高考二轮复习知识点：电极反应和电池反应方程式2

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O₂与Li⁺在多孔碳材料电极处生成Li₂O_2-x（x=0或1）。下列说法正确的是

A、放电时，多孔碳材料电极为负极 B、放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极 C、充电时，电解质溶液中Li⁺向多孔碳材料区迁移 D、充电时，电池总反应为Li₂O_2-x=2Li+（1- $\frac{x}{2}$ ）O₂

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2. 最近我国科学家设计了一种，CO₂+H₂S协同转化装置，实现对天然气中CO₂和H₂S的高效去除。示意图如右所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：

①EDTA-Fe²⁺-e^-=EDTA-Fe³⁺
②2EDTA-Fe³⁺+H₂S=2H⁺+S+2EDTA+Fe²⁺
该装置工作时，下列叙述错误的是（）

A、阴极的电极反应：CO₂+2H⁺+2e^-=CO+H₂O B、协同转化总反应：CO₂+H₂S=CO+H₂O+S C、石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D、若采用Fe²⁺/Fe³⁺取代EDTA-Fe²⁺/EDTA-Fe³⁺ ，溶液需为酸性

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3. 高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是

A、放电时，负极反应式为：Zn-2e^-+4OH^-=Zn(OH) $_{4}^{2 -}$ B、放电时，正极反应式为：FQ+2H⁺+2e^-=FQH₂ C、充电时，1molFQH₂转化为FQ转移2mol电子 D、充电时，中性电解质NaCl溶液的浓度增大

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4. 某团队基于光激发碳纤维上的聚[1，4-二(2-噻吩基)]苯(PDTB)和二氧化钛( $T i O_{2}$ )半导体构建了一种夹心三明治结构的高性能锌-空气电池，该装置利用充放电过程中 $Z n$ 与 $Z n O$ 的相互转化，能够提升电池的放电电压，降低电池的充电电压，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是

A、该装置可实现光能向电能和化学能的转化 B、电极电势： $Z n / Z n O > P D T B$ C、开关K置于M处时，电子由 $Z n / Z n O$ 极通过导线流向PDTB极 D、开关K置于N处时， $Z n / Z n O$ 极的电极反应式为 $Z n O + H_{2} O + 2 e^{-} = Z n + 2 O H^{-}$

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5. 某微生物燃料电池在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景，其工作原理如图所示。下列说法正确的是

A、该燃料电池不宜在高温下使用 B、电极b为阳极，发生氧化反应 C、HS^-化菌作用下发生反应：HS^- -8e^-+9OH^-= $S O_{4}^{2 -}$ +5H₂O D、若该电池外电路有0.4 mol电子转移，则质子交换膜在标准状况下电极b消耗氧气1.12L

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6. 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 $C F_{3} S O_{3}^{-}$ 通过)下列说法错误的是（）

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N_A个电子，负极区质量增加149g D、充电时，总反应方程式为：

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7. 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4N_A

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8. 开关K置于a处时，两极均有气泡产生，U形管中的液面上升，一段时间后，再将开关K置于b处，可观察到两极的气体逐渐减少。据此分析，下列说法正确的是（）

A、开关K置于a处时，铁电极与直流电源的正极相连 B、开关K置于a处时，产生气体的原因为：2H⁺+2Cl^- $\begin{array}{l} \underline{\underline{通电}} \end{array}$ H₂↑+Cl₂↑ C、开关K置于b处时，阳离子通过阳离子交换膜移向石墨电极 D、开关K置于b处时，铁电极上的电极反应式为H₂-2e^-=2H⁺

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9. 纤维电池的发明为可穿戴电子设备的发展奠定了基础。一种纤维状钠离子电池放电时的总反应为： Na_0.44MnO₂+NaTi₂(PO₄)₃ = Na_0.44-xMnO₂+Na_1+xTi₂(PO₄)₃ ，其结构简图如图所示。下列说法错误的是（）

A、放电时， $S O_{4}^{2 -}$ 向乙电极移动 B、放电时乙电极的电极反应式为：NaTi₂(PO₄)₃+xe^-+xNa⁺ =Na_1+xTi₂(PO₄)₃ C、该电池充电时甲电极应该与电源负极相连 D、该电池充电过程中Mn元素的化合价降低

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10. 某种培根型碱性氢氧燃料电池示意图如所示，下列有关该电池的说法错误的是

A、电池放电时， $K^{+}$ 向镍电极Ⅰ的方向迁移 B、正极电极反应为： $O_{2} + 2 H_{2} O + 4 e^{-} = 4 O H^{-}$ C、出口Ⅰ处有水生成 D、循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环

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11. 锌铁液流电池由于安全、稳定、电解液成本低等优点成为电化学储能热点技术之一，下图为以 $Z n {(O H)}_{4}^{2 -} / Z n$ 和 $F e {(C N)}_{6}^{3 -} / F e {(C N)}_{6}^{4 -}$ 作为电极氧化还原电对的碱性锌铁液流电池放电时工作原理示意图。
下列说法错误的是

A、放电过程中，左侧池中溶液pH逐渐减小 B、放电过程中，总反应为 $2 F e {(C N)}_{6}^{3 -} + Z n + 4 O H^{-} = Z n {(O H)}_{4}^{2 -} + 2 F e {(C N)}_{6}^{4 -}$ C、充电过程中，阴极的电极反应为 $Z n {(O H)}_{4}^{2 -} + 2 e^{-} = Z n + 4 O H^{-}$ D、充电过程中，当2 mol $O H^{-}$ 通过PBI膜时，导线中通过1 mol $e^{-}$

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12. 将铜棒插入浓、稀 $C u {(N O_{3})}_{2}$ 溶液中(装置如图)、观察到电流计指针发生偏转，一段时间后，浸入浓 $C u {(N O_{3})}_{2}$ 溶液的铜棒变粗。下列说法错误的是

A、铜棒变粗的反应： $C u^{2 +} + 2 e^{-} = C u$ B、导线中电子移动的方向：b→a C、随着反应的进行，浓、稀 $C u {(N O_{3})}_{2}$ 溶液的浓度逐渐接近 D、 $C u^{2 +}$ 的氧化性随 $c (C u^{2 +})$ 增大而增强，Cu的还原性随 $c (C u^{2 +})$ 增大而减弱

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二、多选题

13. 我国力争于2030前做到碳达峰，2060年前实现碳中和，利用如图所示电解法吸收CO₂并制得HCOOK，下列说法错误的是（）

A、Pt片为电解池的阳极 B、Sn片上发生的电极反应为CO₂+2e^—+HCO $_{3}^{-}$ =HCOO^—+CO $_{3}^{2 -}$ C、标准状况下，电路中转移1mole^—阳极产生5.6L气体 D、电解一段时间后，阴极区需要补充KHCO₃溶液

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14. 采用乙醇-水-硫酸作电解质溶液，以对硝基苯甲酸( )为原料，通过电解的方法可制备对氨基苯甲酸()，电解装置如图所示(箭头表示电解池工作时离子的迁移方向)。下列有关说法错误的是（）

A、该装置中的阳离子交换膜为质子交换膜 B、乙醇-水-硫酸电解质溶液中的乙醇为溶剂 C、电极N为阳极，电极反应为+6H⁺-6e^-→ +2H₂O D、在反应过程中，储液罐甲中的pH始终保持不变

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15. 生活污水中的氮和磷元素主要以铵盐和磷酸盐形式存在，可用铁、石墨作电极，用电解法去除。电解时：如图一原理所示可进行除氮；翻转电源正负极，可进行除磷，利用Fe²⁺将PO $_{4}^{3 -}$ 转化为Fe₃(PO₄)₂沉淀。下列说法错误的是（）

A、图二中0~20 min脱除的元素是氮元素，此时石墨作阴极 B、溶液pH越小，有效氯浓度越大，氮的去除率越高 C、图二中20~40 min脱除的元素是磷元素，此时阴极电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑ D、电解法除氮中有效氯ClO^-氧化NH₃的离子方程为：3ClO^-+2NH₃=3Cl^-+N₂+3H₂O

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16. 羟基自由基 $(\cdot O H)$ 是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种能将苯酚氧化为CO₂和H₂O的原电池-电解池组合装置，实现了发电、环保两位一体。下列说法错误的是（）

A、a极1 mol Cr₂O $_{7}^{2 -}$ 参与反应，理论上NaCl溶液中减少的离子为12N_A B、电池工作时，b极附近pH减小 C、右侧装置中，c、d两极产生气体的体积比(相同条件下)为2∶1 D、d极区苯酚被氧化的化学方程式为 $C_{6} H_{5} O H + 28 \cdot O H = 6 C O_{2} ↑ + 17 H_{2} O$

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17. 锂电池有广阔的应用前景。用“循环电沉积”法处理某种锂电池的过程中， $L i_{2} C O_{3}$ 和C在 $M o S_{2}$ 的催化作用下发生电极反应，反应历程中的能量变化如图。下列说法正确的是（）

A、此反应在电解池的阴极发生 B、反应历程中存在碳碳键、碳氧键的断裂和形成 C、该电极反应总历程每生成1mol气体产物，电极上转移 $2 m o l e^{-}$ D、此历程中发生了反应 $C O_{3}^{2 -} + C - 2 e^{-} = C O_{2} + C O$

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18. 我国科学家研究出一种新型水系Zn-C₂H₂电池(结构如图)，既能实现乙炔加氢又能发电，其开路电位、峰值功率密度和能量密度均远高于Zn-CO₂电池，同时这种电池设计可广泛适用于其他炔烃。已知放电时Zn转化为ZnO，电池工作时下列说法正确的是（）

A、电流由b极经外电路流向a电极 B、右侧极室中c(KOH)减小 C、a极的电极反应式为C₂H₂+2e^-+2H₂O=C₂H₄+2OH^- D、每有0.2 mol OH^-通过阴离子交换膜，a极消耗2.24 L C₂H₂

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19. 硼酸 $(H_{3} B O_{3})$ 大量应用于玻璃工业，能改善玻璃制品性能。通过电解 $N a B {(O H)}_{4}$ 溶液的方法可以制备硼酸，工作原理如图。下列叙述不正确的是（）

A、N为电源正极 B、产品室中的反应为 $B {(O H)}_{4}^{-} + H^{+} = H_{3} B O_{3} + H_{2} O$ C、b膜为阳离子交换膜 D、每生成 $1 m o l H_{3} B O_{3}$ ，两极共生成标准状况下16.8L气体

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20. 某科研团队研制并设计了一种基于阳离子型活性分子的中性水系有机液流电池，以 $[P y r - T E M P O]$ 和 $[P y r - P V] C l_{4}$ 分别作中性水系有机液流电池的正负极材料，已知放电时 $[P y r - P V]^{2 +}$ 先转化为 $[P y r - P V]^{3 +}$ ，后转化为 $[P y r - P V]^{4 +}$ ，电池工作原理如图所示。下列说法不正确的是（）

A、放电的过程中，氯离子由b电极向a电极移动 B、放电和充电时的电势均是a电极高于b电极 C、放电时，负极的电极反应式可能为 $[P y r - P V]^{3 +} - e^{-} = [P y r - P V]^{4 +}$ D、放电时，b电极为负极；充电时，b电极为阳极

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21. 如图所示的磷酸铁锂( $L i F e P O_{4}$ )电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、绿色环保等一系列独特优点。电池中间是聚合物的隔膜，只允许 $L i^{+}$ 通过。下列说法错误的是（）
已知：电池工作原理 $(1 - x) L i F e P O_{4} + x F e P O_{4} + L i_{x} C_{n} ⇌_{充电}^{放电} L i F e P O_{4} + n C$

A、放电时，外电路通过 $0.1 m o l$ 电子时，聚合物薄膜右侧质量减少 $0.7 g$ B、放电时，正极反应： $x F e P O_{4} + (1 - x) L i F e P O_{4} + x L i^{+} + x e^{-} = x L i F e P O_{4}$ C、充放电时， $P O_{4}^{3 -}$ 数目不变 D、充电时，上图中“N”极与外接直流电源的正极相连

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22. 利用间接成对电化学合成间氨基苯甲酸的工作原理如图所示。下列说法错误的是（）

A、阳极的电极反应式为：2Cr³⁺+7H₂O-6e^-=Cr₂O $_{7}^{2 -}$ +14H⁺ B、阳极槽外氧化反应为： +Cr₂O $_{7}^{2 -}$ +8H⁺→ +2Cr³⁺+5H₂O C、通电时阳极区pH增大 D、当电路中转移1mole^-时，理论上可得到1mol间氨基苯甲酸

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23. 双极膜在直流电场的作用下，能将水解离为 $H^{+}$ 和 ${OH}^{-}$ ，并实现其定向通过。工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液( )制备糠醇( )和糠酸盐( )，电解过程如图所示。下列说法正确的是（）

A、电解时，B电极为负极，发生还原反应 B、A电极反应式为： +2H⁺+2e^-→ C、通电时双极膜将水解离为H⁺和OH^- ， OH^-向A极方向移动 D、生成糠酸盐的反应为： +2MnO₂+OH^-→ +2MnOOH

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三、非选择题

24. KIO₃是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：

(1)、KIO₃的化学名称是。

(2)、利用“KClO₃氧化法”制备KIO₃工艺流程如下图所示：
“酸化反应”所得产物有KH(IO₃)₂、Cl₂和KCl。“逐Cl₂”采用的方法是。“滤液”中的溶质主要是。“调pH”中发生反应的化学方程式为。

(3)、KClO₃也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为，其迁移方向是。
③与“电解法”相比，“KClO₃氧化法”的主要不足之处有（写出一点）。

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25. 焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，回答下列问题：

(1)、生产Na₂S₂O₅ ，通常是由NaHSO₃过饱和溶液经结晶脱水制得，写出该过程的化学方程式。

(2)、利用烟道气中的SO₂生产Na₂S₂O₃的工艺为：
①pH=4.1时，1中为溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na₂CO₃ ，固体，并再次充入SO₂的目的是。

(3)、制备Na₂S₂O₃ ，也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO₂碱吸收液中含有NaHSO₂和Na₂SO₃阳极的电极反应式为，电解后，室的NaHSO₃浓度增加，将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na₂S₂O₃。

(4)、Na₂S₂O₅可用作食品的抗氧化剂，在测定某葡萄酒中Na₂S₂O₅残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol-L^-1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL，滴定反应的离子方程式为，该样品中Na₂S₂O₅的残留量为g·L^-1(以SO₃计)。

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26. 为全面实现碳达峰和碳中和，碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题：

(1)、CO₂和H₂反应可生成甲醇。已知101 kPa和298 K时一些物质的标准摩尔生成热(在101 kPa和一定温度下，由最稳定单质生成1 mol纯物质的热效应，称为该物质的标准摩尔生成热)数据如表所示：

物质	H₂(g)	CO₂(g)	CH₃OH(g)	H₂O(g)
$Δ_{f} H_{m}^{θ}$ (kJ·mol ^-1)	0	- 393.5	- 201	- 241.8

①CO₂(g)+3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH= kJ• mol^-1。

②在一定条件下，向恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂ ，发生反应①，测得在相同时间内，不同条件下H₂的转化率如图1所示(在实验条件下催化剂不会失活)，b点前L₁ 高于L₂ ， b点后L₁和L₂重合，其原因可能是；T₂时，若起始压强为15 atm，K_p=atm^-2(结果保留两位有效数字，K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

③已知速率方程v_正=k_正c(CO₂)·c³(H₂)，v_逆=k_逆c(CH₃OH)• c (H₂O)，k_正、k_逆是速率常数，只受温度影响，图2表示速率常数的对数lgA与温度的倒数 $\frac{1}{T}$ 之间的关系，A、B、D、E分别代表图1中a点、c点的速率常数，点表示a点的lgk_正。

(2)、借助下图电解装置，二氧化碳也能生成甲醇，控制在一定温度，持续通入二氧化碳，电解过程中

H C O_{3}^{-}

物质的量基本不变，则阴极电极反应式为。

(3)、CO₂和C₂H₆在催化剂作用下可以合成C₂H₄ ，反应为：CO₂(g)+C₂H₆(g)

⇌

CO(g)+H₂O(g)+C₂H₄(g) ΔH=+177 kJ•mol^-1 ，在C₂H₄合成体系内会发生副反应。

①若发生副反应C₂H₆(g) $⇌$ 3H₂(g)+2C(s)，会降低催化效率，原因是。

②某温度下，若只存在副反应：2CO₂(g)+C₂H₆(g) $⇌$ 4CO(g)+3H₂(g)。向a L密闭容器中充入2.1 mol C₂H₆和2.2 mol CO₂ ， t min后反应达到平衡，容器内C₂H₄为1.4 mol，CO₂为0. 2 mol，则C₂H₆的平衡总转化率为% (保留三位有效数字)。

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27. 废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍．湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品．某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图 $1$ 如下：

(1)、反应Ⅰ是将 $Cu$ 转化为 $Cu {({NH}_{3})}_{4}^{2 +}$ ，反应中 $H_{2} O_{2}$ 的作用是 $.$ 操作 $①$ 的名称：．

(2)、反应Ⅱ是铜氨溶液中的 $Cu {({NH}_{3})}_{4}^{2 +}$ 与有机物 $RH$ 反应，写出该反应的离子方程式： $.$ 操作 $②$ 用到的主要仪器名称为，其目的是 $($ 填序号 $)$ ．
$a .$ 富集铜元素 $b .$ 使铜元素与水溶液中的物质分离 $c .$ 增加 ${Cu}^{2 +}$ 在水中的溶解度

(3)、反应Ⅲ是有机溶液中的 ${CuR}_{2}$ 与稀硫酸反应生成 ${CuSO}_{4}$ 和 $.$ 若操作 $③$ 使用图2装置，图中存在的错误是．

(4)、操作 $④$ 以石墨作电极电解 ${CuSO}_{4}$ 溶液．阴极析出铜，阳极产物是 $.$ 操作 $⑤$ 由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是．

(5)、流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是．
循环使用的 ${NH}_{4} Cl$ 在反应Ⅰ中的主要作用是．

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28. 我国承诺在2030年前实现碳达峰即二氧化碳的排放量不再增长。因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。请回答下列问题：

(1)、以 ${CO}_{2}$ 和 ${NH}_{3}$ 为原料合成尿素是利用 ${CO}_{2}$ 的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应①： $2 {NH}_{3} (g) + {CO}_{2} (g) ⇌ {NH}_{2} {COONH}_{4} (s)$ $Δ H_{l} = - 159.5 kJ / mol$

反应②： ${NH}_{2} {COONH}_{4} (s) ⇌ CO {({NH}_{2})}_{2} (s) + H_{2} O (g)$ $Δ H_{2}$

总反应③： $2 {NH}_{3} (g) + {CO}_{2} (g) ⇌ CO {({NH}_{2})}_{2} (s) + H_{2} O (g)$ $Δ H_{3} = - 87.0 kJ / mol$

反应②的 $Δ H_{2} =$ $kJ / mol$ 。

(2)、利用工业废气中的 ${CO}_{2}$ 可以制取甲醇， ${CO}_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ {CH}_{3} OH (g) + H_{2} O (g)$ ，一定条件下往恒容密闭容器中充入 $1 {molCO}_{2}$ 和 $3 {molH}_{2}$ ，在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ，相同时间内 ${CO}_{2}$ 的转化率随温度变化如图所示：

①催化剂效果最佳的反应是（填“反应Ⅰ”“反应Ⅱ”、“反应Ⅲ”）。

②一定温度下，下列不能说明上述反应Ⅰ达到化学平衡状态的是。

A. ${CO}_{2}$ 的质量分数在混合气体中保持不变

B.反应中 ${CO}_{2}$ 与 $H_{2}$ 的物质的量之比为 $1 ： 3$

C. $3 v_{正} ({CO}_{2}) = v_{逆} (H_{2})$

D.容器内气体总压强不再变化

E.容器内混合气体的密度不再变化

③若反应Ⅲ在a点时已达平衡状态，a点的转化率高于b点和c点的原因是。

④c点时总压强为0.1MPa，该反应的平衡常数= ${MPa}^{- 2}$ （用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数，计算结果用最简分式表示）。

(3)、利用电化学装置可实现将 ${CO}_{2}$ 和 ${CH}_{4}$ 两种分子转化为常见化工原料，其原理如图所示：

①多孔电极a的电极反应式为。

②若生成的 $C_{2} H_{6}$ 和 $C_{2} H_{4}$ 的物质的量之比为 $1 ： 3$ ，则消耗相同状况下的 ${CH}_{4}$ 和 ${CO}_{2}$ 体积比为。

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29. 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)、)在该流程中可循环使用的物质是Zn和H₂SO₄ ，基态S原子占据最高能级的原子轨道的形状为， $S O_{4}^{2 -}$ 的空间结构为。

(2)、“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 $\frac{c (S O_{3}^{2 -})}{c (H S O_{3}^{-})}$ =。[已知：K_a1 (H₂SO₃)=l.4×10^-2；K_a2(H₂SO₃)=6. 0×10^-8]

(3)、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。

(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) $\overset{}{⇌}$ CuS(s)+Zn²⁺(aq) ，该反应的平衡常数K=。 [已知：K_sp(ZnS)=1. 6×10^-24 ， K_sp(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 + $\frac{1}{2}$ Zn+(1+ $\frac{x}{6}$ )H₂O+ $\frac{1}{6}$ ZnSO₄ $⇌_{充电}^{放电}$ MnOOH+ $\frac{1}{6}$ [ZnSO₄·3Zn(OH)₂·xH₂O]。放电时正极的电极反应式为。

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30. 磷酸亚铁锂(化学式：LiFePO₄)，为近年来新开发的锂离子电池电极材料，主要用于动力锂离子电池，作为电极活性物质使用，能可逆地嵌入、脱出锂，其作为锂离子电池电极材料的研究及应用得到广泛关注。通过水热法制备磷酸亚铁锂的一种方法如图(装置如图所示，夹持装置、加热装置等省略未画出)：
制备步骤：
I.在仪器A中加入40mL蒸馏水、0.01molH₃PO₄和0.01molFeSO₄•7H₂O，用搅拌器搅拌溶解后，缓慢加入0.03molLiOH•H₂O，继续搅拌。
II.向反应液中加入少量抗坏血酸(维生素C)，继续搅拌5min。
III.快速将反应液装入反应釜中，保持170℃恒温5h。
IV.冷却至室温，过滤。
V.用蒸馏水洗涤沉淀。
VI.干燥，得到磷酸亚铁锂产品。
回答下列问题：

(1)、装置图中仪器A的名称是，根据上述实验药品的用量，A的最适宜规格为(填标号)。
A.50mL B.100mL C.250mL D.500mL

(2)、步骤II中，抗坏血酸的作用是，以下能代替抗坏血酸使用的是(填标号)。
A．Na₂SO₃ B．铁粉 C．酸性高锰酸钾溶液

(3)、若所加H₃PO₄、FeSO₄•7H₂O、LiOH•H₂O恰好完全反应，请写出制备磷酸亚铁锂的化学方程式：。

(4)、确定所得产品中未混有Fe(OH)₃、FePO₄杂质的方法是。

(5)、干燥后称量，若实验共得到无杂质产品1.1g，则LiFePO₄的产率为%(保留小数点后一位)。

(6)、某种以LiFePO₄作电极材料的锂电池总反应可表示为LiFePO₄+C $⇌_{放电}^{充电}$ Li_1-xFePO₄+CLi_x。放电时正极的电极反应式为。

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31. 某兴趣小组在电解食盐水实验中发现两极产生气体体积不相等，该组同学猜测阳极除 $C l_{2}$ 外可能有 $O_{2}$ 产生。小组同学利用如图装置进行实验探究。
已知： $K I$ 在酸性条件下能被 $O_{2}$ 氧化为 $I_{2}$ 。

(1)、配制 $250 m L 5.0 m o l \cdot L^{- 1} N a C l$ 溶液，实验所用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、。

(2)、利用上述装置检验阳极是否产生 $O_{2}$ ，其连接顺序为：A→_→_→_。实验前从a处通入氮气的目的为。

(3)、小组同学根据实验现象判断有 $O_{2}$ 产生，用电极反应式表示产生 $O_{2}$ 的原因。

(4)、该小组在恒定电压下进行电解实验，探究不同 $p H$ 、不同浓度的 $N a C l$ 溶液对产生 $O_{2}$ 的影响，用传感器测得在 $0 \sim t_{1}$ 时间内阳极区溶解氧的浓度变化，装置如图所示，数据记录如下表。
编号
$5.0 m o l \cdot L^{- 1} N a C l / m L$
$5.0 m o l \cdot L^{- 1} N a O H / m L$
$H_{2} O / m L$
$5.0 m o l \cdot L^{- 1}$ $N a_{2} C O_{3} / m L$
溶解氧的浓度 $/ m g \cdot L^{- 1}$
1
50.0
0
0
0
8.3~7.3
2
5.0
0
45.0
0
8.3~10.5
3
5.0
5.0
x
0
8.3~15.0
4
0
0
50.0
0
8.3
5
0
0
0
50.0
8.3~15.5
①实验2、3是判断相同浓度 $N a C l$ 在不同 $p H$ 下是否有氧气产生，其中 $x =$ 。
②实验2和5条件下，测得溶解氧的曲线如图中Ⅰ、Ⅱ所示，分析实验2溶解氧先降低后升高的原因是。
③实验3中 $0 ~ 240 s$ 时间段内溶液溶解氧逐渐增大，电解 $60 s$ 后取阳极区溶液 $2 m L$ 于试管a，加入淀粉 $- K I$ 溶液，没有明显现象；然后滴加稀硫酸，溶液变蓝。电解 $200 s$ 后另取阳极区溶液 $2 m L$ 于试管b，加入淀粉 $- K I$ 溶液，溶液变蓝。由上述实验现象可获得的实验结论是。
④工业上在一定条件下电解食盐水制备较纯净的 $C l_{2}$ ，除了控制一定的电压，采用活性 $T i$ 电极外，可采取的措施有(写一种)。

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32. 碳中和是我国的重要战略目标，以 $H_{2}$ 和 ${CO}_{2}$ 为原料合成 ${CH}_{4}$ 受到广泛关注。
该过程主要涉及以下反应：

反应I $4 H_{2} (g) + {CO}_{2} (g) ⇌_{}^{} {CH}_{4} (g) + 2 H_{2} O (g) {ΔH}_{1} < 0$

反应II $H_{2} (g) + {CO}_{2} (g) ⇌_{}^{} CO (g) + H_{2} O (g) {ΔH}_{2} > 0$

回答下列问题：

(1)、已知： $ΔG = ΔH - T \times ΔS$ ，反应I的 $ΔS$ 0(填“>”、“<”或“=”)，反应I和II的吉布斯自由能 $(ΔG)$ 与热力学温度(T)之间的关系如图所示， ${ΔH}_{1} =$ $kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 。

(2)、向密闭容器中充入 $3 {molH}_{2}$ 、 $1 {molCO}_{2}$ 反应合成 ${CH}_{4}$ ，平衡时各组分的体积分数随温度变化如图所示。

①在工业上，常选用 $350 ℃$ 作为合成温度，原因是。

② $450 ℃$ 时 ${CO}_{2}$ 对甲烷的选择性=(保留2位有效数字，已知：选择性=生成 ${CH}_{4}$ 的物质的量/参与反应的 ${CO}_{2}$ 的物质的量)，该温度下反应II的 $K_{p} =$ 。(保留2位有效数字，已知：分压=组分物质的量分数×总压)

(3)、光催化剂在光能作用下，电子发生跃迁，形成类似于电解池的阴阳极，将 ${CO}_{2}$ 转变为 ${CH}_{4}$ 。酸性环境下该过程的电极反应式为。

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33. 火法炼铜过程中产生的碱性渣，其主要成分为TeO₂、Na₂TeO₃、Na₂SeO₃以及少量的CuO、PbO、SiO₂等。一种利用这种碱性渣提取高纯碲和粗硒的工艺流程如下图所示。
已知：Ksp (CuS)=6×10^-36；Ksp(PbS)=9×10^-29。
请回答以下问题：

(1)、“碱浸”前应对碱性渣进行的操作是。

(2)、下图分别是温度和NaOH溶液浓度对碲浸出率的影响，则碱浸时的合适温度是。实际生产中采用1mol·L^-1的NaOH溶液，而不用更大浓度 NaOH溶液的原因是。

(3)、已知：CuO和PbO均具有一定的“两性”，“碱浸”时生成物类型类似于偏铝酸钠。则“碱浸”时PbO所发生反应的离子方程式为。

(4)、滤渣3的主要成分为。滤液中Pb^2＋沉淀完全时，c(Cu^2＋)的最大值是mol·L^-1 ， (保留小数点后2位。某离子浓度低于1×10^-5mol·L^-1时，可认为该离子沉淀完全)

(5)、电解制碲时阴极的电极反应式为。电解余液经处理后可循环使用于步骤。电解时电流为10A，电解时间为4h。若生成碲(Te)的电流利用率为95％，则生成碲的质量为。(法拉第常数为96500C·mol^-1 ，保留小数点后1位)

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34. 环氧乙烷( ，别称EO)是重要的杀菌剂和工业合成原料。回答下列问题：

(1)、(一)乙烯直接氧化法：
反应Ⅰ： $C H_{2} = C H_{2} (g) + \frac{1}{2} O_{2} (g) \overset{}{\to}$ (g) $Δ H_{1}$
反应Ⅱ： $C H_{2} = C H_{2} (g) + 3 O_{2} (g) \overset{}{\to} 2 C O_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$ $Δ H_{2}$
乙烯与 $O_{2}$ 在a、b两种催化剂作用下发生反应，催化剂的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的选择性(用EO选择性%表示)与温度(T)的变化曲线如图一所示。
①依据图给信息，选择制备环氧乙烷的适宜条件为。
②M点后曲线下降的原因为。
③下列说法正确的有(填标号)。
A．催化剂的选择性越高，其达到最高反应活性所需的温度越高
B．催化剂的催化活性与温度成正比
C．不同催化剂达到最高活性时的温度不同

(2)、设 $K_{p}^{r}$ 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以 $p_{0} (p_{0} = 100 k P a)$ 。反应Ⅰ、Ⅱ对应的 $- l n K_{p}^{r}$ 随 $\frac{1}{T}$ (温度的倒数)的变化如图二所示。
① $Δ H_{2}$ 0(填“>”或“＜”)。
②在T℃的恒温、恒容密闭容器中，按体积分数充入反应混合气体：乙烯30%、氧气7%，其余混合气63%(致稳气)，发生反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)。平衡时体系压强为2000kPa，乙烯的转化率为 $α$ ，则T℃下反应Ⅰ的相对压力平衡常数 $K_{p}^{r} =$ 。

(3)、(二)电化学合成法
科学家利用 $C O_{2}$ 、水合成环氧乙烷，有利于实现碳中和。总反应为： $2 C O_{2} + 2 H_{2} O \overset{}{\to}$ $+ 2.5 O_{2}$ ，该过程在两个独立的电解槽中实现，装置如图三所示，在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷，内部结构如图四所示。
①电解槽1中阴极的电极反应式为。
②图四虚线框中发生的反应为： $C_{2} H_{4} + H O C l \overset{}{\to} H O C H_{2} C H_{2} C l$ 、、 $H^{+} + O H^{-} = H_{2} O$ 。

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35. 对硝基苯酚( ， PNP)是应用广泛的精细化工中间体。PNP有毒，工业废水中的PNP需联合采用多种方法进行处理，流程如图。
已知：PNP的溶解性与苯酚类似，微溶于水；其化学性质稳定，可被•OH、HClO氧化降解为无机物，但不能与O₂反应。

(1)、在pH>14的废水中，PNP的存在形态为(用结构简式表示)。

(2)、絮凝沉淀池中加入硫酸的目的是。

(3)、低浓度PNP废水可通过电解法处理，装置示意图如图。
①•OH(氧元素为-1价)由水产生，•OH在(填“Pt”或“石墨”)电极产生。
②产生•OH的电极反应式为。

(4)、废水中所含电解质的种类会影响电解法处理PNP的去除率。其它条件相同时，以NaCl和Na₂SO₄模拟酸性低浓度PNP废水中的电解质，结果如图。
①电解质为NaCl时，阳极副反应的电极反应式为。
②电解质为NaCl时，PNP去除率较Na₂SO₄高，可能的原因是。

(5)、在强碱性条件下，单独使用电解法也可有效去除废水中的PNP。工业上仍联合使用絮凝沉淀法处理PNP废水，目的是节约电能和。

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编号	$5.0 m o l \cdot L^{- 1} N a C l / m L$	$5.0 m o l \cdot L^{- 1} N a O H / m L$	$H_{2} O / m L$	$5.0 m o l \cdot L^{- 1}$ $N a_{2} C O_{3} / m L$	溶解氧的浓度 $/ m g \cdot L^{- 1}$
1	50.0	0	0	0	8.3~7.3
2	5.0	0	45.0	0	8.3~10.5
3	5.0	5.0	x	0	8.3~15.0
4	0	0	50.0	0	8.3
5	0	0	0	50.0	8.3~15.5