(1)2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型乙醇电池，该电池采用磺酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，电池示意图如下所示：
①___ 极(填“a”或“b”)为电池的正极，电池工作时电子的流向为____ (填“a→b”或“b→a”)。
②写出该电池负极的电极反应式：_______________ 。
(2)图中X为电源，Y为浸透滴有酚酞试液的饱和食盐水的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。
①Y中总反应的化学方程式为________ ，滤纸上c点附近会变_____ 色。
②电解一段时间后，Z产生280 mL的气体(标准状况下)，此时Z中溶液的体积为500 mL，假设溶液中还有AgNO3存在，则溶液中氢离子的物质的量是______ ，需加入____ g的____ (填化学式)可使溶液复原。
(3)氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题：
①银制器皿久置表面变黑是因为表面生成了Ag2S，该现象属于____ 腐蚀。
②在如图所示的原电池装置中，负极的电极反应为_________ ，电池总反应为__________ ，当电路中通过0.1 mol e-时，交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为____ 。
①
②写出该电池负极的电极反应式：
(2)图中X为电源，Y为浸透滴有酚酞试液的饱和食盐水的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。
①Y中总反应的化学方程式为
②电解一段时间后，Z产生280 mL的气体(标准状况下)，此时Z中溶液的体积为500 mL，假设溶液中还有AgNO3存在，则溶液中氢离子的物质的量是
(3)氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题：
①银制器皿久置表面变黑是因为表面生成了Ag2S，该现象属于
②在如图所示的原电池装置中，负极的电极反应为
更新时间：2020-10-22 08:19:07
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解题方法
【推荐1】甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)，∆H =-1275.6 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)， ∆H =-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)， ∆H =-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式_______ 。
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的装置。
①甲池负极的电极反应为_______ 。
②工作一段时间后，甲池溶液的pH________ 填“增大” 或“ 减小”)。
③乙池中A(石墨)电极的名称为_______ (填“正极”、“负极”或“阴极”、“阳极”)，乙池中总反应式为_______ 。
④当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为_______ mL(标准状况)。
(1)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)，∆H =-1275.6 kJ/mol
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写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式
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①甲池负极的电极反应为
②工作一段时间后，甲池溶液的pH
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】Ni(镍)和Ni2O3在工业和国防上有重要的用途。铜镍矿(主要成分为镍、镁、铜、铁、硅的氧化物)的湿法冶炼是获取镍的重要途径，其工艺流程如下图所示：
(1)“氧压酸浸”滤液中含有Fe3+、Mg2+、Ni2+、Cu2+等离子，通入氧气时加压的目的是______ 。
(2)已知铁矾渣的成分是Na2Fe6(SO4)4(OH)12，MgO在“沉淀除铁”过程中的作用是___________ ，请将其参与生成铁矾渣的离子反应方程式补充完整___________ 。
=Na2Fe6(SO4)4(OH)12+Mg2++10H+
(3)“沉镍”步骤所得滤液中的溶质主要是___________ (填化学式)；25℃时，沉镍过程中MgO的加入量对镍沉淀的影响如图所示，当pH为8.0时，溶液中Ni2+的浓度___________ (已知该温度下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15)；结合图中信息回答，选择MgO加入量为3.0g的理由是___________ 。
(4)工业上可用电解法制取Ni2O3.用NaOH溶液调节NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后采用惰性电极进行电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-和Cl-，ClO-再把Ni(OH)2氧化为Ni2O3.电解时阴极的电极反应式为___________ ，2amol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过的电子的物质的量为___________ mol(假设电解时阳极只考虑Cl-放电)。
(1)“氧压酸浸”滤液中含有Fe3+、Mg2+、Ni2+、Cu2+等离子，通入氧气时加压的目的是
(2)已知铁矾渣的成分是Na2Fe6(SO4)4(OH)12，MgO在“沉淀除铁”过程中的作用是
=Na2Fe6(SO4)4(OH)12+Mg2++10H+
(3)“沉镍”步骤所得滤液中的溶质主要是
(4)工业上可用电解法制取Ni2O3.用NaOH溶液调节NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后采用惰性电极进行电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-和Cl-，ClO-再把Ni(OH)2氧化为Ni2O3.电解时阴极的电极反应式为
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【推荐3】研发二氧化碳的利用技术具有重要意义。
(1)
还原
是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关反应有：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
则反应
的
___________ 。
(2)利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为和
的原理如下图所示：
已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下：
①写出碱性条件下生成的电极反应式：___________ 。
②实验测得，碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件，原因是___________ 。
③实验测得，酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是___________ 。
④碱性条件下反应一段时间，实验测得、的选择性及的法拉第效率如下表所示。则的法拉第效率
为___________ 。
(1)
还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关反应有：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
则反应
的(2)利用电解法在碱性或酸性条件下将
还原为和的原理如下图所示：已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表
或)如下： ①写出碱性条件下
生成的电极反应式：②实验测得，碱性条件生成
、总的选择性小于酸性条件，原因是③实验测得，酸性条件生成
、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是④碱性条件下反应一段时间，实验测得
、的选择性及的法拉第效率如下表所示。则的法拉第效率为 | | |
 | 2% | 8% |
 | 12.5% |
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解题方法
【推荐1】氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)已知在25℃和101kPa时存在下列反应：
①2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l) △H1=-3116kJ•mol-1
②C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3=-571.6kJ•mol-1
写出表示乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式_______ 。(标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时，由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物的焓变。)
(2)在一容积为2L的密闭容器中，CO和H2的初始物质的量均为0.3mol，在一定条件下发生反应：2CO(g)+2H2(g)
CH4(g)+CO2(g) △H，测得CO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示：
①由图可知，压强p3______ (填“＞”或“＜”)p1；压强为p2时，升高温度，反应的平衡常数将______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②温度为1100℃、压强为p1时，x、y点：v正(x)______ (填“＞”或“＜”)v正(y)；x点的平衡常数Kx为______ (Kx是指用平衡时各组分的物质的量百分数代替物质的量浓度计算得到的平衡常数)。
③在一定温度、p=160kPa的初始条件下，该反应达到平衡后体系的压强变为100kPa，则CO的平衡转化率为______ 。
④下列说法能说明该反应在上述条件下达到平衡状态的是______ (填字母)。
A.体系的密度不再发生变化
B.断裂2molH－H键的同时断裂2molC=O键
C.各组分的物质的量浓度不再改变
D.体系的气体的平均相对分子质量不再发生变化
E.体积分数：V%(CH4)=V%(CO2)
(3)固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应，则b区发生的电极反应式为________ 。
(1)已知在25℃和101kPa时存在下列反应：
①2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l) △H1=-3116kJ•mol-1
②C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393.5kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3=-571.6kJ•mol-1
写出表示乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式
(2)在一容积为2L的密闭容器中，CO和H2的初始物质的量均为0.3mol，在一定条件下发生反应：2CO(g)+2H2(g)
CH4(g)+CO2(g) △H，测得CO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示：①由图可知，压强p3
②温度为1100℃、压强为p1时，x、y点：v正(x)
③在一定温度、p=160kPa的初始条件下，该反应达到平衡后体系的压强变为100kPa，则CO的平衡转化率为
④下列说法能说明该反应在上述条件下达到平衡状态的是
A.体系的密度不再发生变化
B.断裂2molH－H键的同时断裂2molC=O键
C.各组分的物质的量浓度不再改变
D.体系的气体的平均相对分子质量不再发生变化
E.体积分数：V%(CH4)=V%(CO2)
(3)固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应，则b区发生的电极反应式为
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【推荐2】CO、CO2、CH3OH等含碳物质是重要的基础化工原料。回答下列问题：
(1)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27 kJ∙mol−1， CH3OH(g)的燃烧热为677 kJ∙mol−1，写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式：_________ 。
(2)CO2的资源化利用和转化技术的研究对实现碳达峰和碳中和有重要意义。在席夫碱(含“−RC=N−”有机物)修饰的纳米金催化剂上，CO2直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注，TS为过渡态。该历程中起决速步骤的化学方程式是_________ 。
(3)在恒温恒容密闭容器中投入足量石墨与CO2进行反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)，可判定其达到平衡的条件有_______(填序号)。
(4)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH，主要反应如下：
反应1：CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) ΔH1
反应2：CO2(g) +H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH2
若起始按
=3投料，测得CO2的平衡转化率(X－CO2)和CH3OH的选择性(S–CH3OH)随温度、压强的变化如图所示[已知：S–CH3OH =
]
①p1_____ (填 “>”或“<”)p2。
②温度高于350°C后，在压强p1和p2下，CO2的平衡转化率几乎交于一点的原因是_____ 。
③250 °C时反应2的压强平衡常数Kp=_______ (结果保留2位有效数字)。
(5)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(
等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示，则电解过程中生成尿素的电极反应式是_________ 。
(1)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27 kJ∙mol−1， CH3OH(g)的燃烧热为677 kJ∙mol−1，写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式：
(2)CO2的资源化利用和转化技术的研究对实现碳达峰和碳中和有重要意义。在席夫碱(含“−RC=N−”有机物)修饰的纳米金催化剂上，CO2直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注，TS为过渡态。该历程中起决速步骤的化学方程式是
(3)在恒温恒容密闭容器中投入足量石墨与CO2进行反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)，可判定其达到平衡的条件有_______(填序号)。| A．容器总压保持不变 | B．相同时间内，消耗1molCO2的同时生成2molCO |
| C．CO的体积分数保持不变 | D． 保持不变 |
(4)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH，主要反应如下：
反应1：CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) ΔH1反应2：CO2(g) +H2(g)
CO(g) +H2O(g) ΔH2若起始按
=3投料，测得CO2的平衡转化率(X－CO2)和CH3OH的选择性(S–CH3OH)随温度、压强的变化如图所示[已知：S–CH3OH =]①p1
②温度高于350°C后，在压强p1和p2下，CO2的平衡转化率几乎交于一点的原因是
③250 °C时反应2的压强平衡常数Kp=
(5)近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(
等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和，在电极上反应生成CO(NH2)2，电解原理如图所示，则电解过程中生成尿素的电极反应式是
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【推荐3】（1）磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。
①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，反应在1300℃的高温炉中进行，其中SiO2的作用是用于造渣（CaSiO3），焦炭的作用是_________________ 。
②不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol/L CuSO4溶液所能氧化的白磷的物质的量为_______________ 。
（2）某液氨-液氧燃料电池示意图如图，该燃料电池的工作效率为50%，现用作电源电解500mL的饱和NaCl溶液，电解结束后，所得溶液中NaOH的浓度为0.3mol·L－1，则该过程中消耗氨气的质量为___________ 。(假设溶液电解前后体积不变)
（3）CO2用于合成甲醇反应方程式为：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)如图是科学家正研发的以实现上述反应在常温常压下进行的装置。写出甲槽的电极反应_________________ 。
（4）下图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中，NO最终转化为H2O和_________ （填化学式）。
②当消耗2 mol NH3和0.5 molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为__________ L。
（5）NO直接催化分解（生成N2和O2）也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如右图所示，写出NO分解的化学方程式_______________________________ 。
①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，反应在1300℃的高温炉中进行，其中SiO2的作用是用于造渣（CaSiO3），焦炭的作用是
②不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol/L CuSO4溶液所能氧化的白磷的物质的量为
（2）某液氨-液氧燃料电池示意图如图，该燃料电池的工作效率为50%，现用作电源电解500mL的饱和NaCl溶液，电解结束后，所得溶液中NaOH的浓度为0.3mol·L－1，则该过程中消耗氨气的质量为
（3）CO2用于合成甲醇反应方程式为：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)如图是科学家正研发的以实现上述反应在常温常压下进行的装置。写出甲槽的电极反应
（4）下图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中，NO最终转化为H2O和
②当消耗2 mol NH3和0.5 molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为
（5）NO直接催化分解（生成N2和O2）也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如右图所示，写出NO分解的化学方程式
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【推荐1】Ⅰ.一定条件下，容积2L的密闭容器中，将2
L气体和3M气体混合，发生如下反应：
，10s末，生成2.4R，测得Q的浓度为0.4
。
(1)前10s内用M表示的化学反应速率为_______ 。
(2)化学方程式中x值为_______ 。
(3)10s末L的转化率是_______ 。
(4)下列说法可以说明该反应已达平衡的是_______ 。(填序号)
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④单位时间内消耗3M的同时生成3R
⑤
Ⅱ.乙醇燃料电池因其无污染，且原料来源广可再生被人们青睐。现有如下图所示装置，所有电极均为
，请按要求回答下列问题：
(5)写出甲装置a极的电极反应式_______ 。
(6)若乙池中
溶液足量，当b极消耗标准状况下
11.2
时，d电极增重_______ g。
(7)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则N为_______ 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，产生B气体的电极反应式为_______ 。
L气体和3M气体混合，发生如下反应：，10s末，生成2.4R，测得Q的浓度为0.4。(1)前10s内用M表示的化学反应速率为
(2)化学方程式中x值为
(3)10s末L的转化率是
(4)下列说法可以说明该反应已达平衡的是
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均相对分子质量不再改变
④单位时间内消耗3
M的同时生成3R⑤
Ⅱ.乙醇燃料电池因其无污染，且原料来源广可再生被人们青睐。现有如下图所示装置，所有电极均为
，请按要求回答下列问题：(5)写出甲装置a极的电极反应式
(6)若乙池中
溶液足量，当b极消耗标准状况下11.2时，d电极增重(7)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，其中M、N为离子交换膜，只允许某些离子通过，则N为
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【推荐2】按照要求回答下列问题。
(1)工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的
，装置如图所示，依次发生的反应有：
i.
ii.
iii.
①a为电源_______ 极。
②通电过程中溶液pH不断_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③除去1mol，外电路中至少需要转移_______ mol电子。
④为了使电解池连续工作，需要不断补充_______ 。
(2)用NaOH溶液吸收烟气中的
，将所得的
溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到
，其原理如图所示(电极材料为石墨)。
① C口流出的物质是_______ 。
②
放电的电极反应式为_______ 。
③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因：_______ 。
(3)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中的的反应原理如图所示。正极的电极反应式是_______ 。
(1)工业上，在强碱性条件下用电解法除去废水中的
，装置如图所示，依次发生的反应有：i.
ii.
iii.
①a为电源
②通电过程中溶液pH不断
③除去1mol
，外电路中至少需要转移④为了使电解池连续工作，需要不断补充
(2)用NaOH溶液吸收烟气中的
，将所得的溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到，其原理如图所示(电极材料为石墨)。① C口流出的物质是
②
放电的电极反应式为③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因：
(3)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(
)已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中的的反应原理如图所示。正极的电极反应式是
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【推荐3】电化学理论在废水处理中有着重要应用价值。请按要求回答下列问题：
(1)工业上常用电解法处理含
的酸性废水，往工业废水中加入适量的NaC1，用金属铁作阳极，石墨作阴极，经过段时间后，随着溶液酸性减弱，铁元素和铬元素转化为
和
沉淀，工业废水中铬的含量低于排放标准。
①若电解后溶液中
mol·L
，则
_______ mol·L。{已知
，
}
②写出酸性条件下与
反应变为
的离子方程式：_______ 。
③写出阴极反应的电极反应式：_______ 。
(2)一定温度下，利用酸性可实现含苯酚废水的有效处理，工作原理如图1所示，负极的电极反应式为_______ ，一段时间后N极附近溶液pH_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)废水中铬元素含量的测定：准确移取20.00 mL含的酸性废水，向其中加入过量的KI溶液(
)，充分反应后，以淀粉为指示剂，向其中滴加0.01 mol·L的
标准溶液(
)，盛装溶液的滴定管，滴定前排气泡时，应选择如图2中的_______ (填选项字母)；达到滴定终点时的现象为_______ ，重复实验两次，消耗溶液体积的平均值为V mL。废水中铬元素的浓度为_______ mg·L(保留2位小数)。
图2
(1)工业上常用电解法处理含
的酸性废水，往工业废水中加入适量的NaC1，用金属铁作阳极，石墨作阴极，经过段时间后，随着溶液酸性减弱，铁元素和铬元素转化为和沉淀，工业废水中铬的含量低于排放标准。①若电解后溶液中
mol·L，则。{已知，}②写出酸性条件下
与反应变为的离子方程式：③写出阴极反应的电极反应式：
(2)一定温度下，利用酸性
可实现含苯酚废水的有效处理，工作原理如图1所示，负极的电极反应式为(3)废水中铬元素含量的测定：准确移取20.00 mL含
的酸性废水，向其中加入过量的KI溶液()，充分反应后，以淀粉为指示剂，向其中滴加0.01 mol·L的标准溶液()，盛装溶液的滴定管，滴定前排气泡时，应选择如图2中的溶液体积的平均值为V mL。废水中铬元素的浓度为(保留2位小数)。图2
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