高考二轮复习知识点：电解原理

试卷更新日期：2023-07-31 类型：二轮复习

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一、选择题

1.
一种电化学制备NH₃的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H⁺。下列叙述错误的是（）

A、Pb电极b为阴极 B、阴极的反应式为：N₂+6H⁺+6e⁻=2NH₃ C、H⁺由阳极向阴极迁移 D、陶瓷可以隔离N₂和H₂

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2. 用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H₂SO₄﹣H₂C₂O₄混合溶液．下列叙述错误的是（　　）

A、待加工铝质工件为阳极 B、可选用不锈钢网作为阴极 C、阴极的电极反应式为：Al³⁺+3e^﹣═Al D、硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

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3. 下列各组中，每种电解质溶液在惰性电极条件下电解时只生成氢气和氧气的是（）

A、HCl、CuCl₂、Ba（OH）₂ B、NaOH、CuSO₄、H₂SO₄ C、NaOH、H₂SO₄、Ba（OH）₂ D、NaBr、H₂SO₄、Ba（OH）₂

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4. 甲是一种在微生物作用下将废水中的尿素 $C O {(N H_{2})}_{2}$ 转化为环境友好物质，实现化学能转化为电能的装置。利用甲、乙两装置，实现对冶金硅( $C u - S i$ 为硅源)进行电解精炼制备高纯硅。下列说法错误的是（）

A、电极M与电极 $b$ 相连 B、当甲池中消耗 $22.4 L O_{2}$ 时，乙池得到 $28 g$ 高纯硅 C、乙池中液态 $C u - S i$ 合金为阳极，液态铝为阴极 D、M上的电极反应式为： $C O {(N H_{2})}_{2} + H_{2} O - 6 e^{-} = C O_{2} ↑ + N_{2} ↑ + 6 H^{+}$

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5. 城市污水循环用作城市稳定的第二水源，对缓解城市水危机有重要意义。高铁酸盐[Fe(VI)]作为一种绿色环保水处理剂，兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果，图为电解制备高铁酸盐的装置示意图(电解液为NaOH溶液)，下列说法正确的是（）

A、石墨作阳极，铁作阴极 B、阳极的电极方程式为： $F e + 8 O H^{-} - 6 e^{-} = F e O_{4}^{2 -} + 4 H_{2} O$ C、生成1mol高铁酸盐，II室溶液质量理论上增大56g D、工作时，I室和II室溶液的pH均增大

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6. 我国科学家研制了一种新型的高比能量锌−碘溴液流二次电池，该电池在使用前要先进行充电，如图为充电原理示意图，溴离子与碘分子结合成为碘溴离子I₂Br^- ，可以增加电池容量。下列叙述不正确的是（）

A、充电时，a接外电源的正极，作阳极 B、充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI^-被氧化 C、放电时，a电极反应为I₂Br^-+2e^-=2I^-+Br^- D、放电时，贮液器d内c(Zn²⁺)持续增大

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7. 某钠离子电池结构如图所示，电极A为含钠过渡金属氧化物(Na_xTMO₂)，电极B为硬碳，充电时Na⁺得电子成为Na嵌入硬碳中。下列说法不正确的是（）

A、充电时，电极B与外接直流电源的负极相连 B、放电时，外电路通过a mol电子时，A电极电解质损失a mol Na⁺ C、放电时，电极A为正极，反应可表示为Na_1-xTMO₂+ xNa⁺ + xe^-= NaTMO₂ D、电池总反应可表示为Na_1-xTMO₂+ Na_xC = NaTMO₂+ C

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8. 雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗，若选择乙醇(H₂SO₄)燃料电池将雾霾中的NO、SO₂转化为硫酸铵，从而实现废气的回收再利用，其回收利用装置如图所示。下列有关说法正确的是（）

A、b电极发生的反应式为： $C H_{3} C H_{2} O H - 12 e^{-} + H_{2} O = 2 C O_{3}^{2 -} + 16 H^{+}$ B、通入NO的电极为阴极，发生氧化反应 C、该装置实际工作过程中不通入 $N H_{3}$ 也能达到相同的效果 D、当消耗46g乙醇时(不计算电解过程中的能量损耗)，则通入的 $N H_{3}$ 的物质的量为 $9.6 m o l$

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9. 某锂离子电池的总反应为：2Li+FeS=Fe+Li₂S。某小组以该电池为电源电解处理含Ba(OH)₂废水和含Ni²⁺、Cl^-的酸性废水，并分别获得BaCl₂溶液和单质镍。电解处理的工作原理如图所示[LiPF₆•SO(CH₃)₂为锂离子电池的电解质]

下列说法正确的是（）

A、X与锂离子电池的Li电极相连 B、若去掉离子膜M将左右两室合并，则X电极的反应不变 C、离子膜M为阴离子交换膜，离子膜N为阳离子交换膜 D、电解过程中b室BaCl₂浓度增大

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10. 硒(Se)是一种新型半导体材料，对富硒废料(含 ${Ag}_{2} Se$ 、 ${Cu}_{2} S$ )进行综合处理的一种工艺流程如下：

下列说法错误的是（）

A、合理处理富硒废料符合循环经济理念 B、母液可在“酸溶”工序循环利用 C、“滤液”经处理可制得胆矾 D、“电解精炼”装置中电解质适合选择AgCl

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11. 在 $K_{2} {Cr}_{2} O_{7}$ 存在下利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（）

A、M极为电源负极，苯酚被氧化 B、工作一段时间后 $NaCl$ 浓度增大 C、M极的电极反应为 $+ 11 H_{2} O - 23 e^{-} = 6 {CO}_{2} + 23 H^{+}$ D、处理 $1 mol {Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ 时，有 $6 mol {OH}^{-}$ 从阴离子交换膜左侧向右侧移动

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12. 下列化学用语对事实的表述正确的是（）

A、.由H和Cl形成HCl的过程： B、常温时，饱和NaClO溶液的pH约为11：ClO^-+H₂O=HClO+OH^- C、苯酚和甲醛在一定条件下反应能生成酚醛树脂： D、电解饱和食盐水的反应：2Cl^-+2H⁺ $\underline{\underline{通电}}$ Cl₂↑+H₂↑

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13. 科学家研制出一种高性能水系酸碱双液锌一溴二次电池，其总反应为：Zn+2OH^-+Br₃^- $⇌_{放电}^{充电}$ ZnO+H₂O+3Br^- ，中间的双极性膜(BPM)能隔开酸碱双液且能允许K⁺通过，如图所示。下列说法正确的是（）

A、放电时，K⁺向石墨电极迁移 B、放电时，锌电极的电势高于石墨电极 C、充电时，阴极室的pH减小 D、充电时，石墨电极发生反应：Br₃^--2e^-=3Br^-

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二、非选择题

14. 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS，含有 $S i O_{2}$ 和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子 $[C_{o} (M^{m}) = 0.1 m o l \cdot L^{- 1}]$ 形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子 $F e^{3 +}$ $F e^{2 +}$ $Z n^{2 +}$ $C d^{2 +}$

开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4

沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4

回答下列问题：

(1)、焙烧过程中主要反应的化学方程式为。

(2)、滤渣1的主要成分出 $S i O_{2}$ 外还有；氧化除杂工序中ZnO的作用是.若不通入氧气，其后果是。

(3)、溶液中的 $C d^{2 +}$ 可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为。

(4)、电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为；沉积锌后的电解液可返回工序继续使用。

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15. 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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16.
氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节．回答下列问题：

(1)、与汽油相比，氢气作为燃料的优点是（至少答出两点）．但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：．

(2)、氢气可用于制备H₂O₂ ．已知：
H₂（g）+A（l）═B（l）△H₁
O₂（g）+B（l）═A（l）+H₂O₂（l）△H₂
其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H₂（g）+O₂（g）═H₂O₂（l）的△H=0（填“＞”或“=”）

(3)、在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MH_x（s）+yH₂（g）⇌MH_x+2y（s）△H＜0达到化学平衡．下列有关叙述正确的是
a．容器内气体压强保持不变
b．吸收ymol H₂只需1molMH_x
c．若降温，该反应的平衡常数增大
d．若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）＞v（吸氢）

(4)、利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为．

(5)、化工生产的副产氢也是氢气的来源，电解法制取有广泛用途的Na₂FeO₄ ．同时获得氢气：Fe+2H₂O+2OH^﹣→FeO₄²^﹣+3H₂↑，装置如图所示，装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO₄²^﹣ ，镍电极有气泡产生．若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质．
已知：Na₂FeO₄只在强碱性条件下稳定，易被H₂还原．
①电解一段时间后，c（OH^﹣）降低的区域在（填“阴极室”或“阳极室”）．
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为．
③c（Na₂FeO₄）随初始c（NaOH）的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c（Na₂FeO₄）低于最高值的原因．

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17. 2021年11月初，世界气候峰会在英国举行，为减少环境污染，减少化石能源的使用，开发新型、清洁、可再生能源迫在眉睫。

(1)、甲醇、乙醇来源丰富、燃烧热值高，可作为能源使用。其中一种可减少空气中CO₂的甲醇合成方法为：CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)。
①若将一定量的CO₂和H₂投入1.0L恒容密闭容器中合成甲醇，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。则该反应的正反应为(填“放热”或“吸热”)反应，在p₂及512K时，图中N点处平衡向(填“正向”或“逆向”)移动；
②若将物质的量之比为1：3的CO₂和H₂充入体积为1.0L的恒容密闭容器中反应，不同压强下CO₂转化率随温度的变化关系如下图所示。
a.A、B两条曲线的压强分别为 $P_{A}$ 、 $P_{B}$ ，则 $P_{A}$ $P_{B}$ (填“>”“<”或“=”)；
b.若A曲线条件下，起始充入CO₂和H₂的物质的量分别为1mol、3mol，且a点时的K=300(L²/mol²)，则a点对应CO₂转化率为。

(2)、在工业生产中也用反应CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) ΔH=-41.2kJ·mol^-1制取H₂ ，从而获得氢能源，该反应需要加入催化剂，若用[M]表示催化剂，则反应历程可表示为：
第一步：[M]+H₂O(g)=[M]O+H₂(g)
第二步：[M]O+CO(g)=[M]+CO₂(g)
①第二步比第一步反应慢，则第二步反应的活化能比第一步(填“大”或“小”)。反应过程中，中间产物[M]O的能量比产物的能量(填“高”或“低”)；
②研究表明，此反应的速率方程为 $v = k (y_{C O} \cdot y_{H_{2} O} - \frac{y_{C O_{2}} \cdot y_{H_{2}}}{K_{p}})$ ，式中) $y_{C O} 、 y_{H_{2} O}$ 、 $y_{C O_{2}} 、 y_{H_{2}}$ 分别表示相应的物质的量分数，K_p为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，该反应的K_p(填“增大”或“减小”)。根据速率方程分析，T>T_m时v逐渐减小的原因是。

(3)、以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。阳极的电极反应式为，若装置中消耗标准状态下O₂44.8L，理论上能制得碳酸二甲酯的质量g。

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18. 当今世界，“碳达峰”“碳中和”已经成为了环保领域的“热词”，我国力争于2030前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。深度脱碳(CO₂)的资源化利用能有效减少CO₂排放，充分利用碳资源。

(1)、I.大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧，CH₄与CO₂重整是CO₂利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
(a)CH₄(g) $⇌$ C(s)+2H₂(g) ΔH₁=akJ·mol^-1
(b)CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=bkJ·mol^-1
(c)2CO(g) $⇌$ CO₂(g)+C(s) ΔH₃=ckJ·mol^-1
(d)······
根据盖斯定律，反应CH₄(g)+CO₂(g) $⇌$ 2CO(g)+2H₂(g) ΔH = kJ·mol^-1。

(2)、II.利用电化学方法可实现二氧化碳的资源化利用。
原电池法：我国科学家研究Li—CO₂电池，取得重大突破。该电池发生的原电池反应为：4Li+3CO₂=2Li₂CO₃+C。
①在Li—CO₂电池中，Li为单质锂片，是该原电池的(填“正”或“负”)极。
②CO₂电还原过程依次按以下四个步骤进行，写出步骤I的电极反应式
i.
ii.C₂O $_{4}^{2 -}$ =CO $_{2}^{2 -}$ +CO₂
iii.CO₂+2CO $_{2}^{2 -}$ =2CO $_{3}^{2 -}$ +C
iv.CO $_{3}^{2 -}$ +2Li⁺=Li₂CO₃

(3)、电解法：如电解CO₂制HCOOK。该原理示意图如下：
①Pt片为电解池的极。
②写出CO₂还原为HCOO^-的电极反应式：。
③电解一段时间后，阳极区的KHCO₃溶液浓度降低，其原因是。

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19. 某小组电解K₂Cr₂O₇溶液，研究过程如下：

(1)、实验一电压不同时，用石墨电极电解硫酸酸化的pH＝2.5的饱和K₂Cr₂O₇ 溶液，实验现象如下：

电压/V	实验现象
2.0	阳极缓慢产生少量气泡，阴极没有气泡
3.0	阳极产生较多气泡，阴极产生少量气泡
＞5.0	两极均快速产生大量气泡，阴极产生气泡的速率约为阳极的2倍

阳极产生的气体是。

(2)、电压为2.0 V时，阴极区检出Cr³⁺ ，结合实验现象判断在阴极放电的主要离子是。

(3)、电压高于5.0 V时，被电解的主要物质是。

(4)、实验二探究其他因素对电解K₂Cr₂O₇溶液的影响。用相同强度的稳恒电流（单位时间内转移的电子数始终相同），分别电解3份500 mL相同浓度的K₂Cr₂O₇溶液，电解时间均为30 min。实验结果如下：

实验序号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
电极材料	阴极：石墨阳极：石墨	阴极：石墨阳极：石墨	阴极：石墨阳极：铁
加入的物质	1 mL浓硫酸	1 mL浓硫酸、少量硫酸铁	1 mL浓硫酸
电极表面是否产生气泡	两极均产生气泡	两极均产生气泡	阴极：产生气泡阳极：无明显气泡产生
Cr₂O₇²⁻还原率/%	12.7	20.8	57.3
阴极变化	实验结束后取出电极，仅Ⅰ中阴极上附着银白色固体，经检验为金属Cr

对比Ⅰ、Ⅱ可知，阴极表面是否析出金属Cr，以及Ⅱ中Cr₂O₇²⁻的还原率提高均与填离子符号）有关。

(5)、Ⅲ中Cr₂O₇²⁻还原率较Ⅰ、Ⅱ有较大提高，分析其原因：

①阳极区：阳极反应：，进而使Cr₂O₇²⁻被还原。

②阴极区：由于，进而促进了Cr₂O₇²⁻在阴极区被还原，依据的实验现象是。

(6)、工业上处理含C_r2O₇²⁻的废水，用铁作阳极，控制一定的电压，初始pH为3～4，将Cr₂O₇²⁻最终转化为难溶的Cr(OH)₃除去，结合上述实验，电压不宜过高、pH不宜过小的目的，除节约成本和防止腐蚀设备外，还有。

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20. 高锰酸钾（ ${KMnO}_{4}$ ）是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿（主要成分为MnO₂）为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：

回答下列问题：

(1)、原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配，混配前应将软锰矿粉碎，其作用是。

(2)、“平炉”中发生的化学方程式为。

(3)、“平炉”中需要加压，其目的是。

(4)、将K₂MnO₄转化为KMnO₄的生产有两种工艺。
①“ ${CO}_{2}$ 歧化法”是传统工艺，即在K₂MnO₄溶液中通入CO₂气体，使体系呈中性或弱碱性，K₂MnO₄发生歧化反应，反应中生成K₂MnO₄ ， MnO₂和（写化学式）。

②“电解法”为现代工艺，即电解K₂MnO₄水溶液，电解槽中阳极发生的电极反应为，阴极逸出的气体是。

③“电解法”和“ ${CO}_{2}$ 歧化法”中，K₂MnO₄的理论利用率之比为。

(5)、高锰酸钾纯度的测定：称取1.0800 g样品，溶解后定容于100 mL容量瓶中，摇匀。取浓度为0.2000 mol·L⁻¹的H₂C₂O₄标准溶液20.00 mL，加入稀硫酸酸化，用KMnO₄溶液平行滴定三次，平均消耗的体积为24.48 mL，该样品的纯度为
（列出计算式即可，已知2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O）。

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21. 对硝基苯甲酸（）是一种广泛用于医药、染料、感光材料等的重要精细化工中间体。工业上以对硝基甲苯（）、Cr（SO）₃等物质为主要原料，通过间接电合成法制备对硝基苯甲酸，生产工艺流程如下：

已知：①对硝基甲苯：黄色晶体，熔点为51.7℃，沸点为238.5℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、氯仿和苯。②对硝基苯甲酸：黄色晶体，熔点为242℃，沸点为359℃，微溶于水，溶于乙醇，能升华。

回答下列问题：

(1)、电解制备Cr₂O₇²^－：用H型隔膜电解槽电解制备Cr₂O₇²^－，装置如下图1所示。外接电源的负极为（填“A”或“B”），反应II的离子方程式为。

(2)、氧化制备对硝基苯甲酸：用上图2所示装置制备对硝基苯甲酸，具体过程如下：
步骤1：向250 mL三颈烧瓶中依次加入一定量含Cr₂O₇²^－的电解液、对硝基甲苯，搅拌、水浴升温到设定温度，恒温下进行反应，直至反应液由棕红色变为墨绿色时为止。

步骤2：待反应混合物冷却至室温后，与适量冰水充分混合，抽滤。滤液返回电解槽中重新电解。

步骤3：把步骤2中抽滤所得固体溶于5%的热NaOH溶液中（约60℃），待温度降到50℃时，抽滤，向滤液中加入过量2 mol/L H₂SO₄ ，析出黄色沉淀，再抽滤，并用冷水洗涤，然后在低于80℃的条件下烘干，可得粗产品。

①仪器X的名称是，冷却水应从口进入（填“a”或“b”）。

②步骤2中，抽滤所得固体的主要成分是。

③步骤3中，用NaOH溶液处理后，需待温度降到50℃时进行抽滤的原因是。

④制得的粗产品需要进一步纯化，根据对硝基苯甲酸的有关性质可知，对其进行纯化还可以采用法完成。

⑤该合成技术的优点是实现了（填化学式）的循环利用，绿色环保。

(3)、测定对硝基苯甲酸的纯度：称取1.670 g粗产品，配成100 mL溶液，取25.00 mL溶液，用0.1000 mol·L^－¹ KOH溶液滴定，重复滴定四次，每次消耗KOH溶液的体积如下表所示。已知：对硝基苯甲酸的摩尔质量为167.0 g·mol^－¹ ，则对硝基苯甲酸的纯度为。

第一次

第二次

第三次

第四次

体积( mL)

23.00

23.10

21.40

22.90

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22. KMnO₄在医疗上有广泛地应用，可用于防腐、制药、消毒等。现以软锰矿（主要成分为MnO₂ ，含有少量Al₂O₃、SiO₂等）为原料制备KMnO₄的工业流程如图所示。

(1)、料渣的主要成分是，操作2的意义是。

(2)、“调pH”的目的是；写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式：；熔融过程中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

(3)、操作3的内容为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、烘干，已知KHCO₃、KMnO₄的溶解度曲线是下图中的两种，则KHCO₃、KMnO₄的溶解度曲线分别是（填序号）。

(4)、用惰性电极电解K₂MnO₄溶液也可得到目标产物，则生成目标产物的电极反应式为，充分电解后，得到的溶液中溶质的主要成分是和KMnO₄。

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23. 以铝灰（主要成分为Al、Al₂O₃ ，另有少量CuO、SiO₂、FeO和Fe₂O₃杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝[Al_m（OH）_nCl_3m_﹣n]，生产的部分过程如图所示（部分产物和操作已略去）．
已知某些硫化物的性质如下表：
物质
性质
Fe₂S₃ Al₂S₃
在水溶液中不存在
FeS
黑色，难溶于水，可溶于盐酸
CuS
黑色，难溶于水，难溶于盐酸

(1)、操作I是． Al₂O₃与盐酸反应的离子方程式是．

(2)、滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是．

(3)、向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7．NaClO的作用是．

(4)、将滤液3的pH调至4.2～4.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝．反应的化学方程式是．

(5)、将滤液3电解也可以得到液体聚合氯化铝．装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）．
①写出阴极室的电极反应：．
②简述在反应室中生成聚合氯他铝的原理：．

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24. 已知硫﹣氨热化学循环分解水的示意图如图1：

(1)、从反应物和生成物的角度来看反应I属于（填序号）．
a．离子反应   b．化合反应     c．中和反应      d．氧化还原反应

(2)、反应II是将太阳能转化为电能，再进行电解，电解池阳极的反应式是．

(3)、反应IV是由（a）、（b）两步反应组成：
H₂SO₄（l）═SO₃（g）+H₂O（g）△H=+177kJ•mol^﹣¹    （a）
2SO₃（g）⇌2SO₂（g）+O₂（g）△H=+196kJ•mol^﹣¹    （b）
H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44kJ•mol^﹣¹     （c）
H₂SO₄（l）分解为SO₂（g）、O₂（g）及H₂O（l）的热化学方程式为：．
提高H₂SO₄（l）的分解率的方法是（写两种）．

(4)、恒温恒容的密闭容器中进行不同温度下的SO₃分解实验[原理按反应（b）]．SO₃起始物质的量均为dmol，图2中L曲线为SO₃的平衡转化率与温度的关系，M曲线表示不同温度下反应经过相同反应时间且未达到化学平衡时SO₃的转化率．
①Y点对应温度下的反应速率：v_（正） v_（逆）（选填：＞，＜，=）；随温度的升高，M曲线逼近L曲线的原因是：
②若X点时总压为0.1MPa，列式计算SO₃分解反应在图中X点的平衡常数Kp=（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，保留2位有效数字）．

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25.
氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法，其生产流程如图1所示：

(1)、该流程中可以循环的物质是．

(2)、电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²^﹣等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，得到精制饱和食盐水．
①第一次精制过程中所加除杂试剂顺序不合理的是
A．BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃、HCl B．BaCl₂、Na₂CO₃、NaOH、HCl
C．NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃、HCl D．Na₂CO₃、BaCl₂、NaOH、HCl
②一次精制后的食盐水仍会有少量的Ca²⁺、Mg²⁺ ，需要送入阳离子交换塔进行二次精制，若不经过二次精制，直接进入离子膜电解槽，这样会产生什么后果．

(3)、图2是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成），则A处产生的气体是， F电极的名称是．电解总反应的离子方程式为．

(4)、从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8%～9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为．

(5)、已知在电解槽中，每小时通过1A的直流电理论上可以产生1.492g的烧碱，某工厂用300个电解槽串联生产8h，制得32%的烧碱溶液（密度为1.342t/m³）113m³ ，电解槽的电流强度1.45×10⁴A，该电解槽的电解效率为（保留两位小数）．

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26. 工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃），其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价．
已知：TiOSO₄遇水会水解．

(1)、步骤②中，用铁粉将Fe³⁺转化为Fe²⁺的反应的离子方程式为．

(2)、步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的（填字母序号）．
a．熔沸点差异 b．溶解性差异 c．氧化性、还原性差异

(3)、步骤②、③、④中，均需用到的操作是（填操作名称）．

(4)、请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO²⁺转化为H₂TiO₃的原理：．

(5)、可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO₂）反应生产硫酸锰（MnSO₄ ，易溶于水），该反应的离子方程式为．

(6)、研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂﹣CaO作电解质，利用如下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．
①写出阳极所发生反应的电极反应式：．
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释）．

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27. 氰化物在冶金等行业应用广泛，含氰废水的处理显得尤为重要．含氰废水中的氰化物常以[Fe（CN）₆]³^﹣和CN^﹣的形式存在，工业上有多种废水处理方法．

(1)、电解处理法
图1电源废水铁电极石墨电极
用图1所示装置处理含CN^﹣废水时，控制溶液pH为9～10并加入NaCl，一定条件下电解，阳极产生的ClO^﹣将CN^﹣氧化为无害物质而除去．铁电极为（填“阴极”或“阳极”），阳极产生ClO^﹣的电极反应为．

(2)、UV（紫外光线的简称）﹣H₂O₂氧化法．
实验过程：取一定量含氰废水，调节pH，加入一定物质的量的H₂O₂ ，置于UV工艺装置中，光照一定时间后取样分析．
【查阅资料】①在强碱性溶液中4[Fe（CN）₆]³^﹣+4OH^﹣═4[Fe（CN）₆]⁴^﹣+O₂↑+2H₂O，[Fe（CN）₆]⁴^﹣更稳定；
②[Fe（CN）₆]³^﹣转化为CN^﹣容易被H₂O₂除去；
③HCN是有毒的弱酸，易挥发．
Ⅰ.废水中的CN^一经以下反应实现转化：CN^一+H₂O₂+H₂O═A+NH₃↑，则A是（用符号表示）．
Ⅱ.K₃[Fe（CN）₆]在中性溶液中有微弱水解，用方程式表示水解反应．
Ⅲ.含氰废水在不同pH下的除氰效果如图2所示，pH选择的最佳范围应为（a.7﹣10；b.10﹣11；c.11﹣13），解释选择该pH范围的原因．
Ⅳ.图3表示某pH时，加入不同量H₂O₂ ，处理30min后测定的样品含氰浓度．由图可知：n（H₂O₂）：n（CN^﹣）=250：1时，剩余总氰为0.16mg•L^﹣1 ，除氰率达80%，计算0﹣30min时间段反应速率v（CN^﹣）=mg•L^﹣1min^﹣1（结果保留两位有效数字）．

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28.
煤燃烧后的主要产物是CO、CO₂ ．

(1)、已知：①C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3KJ/mol
②C（s）+2H₂O（g）⇌CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90.0kJ/mol
③CO₂（g）+H₂（g）⇌CO（g）+H₂O（g）△H₃
△H₃=kJ/mol，在反应①的体系中加入催化剂，△H₁（填“增大”“减小”或“不变”）．

(2)、以CO2为原料可制备甲醇：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=﹣49.0kJ/mol，向1L 的恒容密闭容器中充入1molCO₂（g）和3mol H₂（g），测得CO₂（g）和CH3OH（g）浓度随时间的变化如图1 所示．
①图1中N表示的是（填化学式）；0～8min内，以氢气表示的平均反应速率v（H₂）=mol/（L•min）．
②在一定条件下，体系中CO₂的平衡转化率（α）与L和X的关系如图2 所示，L和X分别表示温度或压强．X表示的物理量是（填“温度”或“压强”），L₁（填“＞”或“＜”） L₂ ．

(3)、向一体积为20L的恒容密闭容器中通入1molCO₂发生反应2CO₂（g）═2CO（g）+O₂（g），在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示.1600℃时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K= ．

(4)、草酸锌可应用于有机合成、电子工业等．工业上制取ZnC₂O₄的原理如图4所示（电解液不参加反应），Zn电极是（填“正”“负”“阴”或“阳”）极．已知在Pb电极区得到ZnC₂O₄ ，则Pb电极上的电极反应式为

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29. 电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸，具有较高的环境效益和经济效益．实验室模拟电解法吸收NO_x的装置如图所示（图中电极均为石墨电极）．

(1)、若用NO₂气体进行模拟电解法吸收实验．
①写出电解时NO₂发生反应的电极反应式：．
②若有标准状况下2.24LNO₂被吸收，通过阳离子交换膜（只允许阳离子通过）的H⁺为 mol．

(2)、某小组在右室装有10L0.2mol•L^﹣1硝酸，用含NO和NO₂（不考虑NO₂转化为N₂O₄）的废气进行模拟电解法吸收实验．
①实验前，配制10L0.2mol•L^﹣1硝酸溶液需量取 mL的密度为1.4g•mL^﹣1、质量分数为63%的浓硝酸．

(3)、②电解过程中，有部分NO转化为HNO₂ ，实验结束时，测得右室溶液中含3molHNO₃、0.1molHNO₂ ，同时左室收集到标准状况下28LH₂ ．计算原气体中NO和NO₂的体积比（假设尾气中不含氮氧化物，写出计算过程）．

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30.
重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）主要用于制革、印染、电镀等．其水溶液中存在平衡：Cr₂O₇²^﹣+H₂O⇌2CrO₄²^﹣+2H⁺

(1)、已知有关物质溶解度如图1．用复分解法制备K₂Cr₂O₇的操作过程是：向Na₂Cr₂O₇溶液中加入（填化学式），搅拌溶解，调节溶液pH约为5，加热溶液至表面有少量晶体析出时，，抽滤得到粗产品，再用重结晶法提纯粗产品．

(2)、以铬酸钾（K₂CrO₄）为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图2．
①不锈钢作极，写出该电极的电极反应式．
②分析阳极区能得到重铬酸钾溶液的原因．
③当铬酸钾的转化率达到x时，阳极液中K与Cr的物质的量之比为

(3)、铬对环境能造成污染．某酸性废水中含有Cr₂O₇²^﹣ ，处理时可用焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）将Cr₂O₇²^﹣转化为毒性较低的Cr³⁺ ，再调节pH约为8，使铬元素沉降，分离出污泥后检测废水中Cr³⁺浓度，低于0.5mg•L^﹣1则达到排放标准．
①Na₂S₂O₅参加反应的离子方程式为．
②经上述工艺处理后的废水，理论上Cr³⁺浓度约为 mg•L^﹣1 ．
（已知室温下K_sp[Cr（OH）₃]≈6×10^﹣31）

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31. 富铁铝土矿（主要含有Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO和SiO₂）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[Al_aFe_b（OH）_m（SO₄）_n]．研究发现，当a=b时净水效果最好．工艺流程如下（部分操作和产物略）：

(1)、Al₂O₃与H₂SO₄发生反应的离子方程式是．

(2)、测得滤液中 $\frac{c (A l^{3 +})}{c (F e^{3 +})}$ ＞1．加入FeSO₄•7H₂O和H₂O₂的作用是（结合化学用语说明）．

(3)、将溶液A电解得到液体聚合硫酸铝铁．装置如图所示（阴离子交换膜只允许阴离子通过，电极为惰性电极）
①阴极室的电极反应式是．
②电解过程阳极室溶液pH的变化是（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理．

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32. 化石燃料的燃烧会产生大量污染大气的二氧化硫和温室气体二氧化碳．而氢气和氨气都被认为是无碳无污染的清洁能源．

(1)、某些合金可用于储存于氢，金属储氢的原理克表示为M+xH₂═MH_2x（M表示某种合金）．如图1表示温度分别为T₁、T₂且T₁＜T₂时最大吸氢量与氢气压强的关系．则该反应的△H0（填“＞”或“＜”）

(2)、氨在氧气中燃烧，生成水和一种空气组成成分的单质．已知：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=﹣92KJ•mol^﹣1及H₂的燃烧热为286kJ•mol^﹣1；试写出氨在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式：．

(3)、在一定条件下，将1molN₂和3molH₂混合与一个10L的容积不变的密闭容器中发生反应，5分钟后达到平衡，平衡时氨的体积分数为25%．
①反应的平衡常数表达式为；
②反应开始到平衡时H₂的消耗速率v（H₂）=；
③能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是；
a 容器中压强不变      b．混合气体的密度不变
c.3v（H₂）=2v（NH₃）   d．c（N₂）：c（H₂）：c（NH₃）=1：3：2
④对于上述平衡状态，改变下列条件能使反应速率增大，且平衡向正向移动的是；
a 选用更高效的催化剂     b 升高温度c 及时分离出氨气         d 增加H₂的浓度
⑤如今采用SCY陶瓷固体电解质的电化学合成氨装置（如图2），该装置用可以传导质子的固态物质作为介质．电池总反应为N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），那么该电解池阴极反应式为，当阳极失去0.6mol电子时，阴极产生的气体在标准状态下的体积为．

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33. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源．硫碘循环分解水是最具潜力的制氢方法．其反应原理如下：
Ⅰ．SO₂+2H₂O+I₂=H₂SO₄+2HIⅡ.2H₂SO₄=2SO₂+O₂+2H₂OⅢ.2HI=H₂+I₂

(1)、反应Ⅱ在低温条件下不能自发进行的原因是．
在反应器中加入SO₂、I₂、H₂O的物质的量分别为1mol、9mol、16mol，充分反应静置后得到混合物分成两层﹣﹣上层是含低浓度I₂的H₂SO₄层和下层是高浓度的I₂的HI层．
①根据上述事实，下列说法正确的是（选填序号）．
a．H₂SO₄溶液和HI溶液不互溶
b．HI溶液的密度大于H₂SO₄溶液的密度
c．I₂在HI溶液中比在H₂SO₄溶液中易溶
②辨别两层溶液的方法是．
③HI层中存在I^﹣+I₂⇌I₃^﹣ ， c（H⁺） c（I^﹣）+c（I₃^﹣）（填大于、小于或等于）

(2)、已知：SO₃（g）+H₂O（g）=H₂SO₄（l）△H=﹣177kJ/mol
2SO₃（g）=2SO₂（g）+O₂（g）△H=+196kJ/mol
则2H₂SO₄（l）=2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（g）的△H=kJ/mol

(3)、电解乙醇水溶液制备氢气具有诱人的前景，如图是电解乙醇水溶液的装置剖面，MEA为电解质膜允许质子通过．
①通电电解前需要向阴极区通入氩气，其目的是
②写出阳极电极反应式．

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34. 另一化学研究性学习小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定．已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）．

(1)、步骤一：电解精制：电解时，粗铜应与电源的极相连．阴极上的电极反应式为．

(2)、
步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：

①阳极泥的综合利用：稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请写出该步反应的离子方程式：，残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的信息：
序号
反应
平衡常数
1
Au+6HNO₃⇌Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O
＜＜1
2
Au³⁺+4Cl^﹣⇌AuCl₄-
＞＞1
请根据以上信息简要解释溶解阳极泥不用王水的原因．
②滤液含量的测定：以下是该小组探究滤液的一个实验流程．

则100mL滤液中Cu²⁺的浓度为 mol•L^﹣¹ ， Fe²⁺的浓度为 mol•L^﹣¹ ．

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35. 工业废水中常含有一定量的Cr₂O $_{7}^{2 -}$ 和CrO $_{4}^{2 -}$ ，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理．常用的处理方法有两种．
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为④③②①
CrO $_{4}^{2 -}$ $\to_{① 转化}^{H^{+}}$ Cr₂O₇²^﹣ $\to_{② 还原}^{F e^{3 +}}$ Cr³⁺ $\to_{③ 沉淀}^{O H^{-}}$ Cr（OH）₃↓
其中第①步存在平衡：2CrO₄²（黄色）+2H⁺⇌Cr₂O₇²^﹣（橙色）+H₂O

(1)、若平衡体系的pH=2，该溶液显色．

(2)、能说明第①步反应达平衡状态的是．
a．Cr₂O $_{7}^{2 -}$ 和CrO₄²的浓度相同
b.2v（Cr₂O $_{7}^{2 -}$ ）=v（CrO₄²）
c．溶液的颜色不变

(3)、第②步中，还原1 mol Cr₂O₇²^﹣离子，需要 mol的FeSO₄7H₂O．

(4)、第③步生成的Cr（OH）₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：
Cr（OH）₃（s）⇌Cr³⁺（aq）+3OH^﹣（aq）
常温下，Cr（OH）₃的溶度积K_sp=c（Cr³⁺）•c³（OH^﹣）=10^﹣³² ，要使c（Cr³⁺）降至10^﹣⁵ mol/L，溶液的pH应调至．
方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含 Cr₂O₇²^﹣的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃沉淀．

(5)、用Fe做电极的原因为．

(6)、在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释），溶液中同时生成的沉淀还有．

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金属离子	$F e^{3 +}$	$F e^{2 +}$	$Z n^{2 +}$	$C d^{2 +}$
开始沉淀的pH	1.5	6.3	6.2	7.4
沉淀完全的pH	2.8	8.3	8.2	9.4

	第一次	第二次	第三次	第四次
体积( mL)	23.00	23.10	21.40	22.90

物质	性质
Fe₂S₃ Al₂S₃	在水溶液中不存在
FeS	黑色，难溶于水，可溶于盐酸
CuS	黑色，难溶于水，难溶于盐酸

序号	反应	平衡常数
1	Au+6HNO₃⇌Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O	＜＜1
2	Au³⁺+4Cl^﹣⇌AuCl₄-	＞＞1