是目前全球最大功率的铁—铬液流电池电堆。该电池总反应为： $F e^{3 +} + C r^{2 +} ⇌_{充电}^{放电} F e^{2 +} + C r^{3 +}$ 。某种 $K_{1}$ 、 $K_{2}$ 开关情况下，工作原理如图所示，其中a电极上涂有固体氢化铋(BiH_x)。下列说法错误的是（）

A、电解质中除包含上述离子外，可选用盐酸环境 B、闭合 $K_{2}$ 时，与b电极连接的是电源的正极 C、放电时，负极反应式为 $F e^{2 +} - e^{-} = F e^{3 +}$ D、充电时，BiH_x只起导电作用

查看试题解析
19. 有机电化学合成是目前公认的一种绿色可持续性合成策略，电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图。
下列说法错误的是（）

A、a为负极，离子交换膜1为阳离子交换膜 B、M极发生反应 $2 H_{2} O + 2 e^{-} = H_{2} ↑ + 2 O H^{-}$ C、电路中每通过1mol $e^{-}$ 理论上消耗28g乙烯 D、随电解进行 $N a O H$ 与 $N a C l$ 需及时补充

查看试题解析
20. 科学家利用多晶铜高效催化电解CO₂制乙烯，原理如图所示。已知：电解前后电解液浓度几乎不变。下列说法错误的是（）

A、铂电极产生的气体是O₂和CO₂ B、铜电极的电极反应式为2CO₂+12 $H C O_{3}^{-}$ +12e^-=C₂H₄+12 $C O_{3}^{2 -}$ +4H₂O C、通电过程中，溶液中 $H C O_{3}^{-}$ 通过阴离子交换膜向右槽移动 D、当电路中通过0.6mol电子时，理论上能产生标况下C₂H₄1.12L

查看试题解析
21. 微生物电解池(MEC)产甲烷技术是一种有望成为缓解能源危机与温室效应的重要新型途径。它以外界输入的较小电能为能量来源，以微生物为催化剂，MEC耦合厌氧消化系统产甲烷的工作原理如下。下列有关说法错误的是（）

A、a为电源的负极，b为电源的正极 B、电子的移动方向：从b→导线→Y电极，再经X→导线→a C、Y电极发生的反应：CO₂+8H⁺+8e^-=CH₄+2H₂O、8H⁺+8e^-=4H₂、CO₂+4H₂=CH₄+2H₂O D、若用铅酸电池为电源，理论上消耗98gH₂SO₄时，此装置中有2molH⁺发生迁移

查看试题解析
22. 我国科学家开发了一款高压无阳极配置可充电钠电池，其充电过程的原理如图所示。下列说法正确的是（）

A、放电时，电子由b极经3A沸石分子筛膜流向a极 B、放电时，a极的电极反应式为Na⁺ +e^-=Na C、充电时，b极为阳极，发生氧化反应 D、充电时，电路中每迁移2mol电子，理论上a极净增重46g

查看试题解析
23. 科学家发明了一种新型的制氢技术，其工作原理如图。在催化剂的作用下葡萄糖降解为小分子，小分子在电解过程中转化为 $C O_{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、M电极上小分子物质得电子发生还原反应 B、电解池中使用阴离子交换膜 C、N极发生的电极反应式： $2 H^{+} + 2 e^{-} = H_{2} ↑$ D、标准状况下，在阴极生成 $22.4 L H_{2}$ 时，消耗15g葡萄糖

查看试题解析

三、非选择题

24. 连二亚硫酸钠 $({Na}_{2} S_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O)$ ，俗称保险粉，易溶于水，常用于印染、纸张漂白等。回答下列问题：

(1)、 ${Na}_{2} S_{2} O_{4}$ 中S的化合价为。

(2)、向锌粉的悬浮液中通入 ${SO}_{2}$ ，制备 ${ZnS}_{2} O_{4}$ ，生成 $1 mol$ ${ZnS}_{2} O_{4}$ ，反应中转移的电子数为mol；向 ${ZnS}_{2} O_{4}$ 溶液中加入适量 ${Na}_{2} {CO}_{3}$ ，生成 ${Na}_{2} S_{2} O_{4}$ 并有沉淀产生，该反应的化学方程式为

(3)、 $Li - {SO}_{2}$ 电池具有高输出功率的优点。其正极为可吸附 ${SO}_{2}$ 的多孔碳电极，负极为金属锂，电解液为溶解有 $LiBr$ 的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。电池放电时，正极上发生的电极反应为 $2 {SO}_{2} + 2 e^{-} = S_{2} O_{4}^{2 -}$ ，电池总反应式为。该电池不可用水替代混合有机溶剂，其原因是。

查看试题解析
25. 硫酸铅(PbSO₄)，制造铅蓄电池的一种原料；以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO₂、PbSO₄及炭黑等)和H₂SO₄为原料，制备高纯PbO，可实现铅的再生利用。

(1)、铅蓄电池中需要配制5.3 mol∙L⁻¹的H₂SO₄溶液，需要的仪器有玻璃棒、(从下列图中选择，写出名称)。

(2)、工业上以PbS为原料可以制取PbSO₄ ， 80℃时浸取，将PbS与盐酸、MnO₂和饱和食盐水一起浸取，PbS反应后生成 $P b C l_{4}^{2 -}$ 和S。
①写出PbS反应的离子方程式：。
②浸取时应控制盐酸的浓度。其他条件一定，若盐酸浓度过大，铅元素的浸出率反而下降，原因是。

(3)、用废旧铅酸电池中的含铅废料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用的过程中，
过程Ⅰ中，Fe²⁺催化过程可表示为：
i：2Fe²⁺+PbO₂+4H⁺+ $S O_{4}^{2 -}$ =2Fe³⁺+PbSO₄+2H₂O
ii：2Fe³⁺+Pb+ $S O_{4}^{2 -}$ =2Fe²⁺+PbSO₄
下列实验方案可证实上述催化过程。请将实验方案补充完整。
a．向酸化的FeSO₄溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO₂ ，溶液变红。
b．。

(4)、已知：K_sp(PbCO₃)=1.5×10⁻¹³ ， K_sp(PbSO₄)=1.8×10⁻^8.在某制备过程中，经检测，过滤出的PbCO₃沉淀中混有PbSO₄ ，则该滤液中 $\frac{c (S O_{4}^{2 -})}{c (C O_{3}^{2 -})}$ =。

(5)、以铅蓄电池为电源，电解二氧化碳酸性溶液可制得丙烯(如图)。

①Y极与电源(填“正极”或“负极”)相连。

②该离子交换膜为膜。

③X极的电极反应式为。

查看试题解析
26. 一种利用废催化剂(含TiO₂ ， WO₃等)回收金属Ti、W的工艺流程如图所示。

已知：①偏钛酸钠(Na₂TiO₃)难溶于水；“酸洗”时，Na₂TiO₃转化为TiOCl₂或TiOSO₄ ，水解后得到H₂TiO₃；

②当溶液中某离子浓度≤1×10^-5mol/L时，认为该离子沉淀完全。

请回答下列问题：

(1)、为加快“碱浸”的速率，可采取的措施为(任写两条)；“碱浸”时生成偏钛酸钠的离子方程式为。

(2)、锐钛型和金红石型是TiO₂最常见的两种晶体类型，煅烧H₂TiO₃过程中，TiO₂会发生“锐钛型→金红石型”转化，固体质量残留率和晶型转化率随温度变化如图1所示，晶型转化过程中的能量变化如图2所示。设计用“过滤”所得Na₂TiO₃制备金红石型TiO₂的操作方案。

(3)、“煅烧”时，TiO₂的提取率随时间、温度的变化关系如图，提取TiO₂的适宜条件为。

(4)、用固体二氧化钛生产海绵钛的装置如图，其原理是TiO₂的氧解离进入熔融盐中而得到金属海绵钛。电解过程中，b极是极，阴极的电极反应式为。

(5)、将氢氧化钙加入钨酸钠溶液中可得到钙酸钙，已知K_sp(CaWO₄)=4×10^-10(mol/L)² ， K_sp［Ca(OH)₂］=9×10^-7(mol/L)³ ，当溶液中 $W O_{4}^{2 -}$ 沉淀完全时，溶液中c(OH^-)最大值为mol/L。

查看试题解析
27. 氨具有较高的含氢量，可用作内燃机的燃料。

(1)、液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为 $2 N H_{3} ⇌ N H_{4}^{+} + N H_{2}^{-}$ 。写出 $N H_{4} C l$ 与 $K N H_{2}$ 在液氨中发生中和反应的化学方程式为。

(2)、合成氨反应的方程式为： $3 H_{2} (g) + N_{2} (g) ⇌ 2 N H_{3} (g)$ ，恒压密闭容器中，起始时 $n (H_{2}) ： n (N_{2}) = 3 ： 1$ ，不同温度(T)下平衡混合物中 $N H_{3}$ 物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
①25℃时， $H_{2} (g)$ 和 $N H_{3} (g)$ 的燃烧热 $Δ H$ 分别为akJ/mol和bkJ/mol，上述合成氨反应的焓变为kJ/mol。
②A点的温度迅速从 $T_{1}$ 变为 $T_{2}$ ，则此时浓度商QK( $T_{2}$ )(填“>”“<”或“=”)。
③ $K_{p} (B) ： K_{p} (A) =$ ( $K_{p}$ 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
④合成氨逆反应速率方程为： $v (逆) = k (逆) \frac{p_{N H_{3}}^{2}}{p_{H_{2}}^{3}}$ ，式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强，平衡发生移动，直至达到新的平衡，v(逆)的变化过程为。

(3)、合成氨也可以通过电化学过程实现，其装置如图所示。
①导线中电子流动方向为。
②生成 $N H_{3}$ 的电极反应式为。
③若惰性电极2的电流效率η为75%，则惰性电极2处 $N_{2}$ 与 $N H_{3}$ 的物质的量之比为。( $η = \frac{电极上目标产物的实际质量}{电极上目标产物的理论质量} \times 100 %$ )

查看试题解析
28. 铁氰化钾 ${K_{3} [F e (C N)_{6}]}$ 又叫赤血盐，是一种深红色的晶体，易溶于水，不溶于乙醇。已知： $F e^{2 +} 、 F e^{3 +}$ 能与 $C N^{-}$ 形成 ${[F e (C N)_{6}]}^{4 -}$ 、 ${[F e (C N)_{6}]}^{3 -}$ ，若 $F e_{2} {(S O_{4})}_{3}$ 与 $K C N$ 直接混合时， $F e^{3 +}$ 会将 $C N^{-}$ 氧化成 $(C N)_{2}$ 。某实验小组为制备铁氰化钾设计如下实验方案。回答下列问题：

(1)、 $K_{3} [F e (C N)_{6}]$ 中铁元素的化合价为，该化合物中四种元素电负性从大到小的顺序为(填元素符号)，该化合物中 $σ$ 键和 $π$ 键的个数比为。

(2)、Ⅰ.氯气氧化法制备 $K_{3} [F e (C N)_{6}]$ ，其实验装置如下图所示：
仪器b的名称为。

(3)、装置A中导管a的作用是，装置A中反应的化学方程式为。

(4)、实验过程中先打开②处的活塞，充分反应一段时间后再打开①处的活塞的原因是。

(5)、装置C的作用是。

(6)、Ⅱ.电解法：
将亚铁氰化钾 ${K_{4} [F e (C N)_{6}]}$ 的饱和溶液在 $60 ℃$ 以下进行电解制备铁氰化钾，其阳极上的电极反应式为。

查看试题解析
29. 元素周期表中，铍(Be)与铝处于对角线的位置，它们的性质相似。试回答：

(1)、Be元素在元素周期表中的位置：，有关Be性质的推断错误的是(填序号)。
a．Be是一种轻金属，能与冷水反应
b．氧化铍具有高熔点，能耐酸碱
c．常温时， $B e C l_{2}$ 溶液的 $p H < 7$

(2)、已知： $A l_{4} C_{3} + 12 H_{2} O = 4 A l {(O H)}_{3} + 3 C H_{4} ↑$ ，写出 $B e_{2} C$ 与NaOH溶液反应的离子方程式(铍酸根离子为 $B e O_{2}^{2 -}$ )：

(3)、基态铝原子的价电子排布式为，镁铝合金经过高温淬火获得一种储钠材料，用法测定其晶胞结构如图1所示，图中原子位于顶点或面心。该晶体中每个铝原子周围距离最近的镁原子数目为，该立方晶胞的晶胞的密度为 $d g \cdot c m^{- 3}$ ，设阿伏加德罗常数的值为 $N_{A}$ ，则该晶胞中镁铝之间的最近距离为pm。(列出计算式，可不化简)。

(4)、铝石墨双离子电池是一种全新的低成本、高效能电池，反应原理为： $A l L i + C_{x} (P F_{6}) ⇌_{充电}^{放电} A l + x C + L i^{+} + P {F_{6}}^{-}$ ，电池结构如图2所示。放电时，正极反应式为，充电时，应将铝-石墨电极与外接电源的极相连。

查看试题解析
30. 已二腈[NC(CH₂)₄CN]是合成尼龙－66的中间体，其制备方法如下。

(1)、I.己二酸氨化法
下列说法正确的是(填字母)。
a.己二腈的分子中含有碳氮三键
b.反应②和④中均有H₂O生成
c.该方法原子利用率低

(2)、若反应③中硝酸的还原产物为NO₂ ，理论上生产1mol已二酸产生NO₂的物质的量是mol。

(3)、II.丙烯晴CH₂=CHCN电解二聚法(两极均为惰性电极)
电解原理如图，总反应为4CH₂=CHCN+2H₂O $\to_{}^{\begin{array}{l} 通电 \end{array}}$ 2NC(CH₂)₄CN+O₂↑，主要副产物为丙腈(C₂H₅CN)。
电极X为(填“阴”或“阳”)极。

(4)、Y极区溶液呈酸性会加快丙腈的生成，导致己二腈的产率降低，结合图分析原因是。

(5)、写出i的电极反应式：。

(6)、已二腈、丙腈的生成速率与季铵盐浓度的关系如图，当季铵盐的浓度为1.5×10^-2mol•L^-1时，每小时通过质子交换膜的H⁺的物质的量最少为mol。

查看试题解析
31. 汽车尾气中 $N O_{x}$ 的生成和消除是科学家研究的重要课题。回答下列问题：

(1)、工业上通常用溶质质量分数为15%的 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液(密度为1.06 $g / c m^{3}$ )作为 $N O_{x}$ 的吸收剂，该 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液物质的量浓度为。

(2)、汽车发动机工作时会引发 $N_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 N O (g)$ 　 $Δ H = + 180 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，其能量变化如图。
$\begin{array}{l} N_{2} (g) \overset{+ 946 k J \cdot m o l^{- 1}}{\to} 2 N (g) \\ O_{2} (g) \overset{+ 498 k J \cdot m o l^{- 1}}{\to} 2 O (g) \end{array}] \to 2 N O (g)$
则NO中氮氧键的键能是。

(3)、用 $N H_{3}$ 可消除NO污染，反应原理为： $4 N H_{3} + 6 N O ⇌_{Δ}^{催化剂} 5 N_{2} + 6 H_{2} O$ ，以 $n (N H_{3}) ： n (N O)$ 分别为4：1、3：1、1：3投料，得到NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。
①曲线a对应的 $n (N H_{3}) ： n (N O) =$ 。
②曲线c中NO的起始浓度为 $4 \times 1 0^{- 4} m g / m^{3}$ ，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为 $m g / (m^{3} \cdot s)$ 。
③由图可知，无论以何种比例反应，在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降，可能的原因是。

(4)、元素(Ce)常见有＋3、＋4两种价态。NO可以被含 $C e^{4 +}$ 的溶液吸收，生成含有 $C e^{3 +}$ 和 $H N O_{2}$ 的吸收液，反应的离子方程式为；现采用电解法将上述吸收液中的 $H N O_{2}$ 转化为无毒物质，同时再生 $C e^{4 +}$ ，其原理如图所示。
① $C e^{4 +}$ 从电解槽的(填字母)口流出。
②写出 $H N O_{2}$ 在阴极反应的电极反应式：。

查看试题解析
32. 硼氢化钠( $N a B H_{4}$ )广泛用于化工生产，常温下能与水反应，碱性条件下能稳定存在，易溶于异丙胺(沸点为33℃)。工业上可用硼镁矿(主要成分为 $M g_{2} B_{2} O_{5} \cdot H_{2} O$ ，含少量杂质 $F e_{3} O_{4}$ )制取 $N a B H_{4}$ ，其工艺流程如图1所示。
回答下列问题：

(1)、 $N a B H_{4}$ 中含有的化学键为

(2)、Ti的核外电子排布式

(3)、碱溶过滤得滤渣的主要成分是、

(4)、写出 $N a_{2} B_{4} O_{7}$ 制取 $N a B H_{4}$ 的化学方程式

(5)、高温合成中，加料之前需将反应器加热至100℃以上，并通入氩气。通入氩气的目的是

(6)、在碱性条件下，用惰性电极电解 $N a B O_{2}$ 溶液也可制得 $N a B H_{4}$ ，装置如图2所示，写出阴极反应的电极方程式

(7)、 $N a B H_{4}$ 常用作还原剂， $H_{2}$ 也是常见的还原剂。与相同氧化剂反应时， $7.6 g N a B H_{4}$ 的还原能力相当于 $g H_{2}$ 的还原能力。

查看试题解析
33. 为实现“碳达峰”及“碳中和”，二氧化碳甲烷化技术是CO₂循环再利用最有效的技术之一。请回答下列问题：

(1)、二氧化碳甲烷化时发生的反应为： CO₂(g) + 4H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₄(g) + 2H₂O(g)
①298 K时，已知相关物质的相对能量如图，则该反应的 ΔH为kJ·mol^-1。
②某温度下，向某容积为1 L的恒容密闭容器中充入冒2 mol CO₂和5 mol H₂ ， 5 min时反应达到平衡， CO₂的转化率为50% ，该反应的平衡常数K为；能判断该程反应已达化学平衡状态的标志是(填标号)。
A．CO₂体积分数保持不变
B．容器中混合气体的质量保持不变
C．混合气体的平均相对分子质量保持不变
D．CO₂的生成速率与H₂O的生成速率相等
③有利于提高体系中CO₂平衡转化率的措施是(填标号)。
A．使用高效催化剂 B．增加CO₂投入量
C．延长反应时间| D．及时分离CH₄

(2)、催化剂的选择是CO₂甲烷化的核心，金属Ni或Ni-CeO₂均可作为催化剂。反应相同时间，测得CO₂转化率和CH₄选择性随温度的变化如图所示。高于320 ℃，以Ni—CeO₂为催化剂，CO₂转化率略有下降，而以Ni为催化剂，CO₂转化率却仍在上升，其原因是。
(CH₄的选择性= $\frac{转化成甲烷所消耗的二氧化碳的量}{二氧化碳的总转化量}$ )

(3)、Ni-CeO₂催化CO₂加H₂生成CH₄的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注) ，则发生的副反应的方程式为。

(4)、某温度，在体积为1L的恒容密闭容器中加入1molCO₂和4molH₂ ， 10min后达到平衡，CO₂的平衡转化率和CH₄的选择性分别为80%、90% ，则CH₄的反应速率为。

(5)、还可以采用微生物电化学法生产甲烷，装置如图，b电极的电极反应式为。

查看试题解析
34. 在我国大力推进生态文明建设，全力实现“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下，对CH₄和CO₂利用的研究尤为重要。
Ⅰ.我国科学家研发的水系可逆Zn－CO₂电池可吸收利用CO₂ ，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液充、放电时，复合膜间的H₂O解离成H⁺和OH^- ，工作原理如图所示：

(1)、充电时复合膜中向Zn极移动的离子是，放电时负极的电极反应式为。
Ⅱ.科学家使CH₄和CO₂发生重整反应：CH₄(g)+CO₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2CO(g)+2H₂(g) △H=+247kJ•mol^-1。生成合成气CO和H₂ ，以实现CO₂的循环利用。该反应中，如何减少积碳，是研究的热点之一。某条件下，发生主反应的同时，还发生了积碳反应：
CO岐化：2CO(g) $\overset{}{⇌}$ CO₂(g)+C(s) △H₁=-172kJ•mol^-1
CH₄裂解：CH₄(g) $\overset{}{⇌}$ C(s)+2H₂(g) △H₂=+75kJ•mol^-1

(2)、如图表示表示温度和压强对积碳反应平衡碳量的影响，其中表示对CO岐化反应中平衡碳量影响的是。(填“图a”或“图b”)，理由是。

(3)、结合图分析，在700℃、100kPa的恒压密闭容器中进行此重整反应且达到平衡，当升高温度至1000℃达到平衡时，容器中的含碳量(填“减小”“不变”或“增大”)，由此可推断100kPa且高温时积碳主要由(填“歧化”或“裂解”)反应产生。

(4)、合成气CO和H₂ ，可用于合成甲醇，能说明反应CO(g)+2H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g)一定达平衡状态的是____(填字母)。

A、CO的消耗速率等于CH₃OH的生成速率 B、一定条件，CO的转化率不再变化 C、在绝热恒容的容器中，平衡常数不再变化 D、容器中气体的平均相对分子质量不再变化

(5)、向1L恒容密闭容器中通入4mol的CH₄和2mol的CO₂ ，在800℃下若只发生主反应一段时间后达到平衡，测得CO的体积分数为25%，则主反应的K=(保留两位有效数字)。

查看试题解析
35. 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：K_sp(CaF₂)=5.3×10^-9 ， K_sp(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。

查看试题解析