专题10电化学（学生版）2021年高考化学真题和模拟题分类汇编（46题）_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义

专题 10 电化学 2021年化学高考题 一、单选题 1．（2021·山东高考真题）以KOH溶液为离子导体，分别组成CHOH—O、NH—O、 3 2 2 4 2 (CH)NNH—O 清洁燃料电池，下列说法正确的是 3 2 2 2 A．放电过程中，K+均向负极移动 B．放电过程中，KOH物质的量均减小 C．消耗等质量燃料，(CH)NNH—O 燃料电池的理论放电量最大 3 2 2 2 D．消耗1molO 时，理论上NH—O 燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L 2 2 4 2 2．（2021·浙江）某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电 时 Li+ 得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为 LiCoO 2薄膜；集流体起导电作用。下列 说法不正确的是 A．充电时，集流体A与外接电源的负极相连 a mol LiPON a mol Li+ B．放电时，外电路通过 电子时， 薄膜电解质损失 Li CoO +xLi++xe-=LiCoO C．放电时，电极B为正极，反应可表示为 1-x 2 2 D．电池总反应可表示为 Li x Si+Li 1-x CoO 2       放 充   电 电     Si+LiCoO 2 3．（2021·全国高考真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的 H 2 O 解离为 H+ 和 OH- ，并在直流电场作用下分别问两 极迁移。下列说法正确的是 A．KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用 B．阳极上的反应式为： +2H++2e-= +HO 2 2mol 1mol C．制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子 H+ D．双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移 Co 4．（2021·广东高考真题）钴( )的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如 图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是pH A．工作时，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的 均增大 1molCo 16g B．生成 ，Ⅰ室溶液质量理论上减少 C．移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变 通电 D．电解总反应：2Co2 2H O 2CoO 4H 2 2 CO CO 5．（2021·广东高考真题）火星大气中含有大量 2，一种有 2参加反应的新型全固态 电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 CO A．负极上发生还原反应 B． 2在正极上得电子 C．阳离子由正极移向负极 D．将电能转化为化学能 6．（2021·河北高考真题）K—O 电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。 2 关于该电池，下列说法错误的是A．隔膜允许K+通过，不允许O 通过 2 B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极 C．产生1Ah电量时，生成KO 的质量与消耗O 的质量比值约为2.22 2 2 D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水 7．（2021·湖南高考真题）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再 生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所： 下列说法错误的是 A．放电时，N极为正极 ZnBr B．放电时，左侧贮液器中 2的浓度不断减小 Zn2 2e  Zn C．充电时，M极的电极反应式为 D．隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过8．（2021·全国高考真题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生 会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如 图所示)，通入一定的电流。 下列叙述错误的是 Cl Cl A．阳极发生将海水中的 氧化生成 2的反应 NaClO B．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的 H C．阴极生成的 2应及时通风稀释安全地排入大气 Mg(OH) D．阳极表面形成的 2等积垢需要定期清理 9．（2021·浙江高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡， K、K 为开关，a、b为直流电源的两极)。 1 2 下列说法不正确的是 A．断开K、合上K，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能 2 1 B．断开K、合上K，电极A为阴极，发生还原反应 1 2 C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变放电  D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2HO Cd(OH)+2Ni(OH) 2 充电 2 2 二、工业流程题 10．（2021·山东高考真题）工业上以铬铁矿(FeCrO，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料 2 4 制备红矾钠(NaCrO•2HO)的工艺流程如图。回答下列问题： 2 2 7 2 (1)焙烧的目的是将FeCrO 转化为NaCrO 并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气 2 4 2 4 体与矿料逆流而行，目的是___。 (2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓 度c≤1.0×10-5mol•L-1时，可认为已除尽。 中和时pH的理论范围为___；酸化的目的是___；Fe元素在___(填操作单元的名称)过程中除 去。 (3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致___；冷却结晶所得母液中，除NaCrO 外，可在上述流程 2 2 7 中循环利用的物质还有____。 (4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以NaCrO 为主要原料制备NaCrO 的总反应方程式为： 2 4 2 2 7通电 4NaCrO+4HO 2NaCrO+4NaOH+2H↑+O↑。则NaCrO 在___(填“阴”或“阳”)极室 2 4 2 2 2 7 2 2 2 2 7 制得，电解时通过膜的离子主要为___。 三、原理综合题 11．（2021·湖南高考真题）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易 储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。 方法I：氨热分解法制氢气 相关化学键的键能数据 化学键 N N HH NH 键能E/  kJmol-1 946 436.0 390.8 NH N H 一定温度下，利用催化剂将 3分解为 2和 2。回答下列问题： (1)反应 2NH 3 (g) N 2 (g)3H 2 (g) ΔH= _______ kJmol1 ； S 198.9Jmol1K1 (2)已知该反应的 ，在下列哪些温度下反应能自发进行？ _______(填标号) A．25℃ B．125℃ C．225℃ D．325℃ 0.1molNH (3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将 3通 入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线 如图所示。0~t t H ①若保持容器体积不变， 1时反应达到平衡，用 2的浓度变化表示 1时间内的反应速率 vH 2  _______ molL1min1 (用含 t 1的代数式表示) t N ② 2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后 2分压变化 趋势的曲线是_______(用图中a、b、c、d表示)，理由是_______； K  ③在该温度下，反应的标准平衡常数 _______。(已知：分压=总压×该组分物质的量分 g h  p   p  G  H      p   p  数，对于反应 ，K  ，其中 d e  p   p  D  E     dD(g)+eE(g) gG(g)+hH(g)  p   p  p 100kPa p p p p ， G 、 H、 D、 E为各组分的平衡分压)。 方法Ⅱ：氨电解法制氢气 利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。OH (4)电解过程中 的移动方向为_______(填“从左往右”或“从右往左”)； (5)阳极的电极反应式为_______。 KOH溶液KOH溶液 2021年化学高考模拟题 1．（2021·九龙坡区·重庆市育才中学高三三模）空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收， NO 生成HNO、 3，再利用电解法将上述吸收液中的HNO 转化为无毒物质，同时生成Ce4＋， 2 2 其原理如图所示。下列说法正确的是 A．H＋由右室进入左室 B．Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用 C．若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗33.6L甲烷时，理论上可转化2molHNO 2 D．阴极的电极反应式：2HNO＋6H＋＋6e-=N↑＋4HO 2 2 22．（2021·南岸区·重庆第二外国语学校高三三模）在日常生活中，我们经常看到铁制品 生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。 下列说法正确的是 A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，采用下列方法：用酒精灯加热左 边的具支试管 B．图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O＋6HO=4Al(OH)，生成的Al(OH) 进一步脱水形成白斑 2 2 3 3 C．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁 D．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl-由活性炭区向铝箔表面区迁移，并 在铝箔上发生电极反应：2Cl--2e-=Cl↑ 2 3．（2021·重庆市第十一中学校高三二模）我国科学家研发了一种K-CO 二次电池，电池总 2 放电  反应为：4KSn＋3CO 2KCO＋C＋4Sn。下列说法错误的是 2充电 2 3 A．充电时，a电极为阴极B．充电时，电路中每转移1 mol e-，b电极质量减少12 g C．放电时，电子由a极经过外电路流向b极 D．放电时，a电极发生的电极反应为：KSn-e-＝K＋＋Sn 4．（2021·青海西宁市·高三二模）一种电池装置如图所示，它能溶解辉铜矿石(主要成分 是CuS)制得硫酸铜。下列说法正确的是 2 A．M极为正极 B．X交换膜为阳离子交换膜 SO2- C．M极上的电极反应式为CuS-10e-+4HO=2Cu2++8H++ 4 2 2 D．外电路上每通过2mol电子，左室溶液增重32g 5．（2021·青海高三三模）生物电化学系统还原CO 是另一种产生甲烷的方法，装置如图所 2 示，下列说法正确的是 A．电极A为阴极 B．此交换膜为阴离子交换膜 C．电极A中消耗1 mol CHCOO-时，产生8 mol H＋ 3 D．电极B电极反应式为：CO＋8H＋＋8e-=CH＋2HO 2 4 2 6．（2021·安徽高三一模）普通电解水制氢气和氧气的缺点是温度高，能耗大。铈—钒液 流电池在充电状态下产生的Ce4+和V2+离子可在低温催化条件下用于制备氢气和氧气，该装置 示意图如图。下列说法错误的是A．在催化剂作用下有利于降低分解水制氢的能耗 通电 B．铈—钒液流电池在充电状态下总反应为：Ce3++V3+ Ce4++V2+ C．工作时，H+通过质子交换膜由a往b移动 RuO D．制氧气的离子方程式为：4Ce4++4OH- 2 4Ce3++O↑+2HO 2 2 7．（2021·浙江高三其他模拟）利用如图所示装置可以除去尾气中的HS，其中电化学膜的 2 主要材料是碳和熔融的碳酸盐。下列说法错误的是 A．经过处理所得的净化气可以直接排放 B．a电极为阴极，发生还原反应 C．b电极通入N 的目的是将生成的S 从电极表面及时带出 2 2 D．由净化气中CO 含量明显增加可知，尾气处理过程中电化学膜有损耗，需定期更换 2 8．（2021·江西抚州市·临川一中）浓度差电池是指电池内物质变化仅是由一物质由高浓 度变成低浓度且过程伴随着吉布斯自由能转变成电能的一类电池。如图所示的浓度差电池示 意图，下列有关说法正确的是A．a极为原电池的负极 B．c为Cu2+交换膜 C．电流计为0时，两极的CuSO 浓度相等 4 D．转移1mol电子时，右池增重48g 9．（2021·安徽安庆一中高三三模）甲池是一种常见的氢氧燃料电池，如下图所示。一段 时间乙池内，D中进入10mol混合气体其中苯的物质的量分数为20%(杂质不参与反应)，C出 来的气体中含苯的物质的量分数为10%的混合气体(不含H，该条件下苯、环己烷都为气态)， 2 下列说法不正确的是 A．甲池中A处通入O，E处有O 放出，且体积一样(标况下测定) 2 2 B．甲池中H+由G极移向F极，乙池中H+由多孔惰性电极移向惰性电极 C．乙池中惰性电极上发生： +6H++6e-= D．导线中共传导12mol电子10．（2021·河南新乡市·新乡县一中高三其他模拟）某课外小组同学为探究氨氮废水的处 理方法，以0.005mol/L(NH)SO 溶液模拟氨氮废水，设计了以下实验 4 2 4 实验步骤 实验现象 一段时间后，检测阳极附近溶液 1.如图装置进行电解 中氨氮浓度并未显著变化 阳极产生使湿润有色布条褪色的 2.在氨氮废水中加入NaCl溶 气体，一段时间后，氨氮检测浓 液，进行电解 度明显降低 有关叙述正确的是 A．实验1由于氨氮浓度未显著变化，装置未发生电解反应 + B．实验2中的氨氮浓度降低是由于生成的氯气氧化了NH4 C．氨氮浓度降低时溶液酸性减弱 D．湿润有色布条褪色是由于Cl 的漂白性 2 11．（2021·安徽高三其他模拟）某科研小组设计了一种新型双微生物燃料电池装置，如图 所示。在a极将生活污水中的有机物(以CH O 为例)转化为CO，b极将酸性工业废水中的硝 6 12 6 2 酸盐转化为N。下列说法不正确的是 2 A．a电极反应式为：CH O-24e-+6HO=6CO↑+24H+ 6 12 6 2 2 B．若b极产生了4.48 L(已换算为标准状况)的气体，则穿过质子交换膜进入左室的H+数目 为2N A C．电池工作时，电流由b极经负载流向a极，再经两电解质溶液回到b极 D．若用该电池对铅蓄电池进行充电，b极接PbO 极 2 12．（2021·吉林长春市·东北师大附中高三其他模拟）近日，上海交通大学周保学教授等2- 人提出了一种如下图所示的光电催化体系，该体系利用双极膜既能将SO 转化为SO4 所释放 2 的化学能用于驱动阴极 HO 的高效生成，也可以实现烟气脱SO 则下列说法错误的是 2 2 2. A．阴极反应为：2H＋＋O＋2e-=HO 2 2 2 B．电解液中有 2 个离子交换膜，膜 b 为阳离子交换膜，膜 a 为阴离子交换膜 C．随着反应的进行，阳极区 pH 降低 2- D．每生成 1 mol SO4 ，伴随着 1 mol HO 的生成 2 2 13．（2021·阜新市第二高级中学高三其他模拟）科学家利用电化学装置实现了CH 和CO 的 4 2 耦合转化，原理如图。下列说法错误的是 A．电极A的电极反应式为：CO+2e-=CO+O2- 2 B．该装置工作时，固体电解质中O2-向电极A移动 C．若一定条件下生成的乙烯和乙烷的体积比为3：1，则消耗的CH 和CO 的体积比为8：7 4 2 D．电催化CO 被还原为CO可以改善温室效应，提供工业原料 2 14．（2021·黑龙江哈尔滨市·哈尔滨三中高三其他模拟）中国科学院大连化物所的研究团 队创新性提出锌碘单液流电池的概念，实现锌碘单液流中电解液的利用率近100%，其原理如 图所示。下列说法正确的是A．放电时A电极反应式为：Zn2++2e-=Zn B．放电时电解质储罐中离子总浓度减小 C．M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜 D．充电时A极增重65g，C区增加离子数为2N A 15．（2021·天津高三一模）微生物电化学产甲烷法是将电化学法和生物还原法有机结合， 装置如图所示(左侧CHCOO-转化为CO 和H+，右侧CO 和H+转化为CH)。有关说法正确的是 3 2 2 4 A．电源a为负极 B．该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景 C．外电路中每通过lmol e-与a相连的电极将产生2.8L CO 2 D．b电极的反应为：CO+8e-+8H+=CH+2HO 2 4 2 16．（2021·广西南宁市·南宁三中高三三模）2019年诺贝尔化学奖颁给在锂离子电池发展 方面作出突出贡献的三位科学家。下面是最近研发的Ca-LiFePO 可充电电池的工作示意图， 4锂离子导体膜只允许Li+通过，电池反应为：xCa2++ 2LiFePO       充  电    xCa + 2Li 4 放电 1- FePO+2xLi+下列说法错误的是 x 4 A．放电时，负极反应为： LiFePO-xe-=2Li FePO+xLi+ 4 1-x 4 B．充电时，Li FePO/LiFePO 电极发生Li+脱嵌，放电时发生Li+嵌入 1-x 4 C．充电时，当转移0.2 mol电子时，理论上左室中电解质的质量减轻2.6g D．LiPF-LiAsF 为非水电解质，其与LiSO 溶液的主要作用都是传递离子 6 6 2 4 17．（【一飞冲天】8.宝坻一中三模）我国化学工作者提出一种利用有机电极(PTO/HQ)和无 机电极(MnO/石墨毡)，在酸性环境中可充电的电池其放电时的工作原理如图所示： 2 下列说法错误的是 A．放电时，MnO/石墨毡为正极，发生还原反应 2 B．充电时，有机电极和外接电源的负极相连C．放电时，MnO/石墨毡电极的电极反应式为MnO+2e-+4H+=Mn2++2HO 2 2 2 D．充电时，有机电极的电极反应式为PTO+4e-+4HO=HQ+4OH- 2  18．（2021·广东佛山市·石门中学高三其他模拟）全钒液流电池的放电原理为VO2+V2+ +2H+=VO2++V3++HO，该电池续航能力强，充电时间短。用太阳能电池给全钒液流电池充电的装 2 置示意图如图所示。下列说法错误的是 A．太阳能电池放电时，化学能转化为电能 B．电极M上的电势低于电极N上的电势 C．交换膜可选用质子交换膜  D．全钒液流电池放电时，正极的电极反应式为VO2+2H++e-=VO2++HO 2 19．（2021·广东佛山市·石门中学高三其他模拟）研究HCOOH燃料电池性能的装置如图所 示，两电极区间用允许K+、H+通过的离子交换膜隔开，下列说法错误的是 A．该燃料电池的总反应方程式为：HCOOH+Fe3+=CO↑+HO 2 2 B．放电过程中，K+向右移动 C．放电过程中需要补充的物质A为HSO 2 4 HCO D．电池负极电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-= 3+HO 2 20．（2021·天津高三一模）近日，南开大学陈军院士团队以KSn合金为负极，以含羧基多 壁碳纳米管(MWCNTs—COOH)为正极催化剂构建了可充电K—CO 电池(如图所示)，电池反应为 24KSn+3CO 2     充 放 电 电   2K 2 CO 3 +C+4Sn，其中生成的K 2 CO 3 附着在正极上。该成果对改善环境和缓解 能源问题具有巨大潜力。下列说法正确的是 A．放电时，电子由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs—COOH B．电池每吸收22.4LCO，电路中转移4mole- 2 C．充电时，阳极电极反应式为：C-4e-+2KCO=3CO↑+4K+ 2 3 2 D．为了更好的吸收温室气体CO，可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质 2 21．（2021·天津高三一模）锌电池具有价格便宜、比能量大、可充电等优点。一种新型锌 电池的工作原理如图所示(凝胶中允许离子生成或迁移)。下列说法正确的是 SO2- A．放电过程中， 4 向a极迁移 B．充电过程中，b电极反应为：Zn2++2e-=Zn C．充电时，a电极与电源正极相连 D．放电过程中，转移0.4mole-时，a电极消耗0.4molH+ N H 22．（2021·辽宁高三其他模拟）某实验室设计了如图装置制备 2 4。双极膜是阴、阳复H O 合膜，层间的 2 解离成H和OH 并分别通过阴、阳膜定向移动。下列说法错误的是 Pt A． 为负极 ClO 2e 2H=Cl H O B．石墨电极反应式为 2 OH C．双极膜中产生的 移向Pt电极 11.2L NH 1mol H O D．每消耗 3时双极膜中消耗 2 23．（2021·四川德阳市·高三二模）锌铈液流二次电池，放电工作原理如图所示。下列说 法正确的是 A．充电时，b极发生还原反应 B．放电时，溶液中离子由b极向a电极方向移动 C．放电时，电池的总离子反应方程式为Zn+2Ce4+=Zn2++2Ce3+ D．充电时，当a极增重3.25g时，通过交换膜的离子为0.05mol 24．（2021·广东广州市·华南师大附中高三三模）中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨(C)和中间相炭微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液为含有KPF 的有机溶液，其充电示意图 n 6 如下。下列说法错误的是 A．固态KPF 为离子晶体 6 B．放电时MCMB电极为负极 C．充电时，若正极增重39g，则负极增重145g D．充电时，阳极发生反应为C+xPF－－xe-=C(PF) n 6 n 6 x 25．（2021·四川达州市·高三二模）磷酸铁锂锂离子电池是目前电动汽车动力电池的主要 材料，其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性。放电时的反应为：xFePO+(1-x)LiFePO+ 4 4 LiC= C+LiFePO。放电时工作原理如图所示。下列叙述正确的是 x 6 6 4 A．充电时，Li+通过隔膜向左移动 B．放电时，铜箔所在电极是负极 C．充电时，阳极反应式为：LiFePO+xe-=xFePO+(1-x)LiFePO+xLi+ 4 4 4 D．放电时电子由正极经导线、用电器、导线到负极26．（2021·四川广元市·高三三模）HCOOH燃料电池的装置如图所示，M、N表示电极，两 电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。下列说法正确的是  A．M电极反应式为：HCOO-+2OH--2e-=HCO3 +HO 2  B．在电池工作时，每生成1molHCO3 ，将会有1molK+通过半透膜移向右侧 C．图中所示需要补充的A物质为KOH D．电子的流动方向为：N→用电器→M 27．（2021·四川高三一模）近年来钾离子电池的研发受到广泛重视。一种“摇椅式”钾离 放电  子电池原理如图所示。电池反应为：K FePO+KC KFePO+8C，下列叙述错误的是 (1-x) 4 x 8充电 4 A．放电时，a极是正极 B．充电时，若x=1/3，则a极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=1：2C．充电时，b极反应式：xK++xe-+8C=KC x 8 D．放、充电时，图中箭头所示为K+的移动方向，形同“摇椅”  28．（2021·云南高三三模）某兴趣小组利用电化学原理降解酸性废水中的NO3 ，装置如图 所示。下列说法正确的是 A．Pt 电极可用Cu电极代替  B．负极反应式为： 2NO3 +10e- +12H+=N+6HO 2 2 C．溶液中电子通过质子交换膜由Ag电极向Pt电极移动 D．若外电路转移lmol电子，则膜两侧电解液质量共减少38.3g 二、多选题 AlPbO K SO 29．（2021·全国高三零模）科学家最近发明了一种 2电池，电解质为 2 4、 H 2 SO 4、 KOH ，通过 x 和 y 两种离子交换膜将电解质溶液隔开，形成 M 、 R 、 N 三个电 a b 解质溶液区域( )，结构示意图如图所示。下列说法不正确的是K x M A． 通过 膜移向 区 B．R 区域的电解质浓度逐渐减小 Al-3e 4OH=AlOH   C．放电时，Al电极反应为：  4  1.8g Al N 16.0g D．消耗 时， 区域电解质溶液减少 三、工业流程题 30．（2021·重庆市第十一中学校高三二模）锗属于稀有分散元素，一种以锗精矿(含GeO、 2 GeO、SiO、AsO)制备高纯二氧化锗的工艺流程如下： 2 2 3 下列数据是对应物质的熔点： 物质 GeO GeO SiO AsO 2 2 2 3 熔点/℃ 1115 710(升华) 1723 193(升华) (1)第32号元素锗的原子结构示意图________，根据锗在元素周期表中的位置写出单质锗的 一种用途________。 (2)“焙烧”前，粉碎锗精矿的目的是________。矿渣1的主要成分是________。 (3)“还原焙烧”中，含Ge氧化物在不同气氛中的挥发情况如图。800～1100℃之间，含Ge 氧化物在CO中的挥发率明显高于空气中的原因是________。(4)“碱浸氧化”后，GeO转化为锗酸盐，请写出反应的离子方程式________。 (5)“精馏水解”发生反应的化学方程式________。 (6)在氯化物熔盐中，电解SiO 和GeO 的混合物，可制得硅锗合金。反应原理如下： 2 2 电解 SiO＋GeO SiGe(合金)＋2O↑ 2 2 2 生成硅锗合金的电极为________(填“阳极”或“阴极”)，写出生成O 的电极反应式 2 ________。 31．（2021·北京高三其他模拟）金属镓(Ga)是合成半导体材料砷化镓(GaAs)的重要基础材 料，一种由砷化镓废料制备镓的工艺流程如图。 已知：i.Ga(OH) 与Al(OH) 性质相似 3 3 ii.NO 可以溶于浓HNO 中 2 3 (1)酸浸溶解： ①上述流程中能加快反应速率的措施有___。 ②将GaAs与浓HNO 反应的化学方程式补充完整：___。 3 GaAs+ HNO(浓)= Ga(NO)+ HAsO+ + HO 3 3 3 3 4 2 ③其他条件相同时，研究镓的浸出率随时间变化情况，实验结果如图。推测NO 能够催化GaAs与浓硝酸的反应，设计实验证实了推测。 2 实验方案：用N 不断将生成的NO 吹出，测镓的浸出率随时间变化情况。 2 2 预测该方案对应的镓的浸出率随时间变化情况___(在图中画出相应变化情况曲线)。 (2)除杂转化： ①上述工艺流程中浓氨水的作用是___。 ②Ga(OH) 沉淀与NaOH溶液反应的离子方程式为___。 3 (3)电解制镓：以Pt为电极材料，电解NaGaO 溶液制金属镓，阴极反应式为___。 2 32．（2021·四川凉山彝族自治州·高三二模）工业上以软锰矿(MnO)为原料制备高锰酸钾 2 (KMnO)的流程如下： 4 回答下列问题： (1)写出MnO、KOH与空气共熔发生反应的化学方程式_______。 2 (2)反应①中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_______。假设无其他副反应发生，该步 反应KMnO 的最大理论转化率为_______%(保留一位小数)。 2 4 (3)操作I为_______。 (4)已知有关物质在不同温度(单位：℃)下的溶解度(单位：g/100g水中)如下图：据图推断操作II最好采用____。反应①中若CO 通入过量造成的影响是____。 2 (5)上述流程中可以循环利用的物质有_______。 (6)由于直接歧化制备高锰酸钾的产率不高，且后续分离纯化步骤较多，目前工业上较多采 用电解KMnO 水溶液法制备，试写出该电解过程总反应的化学方程式_______。 2 4 33．（2021·广西南宁二中高三三模）氧化铈(CeO)是一种应用非常广泛稀土氧化物。现以 2 氟碳铈矿(含CeFCO、BaO、SiO 等)为原料制备氧化铈，其工艺流程如图所示： 3 2 2- 已知：①Ce3+易和SO4 形成复盐沉淀：Ce(SO)+NaSO+nHO=Ce(SO)·NaSO·nHO↓(复盐 2 4 3 2 4 2 2 4 3 2 4 2 沉淀)； ②硫脲：(分子式为SCNH)，具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCNH)； 2 4 2 3 2 ③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+； 回答下列问题： (1)焙烧时，为了提高焙烧效率，可采取的措施有_______(任写一条)。(2)滤渣A的主要成分是_______、_______。 (3)焙烧后加入稀硫酸浸出，Ce的浸出率和稀硫酸浓度、温度有关，其关系如图所示，应选 择的适宜的条件为_______(填序号) A. 65℃ 2.0mol/L B. 75℃ 2.0mol/L C. 85℃ 2.5mol/L D.100℃ 2.5mol/L 硫酸浓度过大时，浸出率降低的原因是_______。 (4)加入硫脲的目的是将Ce4+还原为Ce3+，反应的化学方程式为_______。 (5)步骤③加入盐酸后，通常还需加入HO，其主要目的为_______。 2 2 (6)步骤④的离子方程式为_______。 Ce 3 4 NO Ce4 (7)铈元素( )常见有 、 两种价态。 可以被含 的溶液吸收，生成含有Ce3+和 NO NO Ce4 2的吸收液。现采用电解法将上述吸收液中的 2转化为无毒物质，同时再生 ，其 原理如图所示。 Ce4 ① 从电解槽的_______(填字母代号)口流出。 ②写出阴极的电极反应式：_______。 34．（2021·四川高三三模）以磷酸钙为原料可制备缓冲试剂磷酸二氢钾(KHPO)，其工艺 2 4流程如图所示： 已知：①Ca(HPO) 能溶于水，CaHPO 和Ca(PO) 均难溶于水。 2 4 2 4 3 4 2 ②萃取原理：KCl+HPO KHPO+HCl，HCl易溶于有机萃取剂。 3 4 2 4 回答下列问题： (1)将磷酸钙粉碎的目的是_______，“操作II”的名称是_______。 (2)“酸浸”发生反应的化学方程式为_______。“酸浸”利用了浓硫酸的下列性质 _______(填标号)。 A．氧化性 b．还原性 c．强酸性 (3)水相中加入乙醇的作用是_______。 (4)副产品N作肥料可使作物枝繁叶茂，提高产量，则溶液M是_______(填名称)。 (5)用电渗析法从含KHPO 废水中提取KOH和HPO，装置如图所示。 2 4 3 4①b物质为_______。 ②阳极反应式为_______。 四、原理综合题 35．（2021·广东广州市·华南师大附中高三三模）(1)NH 合成技术的迅速发展解决了维持 3 过去100年人口增长所需食物摄入的紧迫性。科学家一直致力研究常温、常压下“人工固 氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N 在催化剂(掺有少量FeO 的 2 2 3 TiO)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH，进一步研究NH 生成量与温度的关系，部分 2 3 3 实验数据见下表(光照、N 压力1.0×105Pa、反应时间3h)： 2 T/K 303 313 323 353 NH 生成量/(10- 3 4.8 5.9 6.0 2.0 6mol) 相应的热化学方程式如下：2N(g)+6HO(1)    4NH(g)+3O(g) ΔH=+1530.4kJ·mol-1 2 2 3 2 ①实验中323K时，该反应的平均反应速率为v(N)=___________mol/h。 2 ②与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应 速率且增大NH 生成量的建议：___________。 3 ③353K比323K，NH 的生成量少的原因可能是___________。 3 ④设在恒压为P恒温为T的条件下，密闭容器中充入0.60molN 和1.80molH，高温高压合成 2 2 3 氨，平衡时NH 的物质的量分数为7 ，计算该条件下反应2NH(g)    N(g)+3H(g)的平衡 3 3 2 2 常数Kp___________。(以分压代替浓度表示，分压=总压×物质的量分数) = (2)NH 还是重要的化工原料，用于生产多种化工产品如NH 等 3 2 4 ①写出2种以NH 为原料制备的常见化工产品的化学式___________(除NH、铵盐外)。 3 2 4 ②NH 的电子式为___________，NH 的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K=1.0×10-6，则 2 4 2 4 1 0.01mol·L-1NH 水溶液的pH=___________(忽略NH 的二级电离和HO的电离)。 2 4 2 4 2 ③NH 是一种高能燃料，可用于燃料电池，原理如图，电池的负极反应式为___________。 2 4