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哪种粒子易形成阴离子
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& 2015年全国名校高三化学一轮复习训练：F单元《 化学反应与能量》1含解析
2015年全国名校高三化学一轮复习训练：F单元《 化学反应与能量》1含解析
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资料概述与简介
F单元　物质结构
元素周期律
F单元　物质结构
元素周期律 1
F1　化学反应与能量变化 1
F2　反应热的计算与重要的反应热 12
F3　原电池原理 19
电解原理 30
化学反应与能量综合 44
F1　化学反应与能量变化
H3【2014·宁夏银川一中三模】（14分）
运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问题：
(1)汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△HT2B．T1C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH -)>C(H+)（2分）
(3) CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g） △H=+247.3 kJomol -1（2分）
⑷2CO+2CO32--4e-=4CO2（2分）O2+2CO2+4e-=2CO32-（2分）
解析：（1）NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F，是氮气和二氧化碳，反
应的方程式为2CO+2NO
N2+2CO2；通过平衡时各物质的物质的
量也验证这一反应；②利用“三段式”进行计算：2CO + 2NO
始态浓度（mol/L）0.05
变化量（mol/L） 0.04
平衡浓度（mol/L） 0.01
则K=C(N2)·C2(CO2)/ C2(CO)·C2(NO)=3200 L/mol；
该反应放热，从表中看出，从T1到T2，平衡正向移动，降低温度，故A．T1>T2；
（2）气体E是CO2，0.4mol CO2，用200mL 3mol/L NaOH溶液（物质的量是0.6mol）将其完全吸收，产物生成0.2molNa2CO3和0.2molNaHCO3，CO32-和HCO3-要水解使溶液呈碱性，前者的水解程度远大于后者，所以离子浓度大小：
C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH -)>C(H+)
(3) 根据CH4、H2、和CO的燃烧热可知，各物质燃烧的热化学方程式：①O2（g）+2H2（g）=2H2O（L）△H=-571.6kJomol -1；②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（L）△H=-890.3kJomol-1；③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJomol-1，利用盖斯定律将②-①-③可得：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247.3 kJomol -1；
（4）在燃料池中，正极上是CO2发生失去电子的氧化反应，电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，负极上是CO发生失电子的氧化反应，反应式：2CO+2CO32--4e-=4CO2，在转移电子一样多的情况下，两极反应相加得到总反应：2CO+O2=2CO2；
【思路点拨】本题考查比较综合，可逆反应平衡常数的简单计算方法，盖斯定律的应用。注意书写热化学方程式的要领；电极反应式的书写要看电解质中的离子存在形式。难度中等。
H2【2014·宁夏银川一中三模】下列图示与对应的叙述不相符的是
A．图1表示KNO3的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
B．图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C．图3表示0.1000moloL-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000moloL-1醋酸溶液得到滴定曲线
D．图4 表示向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液，随着Ba(OH)2溶液体积V的变化，沉淀总物质的量n的变化、
【知识点】溶解曲线、中和滴定、过量计算
【答案解析】C
解析：A、溶解度曲线下方的点代表未饱和状态，上方的点代表过饱和状态，故A正确；
B、催化剂能改变反应所需的最高能垒，加快反应速率，故B正确；
C、0.1000moloL-1醋酸溶液PH值应大于1，曲线的起始点不应该从1开始，故C错误；
D、开始滴加同时发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓，Al3++3OH-=Al（OH）3↓；（开始到a）再滴加Ba（OH）2，生成BaSO4沉淀，发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4↓，NH4++OH-=NH3?H2O，所以沉淀质量继续增加；（a到b）继续滴加Ba（OH）2，Al（OH）3溶解，发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，（b到c），故D正确。
【思路点拨】本题考查了溶解度、催化剂的作用、酸碱中和滴定、物质间的反应，明确物质的性质及离子反应先后顺序是解本题关键，知道各个拐点溶液中存在的溶质，注意：D选项NH4+与Al3+同时存在，OH-首先与Al3+反应，而NH4+与Al（OH）3同时存在，OH-首先与NH4+反应，为易错点，题目难度较大。
O1【2014·江西师大附中三模】【化学——选修2：化学与技术】（15分）
第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。
（1）同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为：
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)H
已知相同条件下：
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s)
用△H1、△H2和△H3表示H，则H=____________________；
（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式如图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为________________________________，三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为____________；
（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于工业上的化学镀镍。
化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等条件下发生下述反应：
（a）_____
Ni2+ + ____ H2PO2－+ _____ → ___Ni++______ H2PO3－+ ____
（b）6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑
请在答题卡上写出并配平反应式（a）；
利用中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。
方法上的不同点：______________________________________________________；
原理上的不同点：______________________________________________________；
化学镀的优点：________________________________________________________。
【知识点】热化学方程式、氧化还原反应方程式的配平、电解原理
【答案解析】 （1）
△H1—3△H2+18△H3
，Na5P3O10（2分）
（3）2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O →2Ni+ +1H2PO3－+ 2H+（3分）
（4）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；（2分）
电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层
；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应
； （2分）
装置简便，节约能源，操作简便
解析：（1）热化学方程式4Ca5（PO4）3F（s）+2lSiO2（s）+30C（s）=3P4（g）+20CaSiO3（s）+30CO（g）+SiF4可以将下列三个反应相加得到：4Ca5（PO4）3F（s）+3SiO2（s）=6Ca3（PO4）2（s）+2CaSiO3（s）+SiF4（g）H1；6Ca3（PO4）2（s）+30C（s）=3P4（g）+18CaO（s）+30CO（g）3H2；18SiO2（s）+18CaO（s）=18CaSiO3（s）18H3；根据盖斯定律可得H=△H1+3△H2+18△H3；（2）一个磷酸中的羟基与另一个磷酸的H之间可以脱水．结构式则为，“五钠”即五个钠原子，所以三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10，故答案为：Na5P3O10；（3）（a）根据得失电子守恒：镍元素的化合价降低了1价，磷元素的化合价升高的2价，所以根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为：2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O →2Ni+ +1H2PO3－+ 2H+；从方法上分析，电镀是利用电解原理通过外加直流电源，在镀件表面形成的镀层，镀层一般只有镍，而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触，在塑料镀件表面沉积镍-磷合金，这是两者的不同；从原理上分析，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，故答案为：化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应化学镀无需通电，而电镀需要通电；电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应；装置简便，节约能源，操作简便化学镀对镀件的导电性无特殊要求。
【思路点拨】本题考查学生对热化学方程式含义及对氧化还原反应本质的理解，综合性较强，难度较大。
G5【2014·江西师大附中三模】（15分）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2 (g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：
物质 CH4 CO2 CO H2
体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4
此温度下该反应的平衡常数K=__________
已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) H=890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) H=+2.8 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=566.0 kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H=________________
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_____________________
为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是________________________
将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为___________________________
（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是______
a.可在碱性氧化物中寻找
b.可在A、A族元素形成的氧化物中寻找
c.可在具有强氧化性的物质中寻找
Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是：在500，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是___________________________
（4）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：
CO2在电极a放电的反应式是_____________________________________________
【知识点】反应热的计算、化学平衡常数的含义、化学平衡的影响因素、电解原理
【答案解析】64
②+247.3 kJ·mol－1
温度超过250时，催化剂的催化效率降低
增大反应压强或增大CO2的浓度
③3Cu2Al2O4+32H++2NO3－=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O
②CO2 + Li4SiO4
Li2CO3 + Li2SiO3
（4）CO2 + 2e- == CO+O2-
解析：（1）①
CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）起始（mol）
0反应（mol）
2X平衡（mol）
2X由CH4的体积分数为0.1，则(6-x)/(12+2x)=0.1，解得X=4，所以K=(22×22)/(0.5×0.5)=64
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJomol-1
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=2.8kJomol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJomol-1
③根据盖斯定律，由①+②×2-③×2得
CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=(-890.3+2.8×2+566.0×2) kJomol-1=+247.3 kJomol-1；
（2）温度超过250时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低；
增大反应压强、增大CO2的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；Cu2Al2O4拆成氧化物的形式：Cu2OoAl2O3，与酸反应生成离子方程式：
3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O；
（3）a．Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故a正确；b．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，钠、镁、铝为A、A族元素，所以可在A、A族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故b正确；c．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原无关，故c错误；
故答案为：ab；
②在500，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为CO2 + Li4SiO4
Li2CO3 + Li2SiO3；
（4）二氧化碳在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳同时生成氧离子，反应电极反应式为：CO2+2e-═CO+O2-；
【思路点拨】本题主要考查了综合利用CO2，涉及热化学反应、电化学、化学平衡影响因素等，较为综合，题目难度中等
H5【2014·临川二中一模】A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次递增的7种短周期主族元素。A、B元素的最高正价与最低负价的代数和均为零；C元素是植物生长三大营养元素之一；D的单质具有强氧化性，其氢化物能和一种半导体材料反应生成常温常压下的两种气体；E原子核外K层电子数与M层电子数相等；F原子的价电子数等于电子层数的两倍。请回答下列问题：
（1）CD3 的电子式为
（2）用离子方程式表示G 的非金属性比F强
（3）EF在空气中充分灼烧生成一种稳定性的盐，则此反应方程式为
（4）C的氢化物与G的单质以物质的量之比1：3反应，生成二元化合物X和一种气体，该气体遇氨气产生“白烟”，则X的化学是为
，X与水反应的产物名称是
（5）已知充分燃烧一定量的B2A2放出Q kJ的能量，燃烧生成的产物恰好与100ml
5 mol·L-1的NaOH溶液完全反应生成正盐，则燃烧1mol B2A2放出的热量为
（6）常温下，E(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示（单位mol·L-1）。要使c(E2+) 为0.001 mol·L-1的溶液形成沉淀，则溶液的PH值至少升高到
【知识点】位置、结构、性质间关系，元素周期律
【答案解析】 （1）
（2分） （2）Cl2+H2S=S↓+2HCl (2分）
MgS+2O2MgSO4
(2分） （4）NCl3 (2分） 次氯酸和氨气 （2分）
解析：A、B元素的最高正价与最低负价的代数和均为零，则A是氢元素，B是碳元素；C元素是植物生长三大营养元素之一，原子序数大于硅，则C是氮元素；D的单质具有强氧化性，其氢化物能和一种半导体材料反应生成常温常压下的两种气体，D是氟元素；E原子核外K层电子数与M层电子数相等，为镁元素；F原子的价电子数等于电子层数的两倍，则F为硫元素，G为氯元素；（1）CD3 是NF3，其电子式为； （2）用离子方程式表示Cl 的非金属性比S强：Cl2+H2S=S↓+2HCl；（3）MgF在空气中充分灼烧生成一种稳定性的盐，则此反应方程式为：MgS+2O2MgSO4 ，（4）N的氢化物（NH3）与Cl的单质以物质的量之比1：3反应，生成二元化合物X和一种气体，该气体遇氨气产生“白烟”，(应该是HCl)，方程式为：NH3+3Cl2=NCl3+3HCl ，则X的化学是为NCl3；X与水反应：
NCl3 + 3H2O ==NH3 + 3HClO ；产物名称是：次氯酸和氨；（5）充分燃烧一定量的C2H2放出Q kJ的能量，燃烧生成的产物CO2恰好与100ml
5 mol·L-1的NaOH溶液完全反应生成正盐，则CO2的物质的量为0.25mol ，燃烧1mol C2H2生成CO2 2mol，放出的热量为8Q；
(6)根据Mg(OH)2在水中的沉淀溶解平衡曲线得出Ksp=C(Mg2+)·C2(OH-)=10-5×(10-5)2=10-15；要使c(Mg2+) 为0.001 mol·L-1的溶液形成沉淀，带入Ksp，C(OH-)=10-6mol/L，PH=8；
【思路点拨】本题考查结构性质位置关系、电子式、热化学方程式、难溶沉淀溶解平衡，难度中等。
H5【2014·中山一中高考内部调研】( 16分）运用化学反应原理研究元素及其化合物的反应有重要意义。
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋ O2(g)2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。根据图示回答下列问题：
2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)的H____0(填“>”、“”“0
【知识点】化学反应原理
【答案解析】AB
解析：A、沉积的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡，发生沉淀的转化：CaSO4＋Na2CO3＝CaCO3↓＋Na2SO4，故A正确；B、制备Fe(OH)3胶体的原理是Fe3+的水解反应，加热时水解平衡正向移动，故B正确；C、纯水中加入盐酸，电离平衡逆向移动，但水的离子积不变，故C错误；D、该反应的ΔH＞0，反应能自发进行，则ΔH－T·ΔS＜0，ΔH可能大于0也可能小于0。
故答案选AB
【思路点拨】本题综合考查化学反应原理，涉及沉淀的溶解平衡、盐类的水解、水的电离平衡、化学反应进行的方向，解题关键是对化学反应原理的理解。
F1【2014·浙江省杭州外国语学校高二第二学期期中考试】用一张已除去表面
氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后
置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应
B．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
C．铝是一种较活泼的金属
D．铝与氧气反应放出大量的热
【知识点】金属的化学性质、物质发生化学变化时的能量变化
【答案解析】B
解析：A、铝在空气中易与氧气生成氧化铝，，铝与硝酸汞的反应是铝能置换出硝酸汞中的汞，都是氧化还原反应，故A正确； B、从铝的氧化以及铝与硝酸汞的反应可知铝片上生成的白毛是氧化铝，因为汞的化学性质不活泼，所以不可能是氧化汞，而是汞的单质的形式存在，故B错误；C、铝的化学性质比较活泼，不久铝箔表面生出“白毛”，可知该结论，故C正确；D、红墨水柱右端上升说明试管内气压升高，可判断其温度升高，从而判断铝与氧气反应放出大量的热量，故D正确；
【思路点拨】此题是结合实验对铝与汞性质的考查，解题的关键是掌握性质与现象的关系，属基础性知识考查题。
F2　反应热的计算与重要的反应热
H3【2014·宁夏银川一中三模】（14分）
运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问题：
(1)汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△HT2B．T1C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH -)>C(H+)（2分）
(3) CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g） △H=+247.3 kJomol -1（2分）
⑷2CO+2CO32--4e-=4CO2（2分）O2+2CO2+4e-=2CO32-（2分）
解析：（1）NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F，是氮气和二氧化碳，反
应的方程式为2CO+2NO
N2+2CO2；通过平衡时各物质的物质的
量也验证这一反应；②利用“三段式”进行计算：2CO + 2NO
始态浓度（mol/L）0.05
变化量（mol/L） 0.04
平衡浓度（mol/L） 0.01
则K=C(N2)·C2(CO2)/ C2(CO)·C2(NO)=3200 L/mol；
该反应放热，从表中看出，从T1到T2，平衡正向移动，降低温度，故A．T1>T2；
（2）气体E是CO2，0.4mol CO2，用200mL 3mol/L NaOH溶液（物质的量是0.6mol）将其完全吸收，产物生成0.2molNa2CO3和0.2molNaHCO3，CO32-和HCO3-要水解使溶液呈碱性，前者的水解程度远大于后者，所以离子浓度大小：
C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH -)>C(H+)
(3) 根据CH4、H2、和CO的燃烧热可知，各物质燃烧的热化学方程式：①O2（g）+2H2（g）=2H2O（L）△H=-571.6kJomol -1；②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（L）△H=-890.3kJomol-1；③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJomol-1，利用盖斯定律将②-①-③可得：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247. 3 kJomol -1；
（4）在燃料池中，正极上是CO2发生失去电子的氧化反应，电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，负极上是CO发生失电子的氧化反应，反应式：2CO+2CO32--4e-=4CO2，在转移电子一样多的情况下，两极反应相加得到总反应：2CO+O2=2CO2；
【思路点拨】本题考查比较综合，可逆反应平衡常数的简单计算方法，盖斯定律的应用。注意书写热化学方程式的要领；电极反应式的书写要看电解质中的离子存在形式。难度中等。
O1【2014·江西师大附中三模】【化学——选修2：化学与技术】（15分）
第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。
（1）同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为：
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)H
已知相同条件下：
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s)
用△H1、△H2和△H3表示H，则H=____________________；
（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式如图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为________________________________，三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为____________；
（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于工业上的化学镀镍。
化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等条件下发生下述反应：
（a）_____
Ni2+ + ____ H2PO2－+ _____ → ___Ni++______ H2PO3－+ ____
（b）6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑
请在答题卡上写出并配平反应式（a）；
利用中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。
方法上的不同点：______________________________________________________；
原理上的不同点：______________________________________________________；
化学镀的优点：________________________________________________________。
【知识点】热化学方程式、氧化还原反应方程式的配平、电解原理
【答案解析】 （1）
△H1—3△H2+18△H3
，Na5P3O10（2分）
（3）2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O →2Ni+ +1H2PO3－+ 2H+（3分）
（4）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；（2分）
电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层
；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应
； （2分）
装置简便，节约能源，操作简便
解析：（1）热化学方程式4Ca5（PO4）3F（s）+2lSiO2（s）+30C（s）=3P4（g）+20CaSiO3（s）+30CO（g）+SiF4可以将下列三个反应相加得到：4Ca5（PO4）3F（s）+3SiO2（s）=6Ca3（PO4）2（s）+2CaSiO3（s）+SiF4（g）H1；6Ca3（PO4）2（s）+30C（s）=3P4（g）+18CaO（s）+30CO（g）3H2；18SiO2（s）+18CaO（s）=18CaSiO3（s）18H3；根据盖斯定律可得H=△H1+3△H2+18△H3；（2）一个磷酸中的羟基与另一个磷酸的H之间可以脱水．结构式则为，“五钠”即五个钠原子，所以三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10，故答案为：Na5P3O10；（3）（a）根据得失电子守恒：镍元素的化合价降低了1价，磷元素的化合价升高的2价，所以根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为：2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O →2Ni+ +1H2PO3－+ 2H+；从方法上分析，电镀是利用电解原理通过外加直流电源，在镀件表面形成的镀层，镀层一般只有镍，而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触，在塑料镀件表面沉积镍-磷合金，这是两者的不同；从原理上分析，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，故答案为：化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应化学镀无需通电，而电镀需要通电；电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应；装置简便，节约能源，操作简便化学镀对镀件的导电性无特殊要求。
【思路点拨】本题考查学生对热化学方程式含义及对氧化还原反应本质的理解，综合性较强，难度较大。
G5【2014·江西师大附中三模】（15分）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2 (g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：
物质 CH4 CO2 CO H2
体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4
此温度下该反应的平衡常数K=__________
已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) H=890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) H=+2.8 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=566.0 kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H=________________
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_____________________
为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是________________________
将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为___________________________
（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是______
a.可在碱性氧化物中寻找
b.可在A、A族元素形成的氧化物中寻找
c.可在具有强氧化性的物质中寻找
Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是：在500，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是___________________________
（4）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：
CO2在电极a放电的反应式是_____________________________________________
【知识点】反应热的计算、化学平衡常数的含义、化学平衡的影响因素、电解原理
【答案解析】64
②+247.3 kJ·mol－1
温度超过250时，催化剂的催化效率降低
增大反应压强或增大CO2的浓度
③3Cu2Al2O4+32H++2NO3－=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O
②CO2 + Li4SiO4
Li2CO3 + Li2SiO3
（4）CO2 + 2e- == CO+O2-
解析：（1）①
CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）起始（mol）
0反应（mol）
2X平衡（mol）
2X由CH4的体积分数为0.1，则(6-x)/(12+2x)=0.1，解得X=4，所以K=(22×22)/(0.5×0.5)=64
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJomol-1
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=2.8kJomol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJomol-1
③根据盖斯定律，由①+②×2-③×2得
CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=(-890.3+2.8×2+566.0×2) kJomol-1=+247.3 kJomol-1；
（2）温度超过250时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低；
增大反应压强、增大CO2的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；Cu2Al2O4拆成氧化物的形式：Cu2OoAl2O3，与酸反应生成离子方程式：
3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O；
（3）a．Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故a正确；b．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，钠、镁、铝为A、A族元素，所以可在A、A族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故b正确；c．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原无关，故c错误；
故答案为：ab；
②在500，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为CO2 + Li4SiO4
Li2CO3 + Li2SiO3；
（4）二氧化碳在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳同时生成氧离子，反应电极反应式为：CO2+2e-═CO+O2-；
【思路点拨】本题主要考查了综合利用CO2，涉及热化学反应、电化学、化学平衡影响因素等，较为综合，题目难度中等
H5【2014·中山一中高考内部调研】( 16分）运用化学反应原理研究元素及其化合物的反应有重要意义。
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋ O2(g)2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）。根据图示回答下列问题：
2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)的H____0(填“>”、“”“<”或“=”）
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产中有重要作用。
右图是一定的温度和压强下N2和H2反应生成lmolNH3过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学方程式：（H用含字母Q1、Q2的代数式表示）
在AlCl3溶液中滴加氨水，反应的离子方程式为：
（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。在25下，向0.1moloL－1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1moloL－1硝酸银溶液，有白色沉淀生成，向反应后的浊液中，继续加入0.1moloL－1的NaI溶液，看到的现象是
，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）：
（已知25时Ksp[AgCl] =1.0×10-10 mol2oL－2，Ksp[AgI] =1.5×10-16mol2oL－2 ）
【知识点】化学平衡移动原理、热化学方程式、沉淀溶解平衡
【答案解析】（16分）（1）＜（2分）； 向左（2分）；＞（2分）（2）N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)
△H＝2(Q1-Q2) KJ/mol；（3分）Al3+ +3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+ （3分）（3）白色沉淀转化为黄色沉淀（2分）
AgCl(s)+I－(aq)＝AgI(s)+Cl－(aq)
解析：（1）根据图示，温度升高，SO3%减小，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，H＜0。在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，则容器体积增大，平衡向左移动。若温度为T1时，反应进行到状态D时，反应向正反应方向进行，则＞。（2）该反应为放热反应，则H＝2(Q1－Q2) KJ/mol。在AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀，但沉淀不溶解，离子方程式为：Al3+ +3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+。（3）向AgCl浊液中加入NaI溶液，发生沉淀的转化：AgCl(s) + I－(aq)＝AgI(s) + Cl－(aq)。
【思路点拨】本题综合考查化学反应原理，具有一定的综合性，但试题难度不大，解题关键是正确理解化学反应原理。
F3　原电池原理
H3【2014·宁夏银川一中三模】（14分）
运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问题：
(1)汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO，它们是现代化城市的重要大气污染物，为了减轻汽车尾气造成的大气污染，人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(已知该反应△HT2B．T1C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH -)>C(H+)（2分）
(3) CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g） △H=+247.3 kJomol -1（2分）
⑷2CO+2CO32--4e-=4CO2（2分）O2+2CO2+4e-=2CO32-（2分）
解析：（1）NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F，是氮气和二氧化碳，反
应的方程式为2CO+2NO
N2+2CO2；通过平衡时各物质的物质的
量也验证这一反应；②利用“三段式”进行计算：2CO + 2NO
始态浓度（mol/L）0.05
变化量（mol/L） 0.04
平衡浓度（mol/L） 0.01
则K=C(N2)·C2(CO2)/ C2(CO)·C2(NO)=3200 L/mol；
该反应放热，从表中看出，从T1到T2，平衡正向移动，降低温度，故A．T1>T2；
（2）气体E是CO2，0.4mol CO2，用200mL 3mol/L NaOH溶液（物质的量是0.6mol）将其完全吸收，产物生成0.2molNa2CO3和0.2molNaHCO3，CO32-和HCO3-要水解使溶液呈碱性，前者的水解程度远大于后者，所以离子浓度大小：
C(Na+)>C(HCO3-)>C(CO32-)>C(OH -)>C(H+)
(3) 根据CH4、H2、和CO的燃烧热可知，各物质燃烧的热化学方程式：①O2（g）+2H2（g）=2H2O（L）△H=-571.6kJomol -1；②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（L）△H=-890.3kJomol-1；③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJomol-1，利用盖斯定律将②-①-③可得：CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H=+247.3 kJomol -1；
（4）在燃料池中，正极上是CO2发生失去电子的氧化反应，电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，负极上是CO发生失电子的氧化反应，反应式：2CO+2CO32--4e-=4CO2，在转移电子一样多的情况下，两极反应相加得到总反应：2CO+O2=2CO2；
【思路点拨】本题考查比较综合，可逆反应平衡常数的简单计算方法，盖斯定律的应用。注意书写热化学方程式的要领；电极反应式的书写要看电解质中的离子存在形式。难度中等。
【2014·江西师大附中三模】(14分)二氧化锰可用作干电池去极剂，合成工业的催化剂和氧化剂，玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。
(1)锌—锰碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池的总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。
电池的正极反应式为________________________________
某化学研究性学习小组拟从废旧干电池中回收二氧化锰制取碳酸锰。
将干电池剖切、分选得到黑色混合物（主要成分为MnO2）洗涤、过滤、烘干。
将上述固体按固液体积比2:9加入浓盐酸、加热，反应完全后过滤、浓缩。
向上述溶液中加入Na2CO3溶液，边加边搅拌，再过滤即可得到碳酸锰。
（2）在第步中，将上述固体与浓盐酸混合的目的是________________________________
（3）有人认为，将第步中的Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液，也能达到上述目的，但同时有气体生成。请写出加入NH4HCO3溶液时发生的离子反应方程式：
_______________________________________
湿法炼锰即电解硫酸锰溶液法。电解锰的生产过程分为化合浸取、氧化净化及沉淀除杂、产品回收。其生产工艺流程如下：
已知：菱锰矿中主要成份是碳酸锰，主要杂质是Fe2＋、Co2＋、Ni2＋。
生成氢氧化物的pH如下表：（若某离子浓度小于等于10-5mol/L，则认为完全沉淀）
物质 Fe(OH)2 Ni(OH)2 Co(OH)2 Mn(OH)2
开始沉淀pH 7.5 7.7 7.6 8.3
完全沉淀pH 9.7 8.4 8.2 9.8
有关难溶氢氧化物和硫化物pKsp数据(pKsp＝－lgKsp)：
难溶物质 Fe(OH)3 Ni(OH)2 Co(OH)2 NiS CoS
pKsp 38.55 15.26 14.7 18.49 20.40
（4）菱锰矿粉与硫酸反应的化学方程式是________________________________。
（5）使用氨水的目的是调节pH值在________之间(填pH范围，精确到小数点后1位数字)。
在“浸出液”中加入(NH4)2S（硫化铵）的目的是_________________________________
（6）电解槽中使用的是惰性电极板，电解反应方程式为_________________________
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质、制备实验方案的设计
【答案解析】 (每空2分)（1）2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3
（2）将MnO2还原成Mn2+
（3）Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(4)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
(5)3.8～8.3
作沉淀剂，生成NiS沉淀
(6)2MnSO4+2H2O 2H2SO4+O2↑+2Mn
解析：（1）锌—锰碱性电池的总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s),
Zn化合价升高，失电子，作负极；MnO2中的Mn化合价降低，得电子，作正极，根据总反应拆成两个半反应，电池的正极反应式为：2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3
(2)浓盐酸与二氧化锰发生氧化还原反应，生成氯气和氯化锰，以便于加入碳酸钠后可以生成碳酸锰沉淀；
（3）加入NH4HCO3溶液时，生成气体，离子方程式为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
（4）菱锰矿粉主要成分是碳酸锰，与硫酸反应生成硫酸锰、水和二氧化碳，化学方程式是:
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
（5）二氧化锰MnO2具有氧化性，能将菱锰矿的硫酸浸取液中的Fe2+氧化为Fe3+； 氨水可以将铁离子沉淀，氢氧化铁的Ksp=c3（OH-）oc（Fe3+），铁离子完全沉淀时，铁离子的浓度是1×10-5mol/L，此时c（OH-）== 10-11.2mol/L，所以pH=3.8，所以将铁离子沉淀完全，但是锰离子未沉淀的范围是3.8～8.3，此范围内Co2+已经沉淀完全，所以再加入硫化铵将Ni2+沉淀；
（6）根据电解池的工作原理，电解硫酸锰酸性溶液生成二氧化锰、硫酸和氢气，电解反应方程式为：
2MnSO4+2H2O 2H2SO4+O2↑+2Mn
【思路点拨】本题是一道实验方案设计的工艺流程题目，考查学生各方面的综合知识能力，尤其是第（5）题，二氧化锰将亚铁氧化，再调节PH的计算难度大；
13．F3【2014·江西师大附中三模】以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2－)燃料电池，具有全固态结构、能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，不含碳，易液化，方便运输和贮存，是很好的氢源载体。其工作原理如图所示，下列关于直接氨固体氧化物燃料电池的说法正确的是（　　）
A．该电池工作时的总反应为4NH3＋5O2===4NO＋6H2O
B．固体氧化物作为电池工作的电解质，其作用是让电子在电池内移动
C．电池工作时，在接触面上发生的电极反应为2NH3＋3O2－－6e－===N2＋3H2O
D．外电路的电流方向为从电极a流向电极b
【知识点】新型化学电源
【答案解析】C
解析：A、该原电池中，负极上氨气失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，所以电池反应式为2NH3+3O2=N2+6H2O，故A错误； B、电子不能在电解质内移动，故B错误； C、放电时，接触面上的电池反应式为2NH3+3O 2--6e-=N2+3H2O，故C正确； D、外电路中，电流从正极b沿导线流向负极a，故D错误；
【思路点拨】本题考查了化学电源新型电池，明确原电池原理是解本题关键，难点是电极反应式的书写，难度中等。
J2【2014·临川二中一模】锌锰干电池由于其贮存和使用寿命较短，大都为一次性电池，用完之后被当作垃圾扔掉。这不仅浪费了宝贵的金属资源，而且还会产生严重的环境污染。下表是各类电池的综合成分分析结果：
元素 锌 锰 铁 铜 碳 其它
质量百分含量 13～27 14～28 23～26 0.5～0.7 5～6 13
通过简单的机械处理，将电池中各组分进行最大在限度的分离，从而使整个处理过程得到简化。再分别对锌皮和锰粉（MnO2）进行湿法处理，通过预处理、浸取、净化等工序制出产品。工艺流程如下图：
查阅资料知各离子沉淀完全的pH为
离子 Fe3+ Fe2+ Cu2+ Mn2+
pH 3.2 9.0 6.7 10.1
已知：锌元素与铝元素相似，具有两性。
1、市售锌锰干电池为碱性电池，电解质溶液为KOH,则其正极反应为
电极总反应方程为
2、在预处理中，分离铁皮和锌皮的方法是
，洗液加(NH4)2CO3在pH＝7.5沉淀出一种碱式盐，该物质的化学式为
3、二氧化锰生产中，写出加入30%盐酸溶解时的离子方程式
；盐酸溶解后回收的渣是
4、已知第二次加H2O2后调节pH≈9的目的为将Mn2+转化为MnO2,则第一次加H2O2后调节pH≈5，目的是
5、实验室中用高锰酸钾溶液检验Mn2+时，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为
硫酸锰在高温条件下可以得到三种氧化物，该热分解的方程式为
【知识点】常见离子检验、除杂、电化学、离子方程式的书写
【答案解析】 1、2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- (1分)
2MnO2+2H2O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)2 (1分)
磁选法或用磁铁吸 （1分）
Zn2(OH)2CO3
MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
碳黑（或碳）
除去Fe2+和Fe3+
5、2MnO4-+3Mn2++4OH-=5MnO2+2H2O
6、3MnSO4Mn3O4+SO2↑+SO3↑
解析：1、锌锰干电池负极为锌，失电子，正极为石墨，二氧化锰得电子生成MnOOH，正极电极反应式：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-；总反应方程式：
2MnO2+2H2O+Zn=2MnOOH+Zn(OH)2；
在预处理中，分离铁皮和锌皮的方法是磁选法或用磁铁吸；洗液加(NH4)2CO3在pH＝7.5沉淀出一种碱式盐，该物质是碱式碳酸锌，化学式为Zn2(OH)2CO3；
二氧化锰生产中，加入30%盐酸溶解时，生成氯化锰和氯气，离子方程式为：
MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；
盐酸溶解后回收的渣是碳黑；
第一次加H2O2后，将亚铁离子氧化成铁离子，调节pH≈5，将铁离子完全沉淀；故目的是除去Fe2+和Fe3+；
高锰酸钾溶氧化Mn2+生成黑色的MnO2，方程式：2MnO4-+3Mn2++4OH-=5MnO2+2H2O
硫酸锰在高温条件下可以得到三种氧化物：氧化锰、二氧化硫、三氧化硫，方程式：
3MnSO4Mn3O4+SO2↑+SO3↑
【思路点拨】本题以碱性锌锰电池为依据考查了电极反应式书写、氧化还原反应方程式书写、分解反应等，注意流程中的信息；难度中等。
F4 【2014·襄阳四中模拟】下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说
法不正确的是
A．该过程是电能转化为化学能的过程
B．一段时间后，池中n（KHCO3）不变
C．一段时间后，池中溶液的pH 一定下降
D．铜电极的电极反应式为CO2＋8H＋＋8e－ ＝ CH4＋2H2O
【知识点】电解原理、新型电池
【答案解析】B
解析：A、该装置是一个电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A正确； B、在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO2+8H++8e-═CH4+2H2O，一段时间后，氢离子减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和池中的碳酸氢钾反应，所以n（KHCO3）会减小，故B错误；
C、在电解池的阳极上，是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应，所以酸性增强，pH一定下降，故C正确；D、CO2电催化还原为CH4的过程是一个还原反应过程，所以铜电解是电解池的阴极，铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e-═CH4+2H2O，故D正确．
【思路点拨】本题考查学生电解池的工作原理知识，注意两极反应式的书写以及氧化还原反
应之间的关系，注意规律的总结是关键，难度不大。
M4【2014·武汉二中模拟】下列说法正确的是（　　）
A、燃料电池由外设装备提供燃料和氧化剂
B、Mg和Al通常用热还原的方法来冶炼
C、绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
D、蛋白质、棉花、淀粉、油脂都是由高分子组成的物质
【知识点】燃料电池、金属的冶炼、绿色化学、高分子化合物
【答案解析】A
解析：A、燃料电池由外设装备不断地提供燃料和氧化剂，故A正确； B、Mg和Al等活泼金属通常用电解法法来冶炼，故B错误；C、绿色化学的核心是从源头杜绝环境污染，故C错误；D、油脂是高级脂肪酸甘油酯，不属于高分子，故D错误；
【思路点拨】本题考查了燃料电池、金属的冶炼、绿色化学、高分子化合物，平时注意知识积累。难度不大。
F5【2014·绍兴一中高二期中考试】Ⅰ．下图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：
（1）若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_____。
（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________（填“高”或“低”）钢铁越易腐蚀。
（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为__________________________
Ⅱ．利用化学反应：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 ，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。
可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。
请填写下列空白：
（1）选择_________作正极材料，_________作负极材料；选择____
__作电解质溶液。
（2）写出有关的电极反应式：正极：________________________________；
负极：_________________________________________。
【知识点】金属的化学腐蚀、金属的电化学腐蚀、设计实验方案及探究实验
【答案解析】．（1）乙（1分）（2）高（1分）（3）2H2O+O2+4e―=4OH― （2分）
．（1）石墨棒，铜棒（各1分）FeCl3溶液
（2）2Fe3++2e―===2Fe2+ ；
Cu－2e―===Cu2+（各2分）
解析：（1）甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁做负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中页面上升最高；（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池造成钢铁的腐蚀；（3）乙装置形成了原电池，铁做负极失电子，碳作正极，氧气得电子，电极反应式：2H2O+O2+4e―=4OH― ；
Ⅱ．把氧化还原反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 拆成两个半：2Fe3++2e―===2Fe2+ ，还原反应，是正极的反应式；
Cu－2e―===Cu2+，氧化反应，是负极的反应式；含Fe3+的溶液作电解液，活泼性不同的金属或金属与非金属作两级，较活泼金属作负极。
【思路点拨】本题考查学生对原电池原理的掌握情况，“两级一液一连线”，把氧化还原反应拆成两个半反应就是两级反应式。题目不难。
F4【2014·绍兴一中高二期中考试】若图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池，则下列的说法中正确的是 （
A．图2电池在放电过程中，正极区的电极反应为：BH4-― 8e- + 8OH-＝BO2- + 6H2O
B．若用稀硫酸浸湿滤纸并用导线将a、b相连，则有电子从b极流出通过导线流向a极
C．若用硫酸钠和紫色石蕊的混合溶液浸湿滤纸并用导线将a、b相连，则可看到铅笔芯C点处浸有紫色石蕊的滤纸变蓝，此处发生电极反应为：O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH-
D．若用KI-淀粉溶液浸湿滤纸，同时用导线将a、b分别与A、B电极相连，若看到铅笔芯C点处出现变蓝现象，则b极连接的是燃料电池的A极
【知识点】原电池原理、化学电源新型电池
【答案解析】C
解析：A、燃料电池的负极是BH4-发生氧化反应，电极反应式为
BH4-+8OH--8e-═BO2-+6H2O，正极电极反应式为H2O2+2e-═2OH-，故A错误；B、若用稀硫酸浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，构成原电池，则锌电极为负极，锌失电子，铅笔芯为正极，氢离子得电子，则有电子从a极流出通过导线流向b极，故B错误；C、若用硫酸钠和紫色石蕊的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，构成原电池，则锌电极为负极，锌失电子，铅笔芯为正极，氧气得电子：O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH-，该极生成大量的氢氧化钠，能使紫色石蕊变蓝色，故C正确；D、若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，A极是负极，B极是正极，阳极放电的是碘离子，碘单质遇到淀粉显蓝色，而铅笔芯C点处出现蓝色，所以C点放电的是碘离子，b为正极，b接的是B电极，故D错误；
【思路点拨】本题考查原电池工作原理，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注
意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，本题中难点和易错点为电极方程式的书写，注意化合价的变化。
F4【2014·绍兴一中高二期中考试】发展混合动力车是实施节能减排的重要措施之一。混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低了汽油的消耗；在刹车和下坡时电动机处于充电状态以节省能耗。镍氢电池采用镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解液．镍氢电池充放电原理如图，其总反应式为：
H2+2NiOOH2Ni(OH)2
下列有关混合动力车的判断正确的是（　　）
A.在上坡或加速时，每消耗22.4LH2，从电极甲流向电极乙的电子是2mol
B．在上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将减小
C．在刹车和下坡时，溶液中的K+向乙电极迁移
D．在刹车和下坡时，甲电极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
【知识点】化学电源新型电池
【答案解析】D
解析：A．在上坡或加速时，甲电极电极反应式为H2+2OH-+2e-═2H2O
每消耗22.4LH2，从电极乙流向电极甲的电子是2mol，故A错误；B．在上坡或加速时，是原电池工作原理，乙电极为正极，是NiOOH转化为氢氧化镍的过程，乙电极周围因氢氧根离子的浓度增大，pH将增大，故B错误；C．在刹车和下坡时是电解池的工作原理，甲电极是阴极，溶液中的K+向甲电极迁移，故C错误；D．在刹车和下坡时电池处于充电状态即电解池的工作原理，甲电极是阴极，氢离子发生得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故D正确；
【思路点拨】本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意平时知识的积累以及基础知识的掌握，难度中等。
23．F3【2014·绍兴一中高二期中考试】控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋I2，
设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
【知识点】氧化还原反应、原电池
【答案解析】D
解析：A．反应开始时，乙中石墨电极上碘离子失电子发生氧化反应，故A正确；B．反应开始时，甲中石墨电极上铁离子得电子发生还原反应生成亚铁离子，故B正确；C．电流计读数为零时，正逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，导致没有电流产生，故C正确；D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，可逆反应向逆反应方向移动，导致乙中碘得电子发生还原反应，则乙中石墨作正极，故D错误；
【思路点拨】本题以化学平衡移动为载体考查了原电池原理，明确正负极的判断及正负极上电极反应式是解本题关键，注意等向甲中加入氯化亚铁溶液时，要考虑平衡移动方向，为易错点。
J4【2014·宁夏银川一中三模】(14分)
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程图：
根据题意回答下列问题：
（1）操作的名称是
，固体X中主要含有
（填写化学式）；
（2）用醋酸调节溶液pH=7～8后再进行操作所得固体Y的成分为
（写化学式）.
（3）酸化步骤中调节溶液pH＜5时发生反应2CrO42－＋2H+　Cr2O72－＋H2O.若将将醋酸改用盐酸，盐酸会与Cr2O72－反应造成大气污染并生成Cr3+杂质，该反应的离子方程式为
（4）下表是相关物质的溶解度数据，操作III发生反应的化学方程式是
Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是：
（5）含铬废渣（废水）的随意排放对人类生存环境有极大的危害。电解法是处理铬污染的一种方法，金属铁作阳极、石墨作阴极电解含Cr2O72-的酸性废水，一段时间后产生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。
电解法处理废水的总反应如下，配平并填写空缺：(已知产物中n(Fe(OH)3): n (H2)=1:1)
___Fe＋___Cr2O72-＋___
＋___H2O ＝___Fe(OH)3↓＋___Cr(OH)3↓＋___H2↑；
已知常温下Cr(OH)3的Ksp=6.4×10–32mol4/l4，若类生活饮用水水质标准铬含量最高限值是0.052 mg/L，要使溶液中c(Cr3+)降到符合饮用水水质标准，须调节溶液的pH大于______。（已知lg2=0.3）
【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用、制备实验方案的设计
【答案解析】 （1）漏斗、玻璃棒、烧杯（2分）
Fe2O3、MgO（2分）
⑵Al(OH)3（2分）
⑶Cr2O72－+6Cl－+14H+＝2 Cr3++3Cl2↑+7 H2O（2分）
⑷K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小（或四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小）。（2分）
6,1,2H+,17,6,2,6 (6Fe＋Cr2O72-＋2H+＋17H2O = 6Fe(OH)3↓＋2Cr(OH)3↓＋6H2↑)；（2分） ②5.6（2分）
解析：（1）铬铁矿的主要成分可表示为FeOoCr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，加入氧气和碳酸钠，发生反应为：①4FeOoCr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；②Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑；③Cr2CO72-+H2O?2CrO42-+2H+操作Ⅰ是过滤，得到不溶于水的固体X为Fe2O3、MgO；（2）用醋酸调节溶液pH=7～8后，将偏铝酸根沉淀成氢氧化铝，再进行操作Ⅱ过滤所得固体Y为：Al(OH)3（3）Cr2O72－具有强氧化性，会将氧化成Cl2，方程式为：Cr2O72－+6Cl－+14H+＝2 Cr3++3Cl2↑+7 H2O
（4）依据图表物质的溶解度分析对比，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl；说明K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小（或四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小）；（5）①根据化合价升降进行配平：6Fe＋Cr2O72-＋2H+＋17H2O = 6Fe(OH)3↓＋2Cr(OH)3↓＋6H2↑；②若地表水铬含量最高限值是0.1mg/L，换算成物质的量浓度c（Cr3+）=0.052×10-3÷52=1×10-6mol/L，要使溶液中c（Cr3+）降到符合地表水限值，已知Cr（OH）3的Ksp=6.4×10-32=c（Cr3+）×c3（OH-），须调节溶液的c（OH-）≥4×10-9mol/L
【思路点拨】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键，题目难度中等。
O1【2014·江西师大附中三模】【化学——选修2：化学与技术】（15分）
第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。
（1）同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为：
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g)H
已知相同条件下：
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g)
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s)
用△H1、△H2和△H3表示H，则H=____________________；
（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式如图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为________________________________，三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为____________；
（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于工业上的化学镀镍。
化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等条件下发生下述反应：
（a）_____
Ni2+ + ____ H2PO2－+ _____ → ___Ni++______ H2PO3－+ ____
（b）6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑
请在答题卡上写出并配平反应式（a）；
利用中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。
方法上的不同点：______________________________________________________；
原理上的不同点：______________________________________________________；
化学镀的优点：________________________________________________________。
【知识点】热化学方程式、氧化还原反应方程式的配平、电解原理
【答案解析】 （1）
△H1—3△H2+18△H3
，Na5P3O10（2分）
（3）2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O →2Ni+ +1H2PO3－+ 2H+（3分）
（4）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；（2分）
电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层
；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应
； （2分）
装置简便，节约能源，操作简便
解析：（1）热化学方程式4Ca5（PO4）3F（s）+2lSiO2（s）+30C（s）=3P4（g）+20CaSiO3（s）+30CO（g）+SiF4可以将下列三个反应相加得到：4Ca5（PO4）3F（s）+3SiO2（s）=6Ca3（PO4）2（s）+2CaSiO3（s）+SiF4（g）H1；6Ca3（PO4）2（s）+30C（s）=3P4（g）+18CaO（s）+30CO（g）3H2；18SiO2（s）+18CaO（s）=18CaSiO3（s）18H3；根据盖斯定律可得H=△H1+3△H2+18△H3；（2）一个磷酸中的羟基与另一个磷酸的H之间可以脱水．结构式则为，“五钠”即五个钠原子，所以三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10，故答案为：Na5P3O10；（3）（a）根据得失电子守恒：镍元素的化合价降低了1价，磷元素的化合价升高的2价，所以根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为：2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O →2Ni+ +1H2PO3－+ 2H+；从方法上分析，电镀是利用电解原理通过外加直流电源，在镀件表面形成的镀层，镀层一般只有镍，而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触，在塑料镀件表面沉积镍-磷合金，这是两者的不同；从原理上分析，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，故答案为：化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应化学镀无需通电，而电镀需要通电；电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应；装置简便，节约能源，操作简便化学镀对镀件的导电性无特殊要求。
【思路点拨】本题考查学生对热化学方程式含义及对氧化还原反应本质的理解，综合性较强，难度较大。
G5【2014·江西师大附中三模】（15分）CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2 (g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：
物质 CH4 CO2 CO H2
体积分数 0.1 0.1 0.4 0.4
此温度下该反应的平衡常数K=__________
已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) H=890.3 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) H=+2.8 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=566.0 kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H=________________
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250～300时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_____________________
为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是________________________
将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为___________________________
（3）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是______
a.可在碱性氧化物中寻找
b.可在A、A族元素形成的氧化物中寻找
c.可在具有强氧化性的物质中寻找
Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是：在500，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是___________________________
（4）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：
CO2在电极a放电的反应式是_____________________________________________
【知识点】反应热的计算、化学平衡常数的含义、化学平衡的影响因素、电解原理
【答案解析】64
②+247.3 kJ·mol－1
温度超过250时，催化剂的催化效率降低
增大反应压强或增大CO2的浓度
③3Cu2Al2O4+32H++2NO3－=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O
②CO2 + Li4SiO4
Li2CO3 + Li2SiO3
（4）CO2 + 2e- == CO+O2-
解析：（1）①
CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）起始（mol）
0反应（mol）
2X平衡（mol）
2X由CH4的体积分数为0.1，则(6-x)/(12+2x)=0.1，解得X=4，所以K=(22×22)/(0.5×0.5)=64
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJomol-1
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=2.8kJomol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJomol-1
③根据盖斯定律，由①+②×2-③×2得
CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）△H=(-890.3+2.8×2+566.0×2) kJomol-1=+247.3 kJomol-1；
（2）温度超过250时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低；
增大反应压强、增大CO2的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；Cu2Al2O4拆成氧化物的形式：Cu2OoAl2O3，与酸反应生成离子方程式：
3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O；
（3）a．Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故a正确；b．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，钠、镁、铝为A、A族元素，所以可在A、A族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故b正确；c．Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原无关，故c错误；
故答案为：ab；
②在500，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为CO2 + Li4SiO4
Li2CO3 + Li2SiO3；
（4）二氧化碳在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳同时生成氧离子，反应电极反应式为：CO2+2e-═CO+O2-；
【思路点拨】本题主要考查了综合利用CO2，涉及热化学反应、电化学、化学平衡影响因素等，较为综合，题目难度中等
【2014·江西师大附中三模】(14分)二氧化锰可用作干电池去极剂，合成工业的催化剂和氧化剂，玻璃工业和搪瓷工业的着色剂、消色剂、脱铁剂等。
(1)锌—锰碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。电池的总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)。
电池的正极反应式为________________________________
某化学研究性学习小组拟从废旧干电池中回收二氧化锰制取碳酸锰。
将干电池剖切、分选得到黑色混合物（主要成分为MnO2）洗涤、过滤、烘干。
将上述固体按固液体积比2:9加入浓盐酸、加热，反应完全后过滤、浓缩。
向上述溶液中加入Na2CO3溶液，边加边搅拌，再过滤即可得到碳酸锰。
（2）在第步中，将上述固体与浓盐酸混合的目的是________________________________
（3）有人认为，将第步中的Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液，也能达到上述目的，但同时有气体生成。请写出加入NH4HCO3溶液时发生的离子反应方程式：
_______________________________________
湿法炼锰即电解硫酸锰溶液法。电解锰的生产过程分为化合浸取、氧化净化及沉淀除杂、产品回收。其生产工艺流程如下：
已知：菱锰矿中主要成份是碳酸锰，主要杂质是Fe2＋、Co2＋、Ni2＋。
生成氢氧化物的pH如下表：（若某离子浓度小于等于10-5mol/L，则认为完全沉淀）
物质 Fe(OH)2 Ni(OH)2 Co(OH)2 Mn(OH)2
开始沉淀pH 7.5 7.7 7.6 8.3
完全沉淀pH 9.7 8.4 8.2 9.8
有关难溶氢氧化物和硫化物pKsp数据(pKsp＝－lgKsp)：
难溶物质 Fe(OH)3 Ni(OH)2 Co(OH)2 NiS CoS
pKsp 38.55 15.26 14.7 18.49 20.40
（4）菱锰矿粉与硫酸反应的化学方程式是________________________________。
（5）使用氨水的目的是调节pH值在________之间(填pH范围，精确到小数点后1位数字)。
在“浸出液”中加入(NH4)2S（硫化铵）的目的是_________________________________
（6）电解槽中使用的是惰性电极板，电解反应方程式为_________________________
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质、制备实验方案的设计
【答案解析】 (每空2分)（1）2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3
（2）将MnO2还原成Mn2+
（3）Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(4)MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
(5)3.8～8.3
作沉淀剂，生成NiS沉淀
(6)2MnSO4+2H2O 2H2SO4+O2↑+2Mn
解析：（1）锌—锰碱性电池的总反应式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s),
Zn化合价升高，失电子，作负极；MnO2中的Mn化合价降低，得电子，作正极，根据总反应拆成两个半反应，电池的正极反应式为：2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3
(2)浓盐酸与二氧化锰发生氧化还原反应，生成氯气和氯化锰，以便于加入碳酸钠后可以生成碳酸锰沉淀；
（3）加入NH4HCO3溶液时，生成气体，离子方程式为：Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O
（4）菱锰矿粉主要成分是碳酸锰，与硫酸反应生成硫酸锰、水和二氧化碳，化学方程式是:
MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
（5）二氧化锰MnO2具有氧化性，能将菱锰矿的硫酸浸取液中的Fe2+氧化为Fe3+； 氨水可以将铁离子沉淀，氢氧化铁的Ksp=c3（OH-）oc（Fe3+），铁离子完全沉淀时，铁离子的浓度是1×10-5mol/L，此时c（OH-）== 10-11.2mol/L，所以pH=3.8，所以将铁离子沉淀完全，但是锰离子未沉淀的范围是3.8～8.3，此范围内Co2+已经沉淀完全，所以再加入硫化铵将Ni2+沉淀；
（6）根据电解池的工作原理，电解硫酸锰酸性溶液生成二氧化锰、硫酸和氢气，电解反应方程式为：
2MnSO4+2H2O 2H2SO4+O2↑+2Mn
【思路点拨】本题是一道实验方案设计的工艺流程题目，考查学生各方面的综合知识能力，尤其是第（5）题，二氧化锰将亚铁氧化，再调节PH的计算难度大；
O1【2014·临川二中一模】［化学—选修：化学与技术］
SO2、NO是大气污染物。吸收SO2 和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）：
（1）装置中生成HSO3－的离子方程为
（2）含硫各微粒（H2SO3、HSO3－和SO32－）存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如右图所示。
①下列说法正确的是
（填字母序号）。
a．pH=8时，溶液中c(HSO3－) < c(SO32－)
b．pH=7时，溶液中c(Na+) =c(HSO3－)+c(SO32－)
c．为获得尽可能纯的NaHSO3，可将溶液的pH控制在4～5左右
向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：
（3）装置中，酸性条件下，NO被Ce4+氧化的产物主要是NO3－、NO2－，写出生成NO3－的离子方程式
（4）装置的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示。
生成Ce4+的电极反应式为
生成Ce4+从电解槽的
（填字母序号）口流出。
已知进入装置的溶液中，NO2－的浓度为a g·L-1，要使1 m3该溶液中的NO2－完全转化为NH4NO3，需至少向装置中通入标准状况下的O2
L。（用含a代数式表示，计算结果保留整数）
【知识点】无机流程、溶液中的离子浓度大小、电化学、计算
【答案解析】 （1）SO2 + OH－=== HSO3－（2分）；
HSO3－SO32－+H+，加入CaCl2溶液， Ca2++SO32－=== CaSO3↓使平衡右移，c(H+)增大。（3）NO+2H2O+3Ce4+===3Ce3++NO3－+4H+（3分）
（4）①Ce3+- e－=== Ce4+ （2分）
② a （2分）
（5）243a（242a、244a、5600a /23都给分）（3分）
解析：（1）进入装置Ⅰ中的物质有：NaOH、NO、SO2，则生成HSO3－的离子方程为：
SO2 + OH－=== HSO3－
（2）①如图pH=8时，溶液中c(HSO3－) < c(SO32－)a正确。pH=7时，溶液中c(Na+)+c(H+) =c(HSO3－)+2c(SO32－)+c(OH-)，c(H+)= c(OH-)，所以b不正确。如图pH控制在4～5左右，溶液中没有HSO3－，所以c错。向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2原因为HSO3－SO32－+H+，加入CaCl2溶液， Ca2++SO32－=== CaSO3↓使平衡右移，c(H+)增大。
（3）装置中，如流程图反应物为NO、Ce4+生成物有Ce3+、NO3－。根据电荷守恒和题意给出酸性溶液，反应物还有H2O，生成物还有H+。根据氧化还原原理和得失电子守恒配平得NO+2H2O+3Ce4+===3Ce3++NO3－+4H+。
（4）①根据流程图其电极方程式只能是Ce3+- e－=Ce4+。由Ce3+- e－= Ce4+得阳极生成Ce4+，所以从电解槽的a口流出。
（5）根据得失电子守恒NO2－和O2的物质的量之比为2:1。得氧气的体积为=243a 。
【思路点拨】本题考查了离子方式、电极方程式的书写，溶液中浓度大小的比较，氧化还原反应，利用电荷守恒计算。题目难度较大。注意从已知提取信息，培养看图分析能力。
J2【2014·襄阳四中模拟】（15分）粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au（金）和PbSO4等杂质，湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如下：
（1）用CuSO4做电解液电解含铜、金、铅的粗铜，阳极的电极反应式有：
和Cu-2e－= Cu2+。
（2）焙烧阳极泥时，为了提高焙烧效率，采取的合理措施是
，焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外，还有
（填化学式）。
（3）操作I的主要步骤为
，操作的名称是
（4）写出用SO2还原AuCl4－的离子方程式
（5）为了减少废液排放、充分利用有用资源，工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循环操作，请指出流程图中另一处类似的做法
（6）已知298K时，Ksp(PbCO3)=1.46×10-13，Ksp(PbSO4)= 1.82×10-8，用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用
【知识点】电解原理、离子方程式的书写、物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
【答案解析】
Pb+SO42--2e－= PbSO4
（2）将阳极泥粉碎，逆流焙烧等；CuO
（3）蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥；过滤
（4）2AuCl4-+3SO2+6H2O=2Au+3SO42-+8Cl-+12H+
（5）滤液2可以用来溶解碱浸渣，或并入硝酸中；
（6）PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)
解析：（1）用CuSO4做电解液电解含铜、金、铅的粗铜，粗铜做阳极，电极材料放电，根据金属活动性顺序表，电极反应式为：Pb+SO42--2e－= PbSO4和Cu-2e－= Cu2+。
（2）焙烧阳极泥时，为了提高焙烧效率，采取的合理措施是将阳极泥粉碎，逆流焙烧等，焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外，还有铜的产物CuO。
（3）操作I是由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体，主要步骤为蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤干燥；操作的名称是过滤；
（4）SO2做还原剂，化合价升高，对应产物为SO42-，AuCl4－化合价由+3价降为0价，根据得失电子守恒配平方程式：2AuCl4-+3SO2+6H2O=2Au+3SO42-+8Cl-+12H+
(5) 为了减少废液排放、充分利用有用资源，工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循环操作，滤液2中含有大量硝酸，可以用来溶解碱浸渣，或并入硝酸中；
（6）沉淀的转化，由数据知，碳酸铅更难溶，离子方程式为：
PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)
【思路点拨】本题考查了电解原理，涉及了电解精炼铜、化学实验基本操作、氧化还原反应的书写、沉淀的转化的综合知识，考查角度广，中等。
F4 【2014·襄阳四中模拟】下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说
法不正确的是
A．该过程是电能转化为化学能的过程
B．一段时间后，池中n（KHCO3）不变
C．一段时间后，池中溶液的pH 一定下降
D．铜电极的电极反应式为CO2＋8H＋＋8e－ ＝ CH4＋2H2O
【知识点】电解原理、新型电池
【答案解析】B
解析：A、该装置是一个电解池，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A正确； B、在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO2+8H++8e-═CH4+2H2O，一段时间后，氢离子减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和池中的碳酸氢钾反应，所以n（KHCO3）会减小，故B错误；
C、在电解池的阳极上，是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应，所以酸性增强，pH一定下降，故C正确；D、CO2电催化还原为CH4的过程是一个还原反应过程，所以铜电解是电解池的阴极，铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e-═CH4+2H2O，故D正确．
【思路点拨】本题考查学生电解池的工作原理知识，注意两极反应式的书写以及氧化还原反
应之间的关系，注意规律的总结是关键，难度不大。
24．F4【2014·绍兴一中高二期中考试】某同学按如图所示的装置进行电解实验。下列说法不正确的是
A．电解过程中，铜电极上有H2产生
B．电解初期，总反应方程式为Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出
D．整个电解过程中，溶液pH值会增大
【知识点】电解池原理
【答案解析】A
解析：电解过程中，铜电极作阳极放电失电子成铜离子进入溶液中，石墨作阴极，电解初期，溶液中的氢离子放电生成氢气，此时总反应是Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑；电解一定时间后，溶液中铜离子浓度增大，其放电顺序在氢离子前面，所以石墨电极上有铜析出；整个电解过程中，氢离子浓度减小，溶液pH值会增大
【思路点拨】本题考查电解池原理，注意阴阳极的判断，电极反应式的书写，难度中等。
F4【2014·绍兴一中高二期中考试】若图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池，则下列的说法中正确的是 （
A．图2电池在放电过程中，正极区的电极反应为：BH4-― 8e- + 8OH-＝BO2- + 6H2O
B．若用稀硫酸浸湿滤纸并用导线将a、b相连，则有电子从b极流出通过导线流向a极
C．若用硫酸钠和紫色石蕊的混合溶液浸湿滤纸并用导线将a、b相连，则可看到铅笔芯C点处浸有紫色石蕊的滤纸变蓝，此处发生电极反应为：O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH-
D．若用KI-淀粉溶液浸湿滤纸，同时用导线将a、b分别与A、B电极相连，若看到铅笔芯C点处出现变蓝现象，则b极连接的是燃料电池的A极
【知识点】原电池原理、化学电源新型电池
【答案解析】C
解析：A、燃料电池的负极是BH4-发生氧化反应，电极反应式为
BH4-+8OH--8e-═BO2-+6H2O，正极电极反应式为H2O2+2e-═2OH-，故A错误；B、若用稀硫酸浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，构成原电池，则锌电极为负极，锌失电子，铅笔芯为正极，氢离子得电子，则有电子从a极流出通过导线流向b极，故B错误；C、若用硫酸钠和紫色石蕊的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，构成原电池，则锌电极为负极，锌失电子，铅笔芯为正极，氧气得电子：O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH-，该极生成大量的氢氧化钠，能使紫色石蕊变蓝色，故C正确；D、若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，A极是负极，B极是正极，阳极放电的是碘离子，碘单质遇到淀粉显蓝色，而铅笔芯C点处出现蓝色，所以C点放电的是碘离子，b为正极，b接的是B电极，故D错误；
【思路点拨】本题考查原电池工作原理，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注
意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，本题中难点和易错点为电极方程式的书写，注意化合价的变化。
F4【2014·绍兴一中高二期中考试】发展混合动力车是实施节能减排的重要措施之一。混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低了汽油的消耗；在刹车和下坡时电动机处于充电状态以节省能耗。镍氢电池采用镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解液．镍氢电池充放电原理如图，其总反应式为：
H2+2NiOOH2Ni(OH)2
下列有关混合动力车的判断正确的是（　　）
A.在上坡或加速时，每消耗22.4LH2，从电极甲流向电极乙的电子是2mol
B．在上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将减小
C．在刹车和下坡时，溶液中的K+向乙电极迁移
D．在刹车和下坡时，甲电极的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
【知识点】化学电源新型电池
【答案解析】D
解析：A．在上坡或加速时，甲电极电极反应式为H2+2OH-+2e-═2H2O
每消耗22.4LH2，从电极乙流向电极甲的电子是2mol，故A错误；B．在上坡或加速时，是原电池工作原理，乙电极为正极，是NiOOH转化为氢氧化镍的过程，乙电极周围因氢氧根离子的浓度增大，pH将增大，故B错误；C．在刹车和下坡时是电解池的工作原理，甲电极是阴极，溶液中的K+向甲电极迁移，故C错误；D．在刹车和下坡时电池处于充电状态即电解池的工作原理，甲电极是阴极，氢离子发生得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+2e-═H2↑+2OH-，故D正确；
【思路点拨】本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意平时知识的积累以及基础知识的掌握，难度中等。
化学反应与能量综合
【2014·武汉二中模拟】（14分）面对能源与环境等问题，
全球大力发展新能源的同时，还倡导节能减排、低碳经济。请回答下列问题：
、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）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。与反应生成CO2(g)和的热化学方程式为
（2）电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为
（3）是一种储氢合金。350时，与反　　　
应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中
氢的质量分数为0.077）。则与反应的化学
、碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点。一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生可逆反应：。为模拟该反应，在实验室中准确称取0.508 g碘、0.6992 g金属钨放置于50.0 mL密闭容器中，在一定温度下反应。如图是混合气体中的蒸气的物质的量随时间变化关系的图象，其中曲线I(0～t2时间段)的反应温度为450 ，曲线(从t2时刻开始)的反应温度为530。
（4）该反应是
（填写“放热”或“吸热”）反应。在450时，该反应的平
（5）若保持450温度不变，向该容器中再加入0.508 g碘，当再次达到平衡时，反应混合气体中I2的百分含量
（填“变大”、“不变”或“变小”）。
（6）若保持450温度不变，向该容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I2、0.0054 mol WI2，则化学平衡
（填“正向移动”、“不移动”或“逆向移动”）。
【知识点】盖斯定律、电化学原理、化学平衡的综合应用
【答案解析】（1）CH4(g)+2H2O(g)== CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ·mol－1（2分）
　 （2）CO(NH2)2+8OH－－6e－===CO+N2↑+6H2O（2分）
　（3）2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2（2分）
　（4）放热（2分）　　9（2分）　（5）不变（2分）　　　（6）不移动（2分）
解析：：（1）CH4（g）+H2O（g）═CO （g）+3H2（g）H=+206.2kJomol-1，CH4（g）+CO2（g）═2CO （g）+2H2（g）H=+247.4kJomol-1，由盖斯定律可知，×2-②可得CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g），其反应热H=（+206.2kJomol-1）×2-（+247.4kJomol-1）=+165.0 kJomol-1，即热化学方程式为CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）H=+165.0 kJomol-1，
由阳极排出液中含有大量的碳酸盐成份，尿素在阳极参与反应，则阳极反应式为CO（NH2）2+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O；
令金属氢化物为RHx，金属R的相对分子质量为a，则x/(a+x)=0.77即923x=77a，X为金属的化合价，讨论可得x=2，a=24，故该金属氢化物为MgH2，故反应方程式为:2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2；
升高温度，化学平衡向吸热方向移动；升高温度时，WI2的物质的量减少，所以该反应向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应；反应开始时，碘的物质的量为n=0.508g÷254g/mol＝0.002mol，反应达平衡时生成WI2，需要碘1.80×10-3mol参加反应，剩余碘0.0002mol，所以平衡时，c（WI2）=1.80×10-3mol÷0.05L=3.6×10-2mol/L，c（I2）=0.0002mol÷0.05L=0.004mol/L，K=0.036mol/L÷0.004mol/l=9
该反应是等体反应，假设两个相同的容器达平衡时百分含量相等，温度不变压入同一容器中，增大压强，平衡不移动，故反应混合气体中I2的百分含量不变。
综上，原平衡时，c（WI2）=3.6×10-2mol/L，c（I2）=0.004mol/L，温度不变，向该容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I2、0.0054 mol WI2，则c（WI2）=0.144mol/L，c（I2）=0.016mol/L，Qc=0.144mol/L÷0.016mol/L=9，故平衡不移动。
【思路点拨】本题考查盖斯定律、原电池的工作原理，学生应学会利用习题中的信息结合所学的知识来解答，掌握平衡常数、平衡移动的影响因素，注意对高考热点的训练。
F5【2014·绍兴一中高二期中考试】Ⅰ．下图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：
（1）若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是_____。
（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越________（填“高”或“低”）钢铁越易腐蚀。
（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为__________________________
Ⅱ．利用化学反应：2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 ，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池。可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒。
可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液。
请填写下列空白：
（1）选择_________作正极材料，_________作负极材料；选择____
__作电解质溶液。
（2）写出有关的电极反应式：正极：________________________________；
负极：_________________________________________。
【知识点】金属的化学腐蚀、金属的电化学腐蚀、设计实验方案及探究实验
【答案解析】．（1）乙（1分）（2）高（1分）（3）2H2O+O2+4e―=4OH― （2分）
．（1）石墨棒，铜棒（各1分）FeCl3溶液
（2）2Fe3++2e―===2Fe2+ ；
Cu－2e―===Cu2+（各2分）
解析：（1）甲、乙、丙3套装置中的乙装置形成了原电池，铁做负极失电子，碳作正极，氧气得电子，使试管内压强降低，所以乙中导管中页面上升最高；（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，越易形成原电池造成钢铁的腐蚀；（3）乙装置形成了原电池，铁做负极失电子，碳作正极，氧气得电子，电极反应式：2H2O+O2+4e―=4OH― ；
Ⅱ．把氧化还原反应2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 拆成两个半：2Fe3++2e―===2Fe2+ ，还原反应，是正极的反应式；
Cu－2e―===Cu2+，氧化反应，是负极的反应式；含Fe3+的溶液作电解液，活泼性不同的金属或金属与非金属作两级，较活泼金属作负极。
【思路点拨】本题考查学生对原电池原理的掌握情况，“两级一液一连线”，把氧化还原反应拆成两个半反应就是两级反应式。题目不难。
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