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热点题型01 陌生化学（离子）方程式的书写
陌生情境下方程式书写一类试题是新高考的高频考点。该考点下试题的特点是：题干信息新颖，以考查学生接受、提取、处理新信息的能力以及根据新信息结合已有知识分析问题和解决问题的能力。
考查的核心素养有：①证据推理与模型认知：通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质，建立氧化还原反应书写的思维模型。②科学探究与创新意识：认识科学探究是进行科学解释和发现，创造和应用的科学实践活动；③变化观念与平衡思想：从元素建立物质转化，能从物质类别和元素价态两个角度理解物质间的转化，从氧化还原反应的角度，进行陌生情境下化学方程式的书写和配平。
近两年新高考真题：试题常与生产、生活实际相结合，以反应现象、物质性质、元素价态变化、氧化剂(还原剂)得失电子数目等信息呈现出来，要求以此判断产物，从而正确书写方程式。主要包含陌生氧化还原化学(离子)方程式的书写、陌生非氧化还原化学(离子)方程式的书写、陌生电极反应式的书写，主要出现在实验题和工业流程题、电化学应用和热化学反应等主观题中，主要以陌生氧化还原反应方程式书写为主。
一、六步法秒写陌生氧化还原反应
二、常见氧化剂、还原剂及产物预测
Ⅰ：常见氧化剂
1、卤素系列题干没有信息都生成（与一致）
2、金属含氧酸根/氧化物
3、氧化性酸
浓
越稀价越低
4、氧气、臭氧、过氧化物
Ⅱ：常见还原剂
1、
最终生成还是需要看题干信息，若为产物只能生成.
2、含、、物质
①
注意：称为连二亚硫酸根离子.
②
③
3、有机物
4、负价氮
注意：结构通过结构可得铵根离子结构稳定，不易氧化.
∵与都为正四面体结构稳定，不易被氧化.
Ⅲ:特例
三、各氧化反应和还原反应得失电子数目
①初中常见的化合价：
通常为价
②普通标法 遵循两个原则
原则1：对于无机化合物：与同时存在时，因为非金属性，标最后数.
原则2：对于某元素变价总数，则标那看那乘角标.
③零价法
产物
四、书写复杂氧化还原反应方程式的步骤及常见误区
（1）“读”取题目中的有效信息，找出发生氧化还原反应的物质或离子。
①常见强氧化性物质或离子：Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H＋)。
②常见强还原性物质或离子：Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)等。
（2）依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示，或给出的生成物)，写出主要反应物和生成物的化学式。
（3）根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应计量数。
（4）根据原子守恒和溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋、OH－或H2O的形式使方程式的两端的电荷守恒。
【误区1】误认为酸碱性不同对产物无影响。溶液的酸碱性不同产物也不同，如高锰酸钾的还原产物：
【误区2】忽视溶液的酸碱性条件。
①在酸性条件下，离子方程式中不能出现OH-；在碱性条件下，离子方程式中不能出现H+。
②酸性条件下多氧配H+，另一侧补水；碱性条件下多氧配水，另一侧补OH-。
（5）再依据质量守恒，写出规范的方程式。
（建议用时：40分钟）
考向01 工艺流程中陌生氧化还原方程式的书写
1．（2024·云南大理·联考）试运用离子反应和氧化还原反应的知识解决下列问题：
Ⅰ．经检测，某化工厂排出的废水，其中含有大量的、、、、、。回答下列问题：
(1)下列离子中，能大量存在于该废水中的是___________(填序号)。
A． B． C． D．
(2)取该废水于烧杯中，逐滴加入溶液至呈碱性过程中，原废水中存在的离子的数目会发生变化的是、 (用离子符号表示)。
(3)某化学社团小组成员欲除去废水样品中的和，最终得到中性溶液，设计的方案流程如图：
①试剂为 溶液，蓝色沉淀1为 (均填化学式)。
②试剂、依次为溶液和溶液，则白色沉淀2的化学式为 ，写出白色沉淀与稀盐酸反应的离子方程式： 。
Ⅱ．二氧化氯()在水处理等方面有广泛应用，常用下面的反应制备：
___________
(4)空白处的物质的化学式是 (该化学方程式已配平)，反应的还原剂是 。若反应中电子转移数为，则产生的气体标准状况下的体积为 。在下面的化学方程式上用双线桥标出电子转移的方向和数目：
2．（2024·山西·联考）铜转炉烟灰中含金属元素（主要为Cu、Zn、Pb、Fc的硫酸盐和氧化物以及），其中部分物质回收的工艺流程如图1所示。
已知：ⅰ．“浸出液①”中所含有的金属阳离子为、、和；
ⅱ、常温下，既不与硫酸反应也不与溶液反应。
回答下列问题：
(1)为提高浸出率，可采取的措施有 （任写一点）。
(2)若要配制500mL1.84mol·L-1硫酸，需用量筒量取18.4mol·L-1的浓硫酸 mL。
(3)“沉铜”时铜置换率与温度、浸取时间的关系如图2、3所示，则最佳的反应条件为 ，由图3曲线可知，随着时间的延长，浸出液①在1.0h以后，铜置换率逐渐降低，出现这种现象的原因可能是 。
(4)“除杂”中，加入ZnO调节溶液pH至5.2后，用溶液氧化，所得“滤渣”主要成分为、，则该氧化过程的离子方程式为 。
(5)“滤饼”的主要成分为和 （填化学式）。
(6)加热固体，固体质量保留百分数（固体质量保留百分数）与温度的关系如图4所示。145℃时所得固体的化学式为______（填字母）。
A． B． C．ZnO
3．（2024·河南·调研）火法炼铅烟尘的主要成分为二氧化硅、硫酸铅和铜、锌、镉、砷的氧化物，一种回收处理炼铅烟尘的工艺流程如图所示。
已知：i．CdSO4易溶于水，热稳定性好。
ii．，。
回答下列问题：
(1)基态As原子M能层的电子排布式为 。
(2)步骤①中浓硫酸可将As2O3氧化成H3AsO4，H2SO4被还原成SO2，反应的化学方程式为 。
(3)滤渣I的化学成分是 (填化学式)。
(4)反应相同时间，步骤①浓硫酸活化中酸、尘质量比和硫酸质量浓度对各元素浸出率的影响如下图所示，则最优的反应条件是：酸、尘质量比为 ，硫酸质量浓度为 。
(5)步骤③中饱和NaCl溶液的作用是 。
(6)步骤④的操作为冷却、稀释，这样操作的原因是 (从化学平衡移动角度分析)。
(7)步骤⑤中，当Cl-浓度为0.1 mol/L时，溶液为 。
4．（2025·四川·一模）钴的用途非常广泛，主要用于电动汽车、可再生能源和电子设备等行业。用某炼锌厂产生的钴渣(含Co、Pb、Cu、Cd、Fe、Mn等金属元素的化合物)为原料回收钴和。其工艺流程如下：
已知：常温下：饱和溶液中：；；
请回答下列问题：
(1)中S的化合价为 ；基态Co原子的价层电子排布图为 。
(2)滤渣2中主要成分的化学式为 。
(3)提高“酸浸”的浸出率可采用的措施有 (写2条)。
(4)“沉铁”步骤中加入的目的是 ；写出其反应的离子方程式 。
(5)“滤液5”中的钴以形式存在，则生成的化学方程式为 。
(6)若“滤液1”中，加入溶液时，为了防止产生CoS沉淀，应控制溶液的pH不超过 (已知：)。
考向02 实验探究中陌生氧化还原方程式的书写
1．（2024·四川·调研）亚氯酸钠(NaClO2)可用作漂白剂、脱色剂、消毒剂等。某课题小组利用如下装置制备亚氯酸钠。
已知：①浓度较高的ClO2易分解爆炸；
②ClO2极易溶于水并放出热量，但不与水反应，沸点11 ℃；
③已知NaClO2饱和溶液在不同温度时析出的晶体情况如下表：
温度 < 38 ℃ 38～60 ℃ >60 ℃
析出晶体 NaClO2 3H2O NaClO2 分解成NaClO3和NaCl
(1)装有NaClO3的仪器名称为 。
(2)A为ClO2发生装置，其中甲醇的作用是 ，反应过程中需持续通入二氧化碳，其目的是 。
(3)ClO2气体与装置B中混合溶液反应生成NaClO2，写出该反应的离子方程式 ，B装置采用冰水浴控制温度在60 ℃以下，其原因是：①减少H2O2分解；② 。
(4)若需从NaClO2溶液中获得NaClO2晶体，其过程对温度控制的要求较高。从下列选项中选出合理操作顺序(填字母序号)： →趁热过滤→ → 低于60 ℃真空干燥得成品。
a．55 ℃恒温减压蒸发结晶 b．加热蒸发结晶 c．50 ℃水洗涤 d．冰水洗涤
(5)测定获得固体中NaClO2的纯度(假设杂质不参与反应)：称取2.5 g样品，加入蒸馏水、过量的KI晶体和稀硫酸，发生反应ClO+ 4I- + 4H+ = 2H2O + 2I2 + Cl-，将所得溶液稀释成500 mL，然后取10.00 mL于锥形瓶中，加入淀粉溶液作指示剂，用0.1000 mol L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，测得平均消耗标准溶液的体积为20.00 mL。(已知：I2+2S2O=2I-+S4O)。
①滴定终点的现象是 ；
②所获得固体中NaClO2的纯度为 。
2．（2024·陕西·调研）含氯物质在生产生活中发挥着重要作用。
Ⅰ．氯气的制备
1774年，瑞典化学家舍勒将软锰矿(主要成分为)与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。1810年，戴维将该气体命名为chlorine(氯气)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制备的化学方程式为 。
(2)某同学拟用该原理制备并收集纯净的氯气，虚线框内应选用发生装置 (填“甲”“乙”或“丙”)。试剂X是 。NaOH溶液的作用是 。
(3)用下列两种方法制取氯气：①用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应②用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应，则所得氯气___________。
A．②比①多 B．①比②多 C．一样多 D．无法比较
Ⅱ．探究氯水的性质
1785年，法国化学家贝托莱发现氯气的水溶液具有漂白性，露置在日光下会失去漂白能力，同时产生氧气，因此他推断氯气是一种含氧化合物。
(4)验证氯水中HClO光照分解的产物。将氯水转移至三颈烧瓶内，将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈烧瓶中(如图)，用强光照射氯水，进行实验并采集数据，获得相关变化曲线。
若能够证明氯水中HClO在光照下发生了分解反应，则下图中纵坐标可以表示的物理量是 (填字母)。注：酸性溶液中，越大，pH越小，溶液酸性越强。
a．氯水的pH b．氢离子的浓度 c．氯离子的浓度
d．氧气的体积分数 e．溶液的颜色
据此数据可知，HClO在光照下发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ．知识拓展：
(5)已知氯气和溶液在一定温度下能同时发生反应：，。某温度下，将氯气通入溶液中，反应得到和的混合溶液，该反应中，氧化反应的产物为和 (填化学式)，经测定与的个数比为2：3，则氯气与氢氧化钙反应时，被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为 。
3．（2024·河北·联考）某化学教师设计如图所示一体化装置制备并探究其与金属的反应，请回答下列问题：
(1)实验开始时，打开止水夹a、c，往装有固体的小试剂瓶中缓慢注入浓盐酸制备，请配平离子方程式： 。
_________________________________=_________________________________
该反应中，浓盐酸表现出的性质为 。浸有饱和食盐水的脱脂棉的作用是 。试剂Y的作用是吸收尾气，试剂Y为 。
(2)当观察到大试剂瓶内充满黄绿色气体时，停止注入浓盐酸，关闭止水夹c，闭合开关K接通电源。请写出铁丝变红热后与氯气发生反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目： 。当大试剂瓶内黄绿色消失后，断开开关K，冷却至室温后打开止水夹b，可能观察到的现象：试管中的蒸馏水进入大试剂瓶， 。
(3)若将铁丝替换成铜丝，重复(2)中实验操作，实验过程中能观察到产生棕黄色的烟，打开止水夹b，观察到有蓝色液体形成，快速判断该液体是否是胶体的操作及现象是 。
4．（2024·宁夏银川·调研）I．实验室常用软锰矿(主要成分是MnO2)和浓盐酸混合加热制备氯气，除此之外下列方法也可制备氯气：
(1)KClO3+6HCl(浓)= KCl+3Cl2↑+3H2O，请用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目 。
(2)K2Cr2O7 +14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O该反应中氧化剂与还原剂个数之比为 ，表现还原性的HCl和表现酸性的HCl的个数比为 。
(3)若实验室MnO2用完了，我们可以用高锰酸钾替代制取氯气，请写出该反应的化学方程式 。
Ⅱ．“84消毒液”与硫酸溶液反应制取氯气的反应方程式为。为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。
请回答：
(4)在该实验中，制取氯气的装置是 (填字母)。
(5)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是 ，请提出合理的改进方法 。
(6)D中现象是 。
(7)写出F中氯气被氢氧化钠溶液吸收的离子方程式 。
考向03 陌生情境下电极反应式的书写
1．（2024·山西大同·模拟预测）氢氧燃料电池在航天领域有重要应用。某氢氧燃料电池结构如图所示，反应生成的水可作为航天员的饮用水。下列说法错误的是
A．X极为燃料电池的负极，该极通入的气体是
B．Y电极上的电极反应式为
C．每消耗11.2L（标准状况），有0.5mol 移向X极
D．燃料电池的能量转化率不可能达到100%
2．（2025·河南·模拟预测）我国科学家设计了一种水系可充电电池，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A．充电时，电极b为阳极
B．充电时，阳极附近溶液的pH增大
C．放电时，负极的电极反应：
D．放电时，溶液中向电极b方向迁移
3．（2024·全国·调研）氨是一种重要的化工原料，电化学合成氨在工业上起着相当重要的作用。
(1)电解法合成氨反应装置如图所示：

①b极为 (填“阴”或“阳”)极，a极的电极反应式为 。
②电解装置中质子交换膜的作用为 。
③若极产生的在一定条件下的体积为极中通入相同条件下的总体积为，则的转化率为 (保留两位有效数字)。
(2)近几年科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图：

该电池负极是电极 (填“a”或“b”)，正极反应式为 ；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是 (任写一条)。
(3)科学家在以悬浮的纳米作催化剂，和为原料直接常压电化学合成氨方面取得了突破性进展。其工作原理如图所示：

①电极处发生的总反应为。已知该反应分为两步，其中第二步的反应为，则第一步反应为 。
②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为 。
4．（2024·山东德州·联考）回答下列问题：
(1)我国某科研团队设计了一种电解装置，将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO，原理如图1所示：
通入CO2气体的一极为 (填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极”)，写出该极的电极反应式： 。
(2)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如图2所示。已知酸性溶液中钒以VO(黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中，电池的正极反应式为 ，右侧储液罐中溶液颜色变化为 。
(3)如果用全钒液流电池作为图1电解装置的电源，则催化电极b应与该电池的 极(填“X’或“Y’)相连；若电解时电路中转移0.4mol电子，则理论上生成NaClO的质量为 g；电池左储液罐溶液中n(H+)的变化量为 。
1．（2024·河南洛阳·一模）短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中。请回答：
(1)X氢化物的电子式是 。
(2)X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时，溶液呈 (填“酸”、“碱”或“中”)性，用离子方程式表示其原因是 。
(3)Y—AgO电池是应用广泛的鱼雷电池，其原理如图所示。该电池的负极反应式是 。
(4)Z和W比较，非金属性较弱的是 (填元素符号)，下列不能验证这一结论的是 (填序号)。
a.元素在地壳中的含量
b.最高价氧化物对应水化物的酸性
c.断开氢化物中1 mol H—Z或H—W键所需的能量
d.Z与W以共价键形成化合物时，Z或W显示的电性
2．（2024·山西运城·三模）以钒钼铅矿(主要成分为)、，还含有少量)为原料分离钒和钼的工艺流程如下：
已知：①随溶液pH变化，钒以、等形式存在；②。
回答下列问题：
(1)钒原子核外电子排布式 。
(2)“球磨破碎”的目的是 。
(3)“浸出”后，钒主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式： 。
(4)“净化渣”的主要成分除外，还有 (填化学式)。
(5)“浸出”操作中，加入要适量，从保护环境的角度分析其原因： 。
(6)煅烧过程中发生反应的化学方程式为 。
(7)向10 mL 0.2 mol L的滤液中加入等体积的溶液，欲使沉淀完全，则溶液的最小浓度为 mol L(忽略混合过程中溶液的体积变化，当溶液中某离子的浓度mol L时，认为该离子沉淀完全)。
3．（2024·河南·三模）广泛用于生产、生活等方面。以含钴废液(主要含，还含少量、、、等)为原料制备的工艺流程如图所示：
已知：常温下，，，，。
回答下列问题：
(1)“电解”中阴极反应式为 。
(2)若还原产物为，则生成至少需要 。
(3)“除铜”时还原剂为 (填化学式，下同)；已知“除铜”后滤液中，，在“除钙镁”中，先生成的沉淀是 。
(4)“沉钴”时分离操作要快，否则在潮湿空气中易被氧化成。写出在潮湿空气中发生反应的化学方程式： ；操作在气氛中完成，的作用是 。
(5)的水合物在加热逐步失去结晶水的过程中会呈现不同的颜色：。
根据其性质设计的一种用途： 。
(6)测定样品中结晶水。准确称取样品溶于水配制成溶液，准确量取所配溶液于锥形瓶中，滴滴溶液作指示剂，用的标准溶液滴定至终点，消耗滴定液。
①x= 。
②如果滴加溶液过多或过少，测定结果会产生 (填“系统误差”或“随机误差”)。
1
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陌生情境下方程式书写一类试题是新高考的高频考点。该考点下试题的特点是：题干信息新颖，以考查学生接受、提取、处理新信息的能力以及根据新信息结合已有知识分析问题和解决问题的能力。
考查的核心素养有：①证据推理与模型认知：通过分析、推理等方法认识氧化还原反应的特征和实质，建立氧化还原反应书写的思维模型。②科学探究与创新意识：认识科学探究是进行科学解释和发现，创造和应用的科学实践活动；③变化观念与平衡思想：从元素建立物质转化，能从物质类别和元素价态两个角度理解物质间的转化，从氧化还原反应的角度，进行陌生情境下化学方程式的书写和配平。
近两年新高考真题：试题常与生产、生活实际相结合，以反应现象、物质性质、元素价态变化、氧化剂(还原剂)得失电子数目等信息呈现出来，要求以此判断产物，从而正确书写方程式。主要包含陌生氧化还原化学(离子)方程式的书写、陌生非氧化还原化学(离子)方程式的书写、陌生电极反应式的书写，主要出现在实验题和工业流程题、电化学应用和热化学反应等主观题中，主要以陌生氧化还原反应方程式书写为主。
一、六步法秒写陌生氧化还原反应
二、常见氧化剂、还原剂及产物预测
Ⅰ：常见氧化剂
1、卤素系列题干没有信息都生成（与一致）
2、金属含氧酸根/氧化物
3、氧化性酸
浓
越稀价越低
4、氧气、臭氧、过氧化物
Ⅱ：常见还原剂
1、
最终生成还是需要看题干信息，若为产物只能生成.
2、含、、物质
①
注意：称为连二亚硫酸根离子.
②
③
3、有机物
4、负价氮
注意：结构通过结构可得铵根离子结构稳定，不易氧化.
∵与都为正四面体结构稳定，不易被氧化.
Ⅲ:特例
三、各氧化反应和还原反应得失电子数目
①初中常见的化合价：
通常为价
②普通标法 遵循两个原则
原则1：对于无机化合物：与同时存在时，因为非金属性，标最后数.
原则2：对于某元素变价总数，则标那看那乘角标.
③零价法
产物
四、书写复杂氧化还原反应方程式的步骤及常见误区
（1）“读”取题目中的有效信息，找出发生氧化还原反应的物质或离子。
①常见强氧化性物质或离子：Na2O2、Fe3＋、NO2、HNO3(浓)、HNO3(稀)、O2、O3、H2O2、H2SO4(浓)、Cl2、Br2、HClO、NaClO、Ca(ClO)2、KMnO4(H＋)。
②常见强还原性物质或离子：Fe2＋、Fe(OH)2、SO2(H2SO3、Na2SO3、NaHSO3、SO)、H2S(Na2S、NaHS、S2－)、HI(NaI、I－)等。
（2）依据掌握的氧化还原反应规律合理地预测产物(这里要重视题目中的信息提示，或给出的生成物)，写出主要反应物和生成物的化学式。
（3）根据氧化还原反应的守恒规律确定氧化剂、还原剂、还原产物、氧化产物的相应计量数。
（4）根据原子守恒和溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋、OH－或H2O的形式使方程式的两端的电荷守恒。
【误区1】误认为酸碱性不同对产物无影响。溶液的酸碱性不同产物也不同，如高锰酸钾的还原产物：
【误区2】忽视溶液的酸碱性条件。
①在酸性条件下，离子方程式中不能出现OH-；在碱性条件下，离子方程式中不能出现H+。
②酸性条件下多氧配H+，另一侧补水；碱性条件下多氧配水，另一侧补OH-。
（5）再依据质量守恒，写出规范的方程式。
（建议用时：40分钟）
考向01 工艺流程中陌生氧化还原方程式的书写
1．（2024·云南大理·联考）试运用离子反应和氧化还原反应的知识解决下列问题：
Ⅰ．经检测，某化工厂排出的废水，其中含有大量的、、、、、。回答下列问题：
(1)下列离子中，能大量存在于该废水中的是___________(填序号)。
A． B． C． D．
(2)取该废水于烧杯中，逐滴加入溶液至呈碱性过程中，原废水中存在的离子的数目会发生变化的是、 (用离子符号表示)。
(3)某化学社团小组成员欲除去废水样品中的和，最终得到中性溶液，设计的方案流程如图：
①试剂为 溶液，蓝色沉淀1为 (均填化学式)。
②试剂、依次为溶液和溶液，则白色沉淀2的化学式为 ，写出白色沉淀与稀盐酸反应的离子方程式： 。
Ⅱ．二氧化氯()在水处理等方面有广泛应用，常用下面的反应制备：
___________
(4)空白处的物质的化学式是 (该化学方程式已配平)，反应的还原剂是 。若反应中电子转移数为，则产生的气体标准状况下的体积为 。在下面的化学方程式上用双线桥标出电子转移的方向和数目：
【答案】(1)B
(2)、
(3) 和
(4)
【详解】（1）银离子和氯离子生成氯化银沉淀，氢氧根离子和铜离子生成氢氧化铜沉淀、和氢离子生成水，碳酸氢根离子和氢离子生成水和二氧化碳，镁离子和、、、、、均不反应，能共存；故选B；
（2）逐滴加入溶液至呈碱性过程中，氢氧根离子和氢离子生成水，和铜离子生成氢氧化铜沉淀，则溶液中钠离子、氢氧根离子数目增大，而氢离子、铜离子数目减小，故原废水中存在的离子的数目会发生变化的是、、；
（3）①由分析可知，试剂为氢氧化钠溶液，蓝色沉淀1为氢氧化铜，蓝色沉淀的化学式为；
②由分析可知，试剂、依次为溶液和溶液，则白色沉淀2的化学式为和；白色沉淀中硫酸钡和稀盐酸不反应，碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化钡和水、二氧化碳，离子方程式；
（4）根据质量守恒，反应方程式中空白处的物质的化学式为，反应中过氧化氢中氧的化合价升高，所以是还原剂，由反应可知，生成的气体转移电子的数目为，所以若反应中电子转移数为，生成气体标准状况下的体积为；反应过程中元素的化合价由价降低为价，中元素的化合价由价升高为0价，根据得失电子守恒转移2个电子，则双线桥为。
2．（2024·山西·联考）铜转炉烟灰中含金属元素（主要为Cu、Zn、Pb、Fc的硫酸盐和氧化物以及），其中部分物质回收的工艺流程如图1所示。
已知：ⅰ．“浸出液①”中所含有的金属阳离子为、、和；
ⅱ、常温下，既不与硫酸反应也不与溶液反应。
回答下列问题：
(1)为提高浸出率，可采取的措施有 （任写一点）。
(2)若要配制500mL1.84mol·L-1硫酸，需用量筒量取18.4mol·L-1的浓硫酸 mL。
(3)“沉铜”时铜置换率与温度、浸取时间的关系如图2、3所示，则最佳的反应条件为 ，由图3曲线可知，随着时间的延长，浸出液①在1.0h以后，铜置换率逐渐降低，出现这种现象的原因可能是 。
(4)“除杂”中，加入ZnO调节溶液pH至5.2后，用溶液氧化，所得“滤渣”主要成分为、，则该氧化过程的离子方程式为 。
(5)“滤饼”的主要成分为和 （填化学式）。
(6)加热固体，固体质量保留百分数（固体质量保留百分数）与温度的关系如图4所示。145℃时所得固体的化学式为______（填字母）。
A． B． C．ZnO
【答案】(1)延长浸取时间或适当升温、搅拌等
(2)50.0
(3) 温度40℃、浸取时间1.0h 随着时间的延长，部分被氧化为，将部分Cu氧化为(4)(5)(6)B
【详解】（1）延长浸取时间或适当升温、搅拌等可以提高浸出率；
故答案为：延长浸取时间或适当升温、搅拌等；
（2），，V(浓)=50.0mL；
故答案为：50.0mL；
（3）根据图2可知，适宜温度40℃、根据图3可知，最佳浸取时间1.0h；随着时间的延长，部分Fe2+被氧化为，将部分Cu氧化为Cu2+，浸出液①在1.0h以后，铜置换率逐渐降低；
故答案为：温度40℃、浸取时间1.0h；随着时间的延长，部分Fe2+被氧化为，将部分Cu氧化为Cu2+；
（4）该氧化过程KMnO4将Fe2+氧化成Fe(OH)3，同时本身被还原为MnO2，根据氧化还原反应原理可得离子方程式为；
故答案为：；
（5）“转化”后，PbSO4沉淀转化为PbCO3，滤饼的主要成分是SiO2和PbCO3；
故答案为： PbCO3；
（6）假设为1mol，质量为287g，的质量为161g，结晶体在145℃固体为质量为，则x=1，固体化学式为；
故答案为：B。
3．（2024·河南·调研）火法炼铅烟尘的主要成分为二氧化硅、硫酸铅和铜、锌、镉、砷的氧化物，一种回收处理炼铅烟尘的工艺流程如图所示。
已知：i．CdSO4易溶于水，热稳定性好。
ii．，。
回答下列问题：
(1)基态As原子M能层的电子排布式为 。
(2)步骤①中浓硫酸可将As2O3氧化成H3AsO4，H2SO4被还原成SO2，反应的化学方程式为 。
(3)滤渣I的化学成分是 (填化学式)。
(4)反应相同时间，步骤①浓硫酸活化中酸、尘质量比和硫酸质量浓度对各元素浸出率的影响如下图所示，则最优的反应条件是：酸、尘质量比为 ，硫酸质量浓度为 。
(5)步骤③中饱和NaCl溶液的作用是 。
(6)步骤④的操作为冷却、稀释，这样操作的原因是 (从化学平衡移动角度分析)。
(7)步骤⑤中，当Cl-浓度为0.1 mol/L时，溶液为 。
【答案】(1)3s23p63d10
(2)As2O3+2H2SO4(浓)+H2O2H3AsO4+2SO2↑
(3)SiO2、PbSO4
(4) 1.1/1 60 g/L
(5)增大Cl-浓度，使PbSO4转化成[PbCl4]2-，与不溶杂质分离
(6)溶液中存在化学平衡：[PbCl4]2-(aq)PbCl2(s)+2Cl-(aq)△H＜0，冷却、稀释，使平衡正向移动，有利于生成更多的PbCl2(s)
(7)×106 (或1.3×104)
【详解】（1）As是33号元素，根据构造原理，可知基态As原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p3，则基态As原子M能层的电子排布式为3s23p63d10；
（2）步骤①中浓硫酸可将As2O3氧化成H3AsO4，浓H2SO4被还原成SO2，根据电子守恒、原子守恒，可知该反应的化学方程式为：As2O3+2H2SO4(浓)+H2O2H3AsO4+2SO2↑；
（3）根据上述分析可知滤渣Ⅰ中含有SiO2、PbSO4；
（4）根据图示可知：在酸、尘质量比为1.1/1，硫酸质量浓度为60 g/L时，各种金属的浸出率几乎都达到最大值，故最优的反应条件是：酸、尘质量比为1.1/1；硫酸质量浓度为60 g/L；
（5）滤渣Ⅰ中含有SiO2、PbSO4，向其中加入浓盐酸和饱和NaCl溶液，并加热，能够使难溶于水的PbSO4转化成[PbCl4]2-。其中饱和NaCl溶液的作用是增大Cl-浓度，使PbSO4转化成[PbCl4]2-，从而与不溶性杂质SiO2分离开来；
（6）[PbCl4]2-在溶液中存在可逆反应[PbCl4]2-(aq)PbCl2(s)+2Cl-(aq)△H＜0，该反应的正反应是体系混乱程度增大的放热反应，步骤④的操作为冷却、稀释，可以使该化学平衡正向移动，这样有利于生成更多的PbCl2(s)；
（7）在步骤⑤中，当Cl-的浓度为0.1 mol/L时，溶液中c(Pb2+)=mol/L=2.0×10-3 mol/L，则根据PbSO4的溶度积常数Ksp(PbSO4)=c(Pb2+)·c()=1.5×10-8，则c()=mol/L=7.5×10-6 mol/L，则溶液中=×106≈1.3×104。
4．（2025·四川·一模）钴的用途非常广泛，主要用于电动汽车、可再生能源和电子设备等行业。用某炼锌厂产生的钴渣(含Co、Pb、Cu、Cd、Fe、Mn等金属元素的化合物)为原料回收钴和。其工艺流程如下：
已知：常温下：饱和溶液中：；；
请回答下列问题：
(1)中S的化合价为 ；基态Co原子的价层电子排布图为 。
(2)滤渣2中主要成分的化学式为 。
(3)提高“酸浸”的浸出率可采用的措施有 (写2条)。
(4)“沉铁”步骤中加入的目的是 ；写出其反应的离子方程式 。
(5)“滤液5”中的钴以形式存在，则生成的化学方程式为 。
(6)若“滤液1”中，加入溶液时，为了防止产生CoS沉淀，应控制溶液的pH不超过 (已知：)。
【答案】(1) +6
(2)CuS
(3)钴渣粉碎、适当增加硫酸的浓度
(4) 将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续调节溶液的pH除去铁元素
(5)2CoSO4+Na2S2O8+6H2O=2Co(OH)3+Na2SO4+3H2SO4
(6)1.2
【详解】（1）中S的化合价为+6价；基态Co原子的价层电子排布图为；
（2）由以上分析可知滤渣2中主要成分为：CuS；
（3）提高“酸浸”的浸出率可采用的措施有将钴渣粉碎、适当增加硫酸的浓度、适当升高温度等；
（4）“沉铁”步骤中加入的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，便于后续调节溶液的pH除去铁元素；其反应的离子方程式：；
（5）“滤液5”中的钴以形式存在，则生成的化学方程式为：2CoSO4+Na2S2O8+6H2O=2Co(OH)3+Na2SO4+3H2SO4；
（6）加入溶液时，为了防止产生CoS沉淀，则c(S2-)最大=，，，pH=-lg=1.2。
考向02 实验探究中陌生氧化还原方程式的书写
1．（2024·四川·调研）亚氯酸钠(NaClO2)可用作漂白剂、脱色剂、消毒剂等。某课题小组利用如下装置制备亚氯酸钠。
已知：①浓度较高的ClO2易分解爆炸；
②ClO2极易溶于水并放出热量，但不与水反应，沸点11 ℃；
③已知NaClO2饱和溶液在不同温度时析出的晶体情况如下表：
温度 < 38 ℃ 38～60 ℃ >60 ℃
析出晶体 NaClO2 3H2O NaClO2 分解成NaClO3和NaCl
(1)装有NaClO3的仪器名称为 。
(2)A为ClO2发生装置，其中甲醇的作用是 ，反应过程中需持续通入二氧化碳，其目的是 。
(3)ClO2气体与装置B中混合溶液反应生成NaClO2，写出该反应的离子方程式 ，B装置采用冰水浴控制温度在60 ℃以下，其原因是：①减少H2O2分解；② 。
(4)若需从NaClO2溶液中获得NaClO2晶体，其过程对温度控制的要求较高。从下列选项中选出合理操作顺序(填字母序号)： →趁热过滤→ → 低于60 ℃真空干燥得成品。
a．55 ℃恒温减压蒸发结晶 b．加热蒸发结晶 c．50 ℃水洗涤 d．冰水洗涤
(5)测定获得固体中NaClO2的纯度(假设杂质不参与反应)：称取2.5 g样品，加入蒸馏水、过量的KI晶体和稀硫酸，发生反应ClO+ 4I- + 4H+ = 2H2O + 2I2 + Cl-，将所得溶液稀释成500 mL，然后取10.00 mL于锥形瓶中，加入淀粉溶液作指示剂，用0.1000 mol L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，测得平均消耗标准溶液的体积为20.00 mL。(已知：I2+2S2O=2I-+S4O)。
①滴定终点的现象是 ；
②所获得固体中NaClO2的纯度为 。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2) 将还原为ClO2。 ClO2浓度较高时易发生爆炸，所以通入CO2的主要目的有两个，一是可以起到搅拌作用，二是降低ClO2的浓度，防止爆炸；
(3) 防止NaClO2分解生成NaClO3和NaCl；
(4) a c
(5) 溶液由蓝色变无色，保持30s不变色； 90.5%
【详解】（1）装有的仪器名称为三颈烧瓶；
（2）A为ClO2发生装置，其中甲醇的作用是作还原剂，将还原为ClO2。反应过程中需持续通入二氧化碳，其目的是ClO2浓度较高时易发生爆炸，所以通入CO2的主要目的有两个，一是可以起到搅拌作用，二是降低ClO2的浓度，防止爆炸；
（3）ClO2气体与装置B中混合溶液反应生成NaClO2，该反应的离子方程式为：；B装置采用冰水浴控制温度在60 ℃以下，其原因是：①减少H2O2分解；②防止NaClO2分解生成NaClO3和NaCl；
（4）根据信息温度高于38℃时析出的晶体是NaClO2，在温度高于60℃时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl可知，从NaClO2溶液中获得NaClO2晶体，合理操作顺序55 ℃恒温减压蒸发结晶→趁热过滤→50 ℃水洗涤→ 低于60 ℃真空干燥得成品。故答案为：a；c；
（5）NaClO2样品和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸发生的反应为：，加淀粉溶液显蓝色，Na2S2O3标准液滴定，与碘单质反应：，蓝色褪去时滴定完成，故达到滴定终点时的现象为：溶液由蓝色变无色，且30秒内不褪色；有关系式：NaClO2～2I2～4Na2S2O3，测得平均消耗标准溶液的体积为21.00mL，所称取的样品中NaClO2的质量分数为，故答案为：溶液由蓝色变无色，保持30s不变色；90.5%。
2．（2024·陕西·调研）含氯物质在生产生活中发挥着重要作用。
Ⅰ．氯气的制备
1774年，瑞典化学家舍勒将软锰矿(主要成分为)与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、有刺激性气味的气体。1810年，戴维将该气体命名为chlorine(氯气)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制备的化学方程式为 。
(2)某同学拟用该原理制备并收集纯净的氯气，虚线框内应选用发生装置 (填“甲”“乙”或“丙”)。试剂X是 。NaOH溶液的作用是 。
(3)用下列两种方法制取氯气：①用含氯化氢146g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应②用87g二氧化锰与足量的浓盐酸反应，则所得氯气___________。
A．②比①多 B．①比②多 C．一样多 D．无法比较
Ⅱ．探究氯水的性质
1785年，法国化学家贝托莱发现氯气的水溶液具有漂白性，露置在日光下会失去漂白能力，同时产生氧气，因此他推断氯气是一种含氧化合物。
(4)验证氯水中HClO光照分解的产物。将氯水转移至三颈烧瓶内，将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入三颈烧瓶中(如图)，用强光照射氯水，进行实验并采集数据，获得相关变化曲线。
若能够证明氯水中HClO在光照下发生了分解反应，则下图中纵坐标可以表示的物理量是 (填字母)。注：酸性溶液中，越大，pH越小，溶液酸性越强。
a．氯水的pH b．氢离子的浓度 c．氯离子的浓度
d．氧气的体积分数 e．溶液的颜色
据此数据可知，HClO在光照下发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ．知识拓展：
(5)已知氯气和溶液在一定温度下能同时发生反应：，。某温度下，将氯气通入溶液中，反应得到和的混合溶液，该反应中，氧化反应的产物为和 (填化学式)，经测定与的个数比为2：3，则氯气与氢氧化钙反应时，被还原的氯原子和被氧化的氯原子的个数比为 。
【答案】(1)
(2) 丙 饱和食盐水 吸收氯气，防止污染空气
(3)A
(4) bcd
(5) 17∶5
【详解】（1）浓盐酸与二氧化锰制备氯气的化学方程式为；
（2）浓盐酸与二氧化锰制备氯气时需要加热，故选丙装置；试剂X为饱和食盐水，用来除去HCl气体；NaOH溶液的作用是：吸收氯气，防止污染空气；
（3）浓盐酸与二氧化锰反应时，①用含氯化氢146g（4mol）的浓盐酸与足量的二氧化锰反应，浓盐酸浓度变稀后不再反应，制备氯气的物质的量<1mol；②用87g二氧化锰(1mol)与足量的浓盐酸反应，得氯气1mol，故②比①多，选A；
（4）氯水中存在：，次氯酸在光照下分解：，由图可知，随着时间的变化，曲线呈上升趋势，故氢离子、氯离子浓度增大，pH值减小，氧气体积分数增大，氯气浓度降低，溶液颜色变浅，故选bcd；
（5）和是Cl元素化合价升高得到的氧化产物，故该反应中，氧化反应的产物为和；经测定与的个数比为2∶3，则氯元素化合价升高的总数为：，根据得失电子守恒，则需要17个氯原子由0价的到的-1价，则氯气与氢氧化钙反应时，被还原的氯原子（化合价降低）和被氧化的氯原子（化合价升高）的个数比为17∶5。
3．（2024·河北·联考）某化学教师设计如图所示一体化装置制备并探究其与金属的反应，请回答下列问题：
(1)实验开始时，打开止水夹a、c，往装有固体的小试剂瓶中缓慢注入浓盐酸制备，请配平离子方程式： 。
_________________________________=_________________________________
该反应中，浓盐酸表现出的性质为 。浸有饱和食盐水的脱脂棉的作用是 。试剂Y的作用是吸收尾气，试剂Y为 。
(2)当观察到大试剂瓶内充满黄绿色气体时，停止注入浓盐酸，关闭止水夹c，闭合开关K接通电源。请写出铁丝变红热后与氯气发生反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目： 。当大试剂瓶内黄绿色消失后，断开开关K，冷却至室温后打开止水夹b，可能观察到的现象：试管中的蒸馏水进入大试剂瓶， 。
(3)若将铁丝替换成铜丝，重复(2)中实验操作，实验过程中能观察到产生棕黄色的烟，打开止水夹b，观察到有蓝色液体形成，快速判断该液体是否是胶体的操作及现象是 。
【答案】(1) 酸性和还原性 除去中的 溶液
(2) 大试剂瓶内有棕黄色溶液形成
(3)用激光笔照射蓝色液体，若出现一条光亮的“通路”，则证明该液体是胶体，反之则不是
【详解】（1）根据分析，制备氯气的离子方程式为：；该反应中，浓盐酸中部分Cl元素化合价升高，部分未发生变化，表现出的性质为：酸性和还原性；浸有饱和食盐水的脱脂棉的作用是：除去中的；试剂Y为：溶液；
（2）铁丝与氯气反应得到氯化铁，双线桥表示电子转移的方向和数目为：，当大试剂瓶内黄绿色消失后，断开开关K，冷却至室温后打开止水夹b，大试剂瓶中气压减小，蒸馏水倒吸到大试剂瓶中，氯化铁溶于水得到棕黄色溶液，故可能观察到的现象：试管中的蒸馏水进入大试剂瓶，大试剂瓶内有棕黄色溶液形成；
（3）若将铁丝替换成铜丝，重复(2)中实验操作，实验过程中能观察到产生棕黄色的烟，生成CuCl2固体，打开止水夹b，观察到有蓝色CuCl2溶液形成，快速判断该液体是否是胶体的操作及现象是：用激光笔照射蓝色液体，若出现一条光亮的“通路”，则证明该液体是胶体，反之则不是。
4．（2024·宁夏银川·调研）I．实验室常用软锰矿(主要成分是MnO2)和浓盐酸混合加热制备氯气，除此之外下列方法也可制备氯气：
(1)KClO3+6HCl(浓)= KCl+3Cl2↑+3H2O，请用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目 。
(2)K2Cr2O7 +14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O该反应中氧化剂与还原剂个数之比为 ，表现还原性的HCl和表现酸性的HCl的个数比为 。
(3)若实验室MnO2用完了，我们可以用高锰酸钾替代制取氯气，请写出该反应的化学方程式 。
Ⅱ．“84消毒液”与硫酸溶液反应制取氯气的反应方程式为。为探究氯气的性质，某同学设计了如下所示的实验装置。
请回答：
(4)在该实验中，制取氯气的装置是 (填字母)。
(5)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条，实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色，其原因可能是 ，请提出合理的改进方法 。
(6)D中现象是 。
(7)写出F中氯气被氢氧化钠溶液吸收的离子方程式 。
【答案】(1)
(2) 1：6 3：4
(3)
(4)c
(5) 氯气中混有水蒸气 应在AB装置之间增加盛有浓硫酸的试剂瓶
(6)溶液变蓝
(7)
【详解】（1）该反应中，氯酸钾中氯元素的化合价由+5价变为0价，所以氯酸钾是氧化剂，HCl中Cl元素化合价由﹣1价升高到0价，被氧化，既是氧化产物也是还原产物，只有Cl元素化合价发生变化，当有3molCl2生成时，转移5mol电子，则用双线桥标出该反应电子转移的方向和数目为：。
（2）K2Cr2O7+14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O，在该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价，因此K2Cr2O7为氧化剂，HCl中氯元素化合价升高产生氯气，因此HCl作为还原剂，根据反应以及可知，氧化剂与还原剂个数之比为1：6；
该反应中作还原剂的HCl与表现酸性的HCl的物质的量之比为3：4。
（3）高锰酸钾不需要加热快速地制取氯气，反应的化学方程式为：。
（4）实验室制取氯气的药品是二氧化锰和浓盐酸，状态是固体和液体，条件是加热，根据固液加热选择装置是c。
（5）装置B中的布条也褪色，原因可能是氯气中混有水蒸气，生成了次氯酸，应在AB装置之间增加盛有浓硫酸的试剂瓶；
故答案为：氯气中混有水蒸气；应在AB装置之间增加盛有浓硫酸的试剂瓶。
（6）氯气与碘化钾反应生成氯化钾和碘单质，碘单质遇到淀粉会变蓝，则D中的现象是溶液变蓝色。
（7）氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式是：。
考向03 陌生情境下电极反应式的书写
1．（2024·山西大同·模拟预测）氢氧燃料电池在航天领域有重要应用。某氢氧燃料电池结构如图所示，反应生成的水可作为航天员的饮用水。下列说法错误的是
A．X极为燃料电池的负极，该极通入的气体是
B．Y电极上的电极反应式为
C．每消耗11.2L（标准状况），有0.5mol 移向X极
D．燃料电池的能量转化率不可能达到100%
【答案】C
【详解】A．根据分析知，X极为燃料电池的负极，该极通入的气体是，A正确；
B．根据分析知，Y电极上的电极反应式为，B正确；
C．每消耗11.2L（标准状况），即0.5mol氢气，转移1mol电子，则有1mol移向X极，C错误；
D．燃料电池工作时，只有大部分化学能转化为电能，所以能量转化率不可能达到100%，D正确；
故选C。
2．（2025·河南·模拟预测）我国科学家设计了一种水系可充电电池，其工作原理如图所示。
下列说法正确的是
A．充电时，电极b为阳极
B．充电时，阳极附近溶液的pH增大
C．放电时，负极的电极反应：
D．放电时，溶液中向电极b方向迁移
【答案】C
【详解】A．充电时，S转化为Cu2S，发生还原反应，则电极b为阴极，A错误；
B．根据分析，充电时，电极b为阴极，则电极a为阳极，电极a的电极反应为Mn2++2H2O－2e-=MnO2+4H+，阳极附近溶液的pH减小，B错误；
C．放电时，电极b为负极，负极的电极反应为Cu2S 4e =S+2Cu2+，C正确；
D．放电时，溶液中向正极移动，即向电极a方向迁移，D错误；
故选C。
3．（2024·全国·调研）氨是一种重要的化工原料，电化学合成氨在工业上起着相当重要的作用。
(1)电解法合成氨反应装置如图所示：

①b极为 (填“阴”或“阳”)极，a极的电极反应式为 。
②电解装置中质子交换膜的作用为 。
③若极产生的在一定条件下的体积为极中通入相同条件下的总体积为，则的转化率为 (保留两位有效数字)。
(2)近几年科学家研究通过一种生物燃料电池实现室温下合成氨，其工作原理如图：

该电池负极是电极 (填“a”或“b”)，正极反应式为 ；对比传统的工业合成氨，生物燃料电池合成氨的优点是 (任写一条)。
(3)科学家在以悬浮的纳米作催化剂，和为原料直接常压电化学合成氨方面取得了突破性进展。其工作原理如图所示：

①电极处发生的总反应为。已知该反应分为两步，其中第二步的反应为，则第一步反应为 。
②蒙乃尔筛网处发生的电极反应为 。
【答案】(1) 阳 为质子的迁移和输送提供通道，并阻隔阴、阳两极产物接触 33
(2) a 条件温和(或生成氨的同时释放电能)
(3)
【详解】（1）①根据图示可知：在b极上H2O中O元素失去电子发生氧化反应生成O2，因此b极为阳极；a极上N2得到电子发生还原反应生成NH3，因此a极为阴极，其电极反应式为：N2+6e-+6H+=2NH3；
②质子交换膜只允许H+和H2O通过，a极上会消耗H+，b极上会生成H+，NH3能与H+反应生成，因此质子交换膜的作用是：为质子的迁移和输送提供通道，并阻隔阴、阳极产物接触；
③b极的电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，根据氧化还原反应得失电子守恒可知参加反应各物质关系式为2N2~3O2，生成O2和通入N2的体积比为3：2，实际情况在相同条件下通入N2的体积和生成O2 的体积比为672 L：336 L=2：1，即通入1 mol N2生成0.5 mol O2，因此N2的转化率为；
（2）根据装置中物质的转化过程，电极b上MV2+转化为MV+，过程中得到电子，则电子从电极a流向电极b，电极a为负极，电极b为正极；正极的电极反应式为MV2++ e-- =MV+；该电化学装置运行过程中，利用生物燃料电池在室温下合成氨，既不需要高温加热，同时还能将化学能转化为电能，因此较之于传统的合成氨工业，该方法的优点有：条件温和、生成氨的同时释放电能，故答案为：a；MV2++ e-- =MV+；条件温和(或生成氨的同时释放电能)；
（3）①Ni电极处两步反应合并得到总电极反应式N2＋6e-＋6H2O=2NH3＋6OH-，再根据电解质成分及第二步反应的方程式，总方程式与第二步反应方程式拆分，得到第一步相应电极反应式，所以本问应填“Fe2O3＋6e-＋3H2O=2Fe＋6OH-”；
②根据产物分析，Ni电极是阴极，所以蒙乃尔筛网所在电极是阳极，再根据电解液成分，该电极处应是OH-失电子生成O2和H2O，所以本问应填“4OH--4e-=2H2O+O2↑”。
4．（2024·山东德州·联考）回答下列问题：
(1)我国某科研团队设计了一种电解装置，将CO2和NaCl高效转化为CO和NaClO，原理如图1所示：
通入CO2气体的一极为 (填“阴极”、“阳极”、“正极”或“负极”)，写出该极的电极反应式： 。
(2)全钒液流电池是利用不同价态的含钒离子在酸性条件下发生反应，其电池结构如图2所示。已知酸性溶液中钒以VO(黄色)、V2+(紫色)、VO2+(蓝色)、V3+(绿色)的形式存在。放电过程中，电池的正极反应式为 ，右侧储液罐中溶液颜色变化为 。
(3)如果用全钒液流电池作为图1电解装置的电源，则催化电极b应与该电池的 极(填“X’或“Y’)相连；若电解时电路中转移0.4mol电子，则理论上生成NaClO的质量为 g；电池左储液罐溶液中n(H+)的变化量为 。
【答案】(1) 阴极 2H++CO2+2e-=CO+H2O
(2) 2H++VO+e-=VO2++H2O 溶液由紫色变为绿色
(3) X 14.9 0.4mol
【详解】（1）该装置为电解池，CO2→CO，碳元素化合价降低，发生还原反应，则通入CO2气体的一极为阴极，电极反应式：2H++CO2+2e-=CO+H2O；
（2）由电子流入的一极为正极，则X为正极，放电时正极上反应式：2H++VO+e-=VO2++H2O；放电过程中，右罐为负极，反应式：V2+-e-═V3+，则溶液颜色逐渐由紫色变为绿色；
（3）图2是原电池，Y极电子流出，则Y为负极，X为正极，图1是电解池，催化电极b是阳极，由电解池的阳极接原电池的正极，则催化电极b应与该电池的X极，催化电极b的电极反应式为：H2O+Cl--2e-=HClO+H+，电路中转移0.4mol电子，则理论上生成0.2mol NaClO，质量为m=nM=0.2mol×74.5g/mol=14.9g，充电时，左槽正极上反应式：2H++VO+e-=VO2++H2O，若转移电子0.4mol，消耗氢离子为0.8mol，通过交换膜定向移动通过0.4mol电子，则左槽溶液中n(H+)的变化量为0.8mol-0.4mol=0.4mol。
1．（2024·河南洛阳·一模）短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X氢化物的水溶液显碱性；Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等；Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料；W是重要的“成盐元素”，主要以钠盐的形式存在于海水中。请回答：
(1)X氢化物的电子式是 。
(2)X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时，溶液呈 (填“酸”、“碱”或“中”)性，用离子方程式表示其原因是 。
(3)Y—AgO电池是应用广泛的鱼雷电池，其原理如图所示。该电池的负极反应式是 。
(4)Z和W比较，非金属性较弱的是 (填元素符号)，下列不能验证这一结论的是 (填序号)。
a.元素在地壳中的含量
b.最高价氧化物对应水化物的酸性
c.断开氢化物中1 mol H—Z或H—W键所需的能量
d.Z与W以共价键形成化合物时，Z或W显示的电性
【答案】 酸 +H2O NH3 H2O+H+ Al+4OH--3e-=+2H2O Si a
【详解】(1)Y是Al元素，铝原子核外有3个电子层，最外层有3个电子，所以在元素周期表中位于第三周期第ⅢA族；X的氢化物是氨气，其电子式为：
(2)氨水和盐酸恰好反应时生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解+H2O NH3 H2O+H+，破坏水的电离平衡，导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度而使其水溶液呈酸性，
(3)该装置是原电池，铝作负极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为Al+4OH--3e-=+2H2O，
(4)同周期自左而右非金属性减弱，硅的非金属性小于氯元素，比较非金属强弱的方法有：其最高价含氧酸的酸性强弱、吸引电子的能力等，含量高低不能说明非金属性强弱，故a错、bcd正确，
2．（2024·山西运城·三模）以钒钼铅矿(主要成分为)、，还含有少量)为原料分离钒和钼的工艺流程如下：
已知：①随溶液pH变化，钒以、等形式存在；②。
回答下列问题：
(1)钒原子核外电子排布式 。
(2)“球磨破碎”的目的是 。
(3)“浸出”后，钒主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式： 。
(4)“净化渣”的主要成分除外，还有 (填化学式)。
(5)“浸出”操作中，加入要适量，从保护环境的角度分析其原因： 。
(6)煅烧过程中发生反应的化学方程式为 。
(7)向10 mL 0.2 mol L的滤液中加入等体积的溶液，欲使沉淀完全，则溶液的最小浓度为 mol L(忽略混合过程中溶液的体积变化，当溶液中某离子的浓度mol L时，认为该离子沉淀完全)。
【答案】(1)或
(2)增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高钒钼铅矿的浸出率
(3)+2S2-=+2PbS
(4)MgSiO3
(5)若Na2S过量，S2-会随着浸出液进入“沉钼”操作中，后与“沉钼”过程中加入的酸反应产生H2S气体污染环境
(6)
(7)
【详解】（1）钒是23号元素，基态钒原子核外电子排布式为：或。
（2）球黁破碎”是将矿石研磨的方法，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高钒钼铅矿的浸出率。
（3）“浸出”过程中，、与Na2S反应生成、以及PbS，因此生成的离子方程式为：+2S2-=+2PbS。
（4）“净化除杂”的目的是用Mg2+除去“浸出液”中的，因此“净化渣”的主要成分除Mg(OH)2外，还有MgSiO3。
（5）“浸出”操作中，若Na2S过量，S2-会随着浸出液进入“沉钼”操作中，后与“沉钼”过程中加入的酸反应产生H2S气体污染环境。
（6）流程中可以看出煅烧过程中会生成V2O5，反应前后V元素的化合价未发生变化，该反应为非氧化还原反应，因此发生反应的化学方程式为：。
（7）向10 mL 0.2 mol L的滤液中加入等体积的溶液(忽略混合过程中溶液的体积变化)，则沉淀消耗的物质的量n()=0.2mol/L×0.01L=0.002mol，欲使沉淀完全，结合钒酸铵的Ksp可得，溶液中的最小浓度为，因此溶液的最小浓度为。
3．（2024·河南·三模）广泛用于生产、生活等方面。以含钴废液(主要含，还含少量、、、等)为原料制备的工艺流程如图所示：
已知：常温下，，，，。
回答下列问题：
(1)“电解”中阴极反应式为 。
(2)若还原产物为，则生成至少需要 。
(3)“除铜”时还原剂为 (填化学式，下同)；已知“除铜”后滤液中，，在“除钙镁”中，先生成的沉淀是 。
(4)“沉钴”时分离操作要快，否则在潮湿空气中易被氧化成。写出在潮湿空气中发生反应的化学方程式： ；操作在气氛中完成，的作用是 。
(5)的水合物在加热逐步失去结晶水的过程中会呈现不同的颜色：。
根据其性质设计的一种用途： 。
(6)测定样品中结晶水。准确称取样品溶于水配制成溶液，准确量取所配溶液于锥形瓶中，滴滴溶液作指示剂，用的标准溶液滴定至终点，消耗滴定液。
①x= 。
②如果滴加溶液过多或过少，测定结果会产生 (填“系统误差”或“随机误差”)。
【答案】(1)
(2)1
(3)
(4) 抑制水解
(5)制硅胶含水量的指示剂、制指示空气湿度变化的“变色花”、制显隐墨水、制温度计、制变色水泥等
(6) 2 随机误差
【详解】（1）阴极发生还原反应，析出铜：；
（2）生成，失去电子，根据得失电子守恒，至少需要；
（3）铜离子变为铜单质，硫代硫酸钠作还原剂；根据离子浓度、溶度积计算，生成时需要，生成时需要，故先生成沉淀；
（4）类似在空气中反应，在潮湿空气中发生反应的化学方程式：；氯化氢气体中结晶氯化钴晶体，抑制氯化钴水解；
（5）从指示水蒸气含量、指示温度两个角度设计实验：制硅胶含水量的指示剂、制指示空气湿度变化的“变色花”、制显隐墨水、制温度计、制变色水泥等；
（6）①根据反应式，原样品的物质的量：，，；
②根据溶度积判断，若滴加指示剂过多，提前到达滴定终点，测得结果偏高，若滴加指示剂较少，会延迟到达终点，测得结果偏小，这些误差都属于操作不当引起的，统属于随机误差。
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