4.1 原电池 测试题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4.1 原电池 测试题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．理论比容量指单位质量的负极材料提供的电量（已知：1个电子带电量为）。下列金属作负极时理论比容量最大的是（　　） A．锂 B．钠 C．铝 D．锌 2．下列装置中，能构成原电池的是 A．只有甲 B．只有乙 C．只有丙 D．除乙之外均可以 3．下列有关电池的说法错误的是（　　） A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿溶液从铜电极流向锌电极 C．燃料电池的能量转换率超过80% D．锌锰干电池中，锌电极是负极 4．2022年2月4日至2月20日，第24届冬奥会在中国北京市和张家口市联合举行，冬奥会中所使用的材料属于有机高分子材料的是 A为场馆提供电能的晶体硅太阳能电池 B轻合金材料的冰刀 C花岗岩冰壶 D合成纤维短道速滑服 A．A B．B C．C D．D 5．下列关于如图所示的装置中，正确的是 A．锌是负极，其质量逐渐减小 B．溶液中H+移向锌极 C．电子从铜片经导线流向锌片 D．氢离子在铜表面被氧化，产生气泡 6．金属-空气电池是以金属为燃料，与空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能的一种特殊燃料电池。如图为钠-空气电池的装置示意图，其中电解液为含NaPF6的有机电解液，可传导Na+．下列说法正确的是（　　） A．装置中电子转移途径： 导线 电解液 B．b电极为正极，发生还原反应 C．可用氯化钠水溶液代替该有机电解液 D．b电极的电极反应式： 7．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：。下列说法不正确的是（　　） A．该电池属于二次电池和碱性电池 B．电极是电池的负极，发生氧化反应 C．电池工作过程中，电解质溶液的浓度保持不变 D．充电时，电池的正极应与电源的正极相连 8．一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，与在多孔碳材料电极处生成(x=0或1)。 下列说法错误的是（　　） A．放电时，多孔碳材料电极为正极 B．放电时，外电路电流由多孔碳材料电极流向锂电极 C．充电时，电解质溶液中向多孔碳材料区迁移 D．充电时，电池总反应为 9．下列过程属于化学变化，且对能量变化的判断正确的是 A． B． C．制备胶体的能量变化如图中变化 D．电动车的电池在放电时释放能量 10．如图将锌片和铜片用导线连接插入一定浓度的硫酸铜溶液中，组成一个原电池模型，观察到电流计指针偏转，且锌片和铜片表面均有红色物质析出，待实验结束时，测得锌片质量减少了4.58g，铜片质量增加了4.48g，则该原电池工作效率η的值为(用参加原电池反应的锌占锌反应总量的百分率表示)（　　） A．40% B．60% C．70% D．75% 11．盐酸羟胺()是一种无机物，可用作合成抗癌药，其化学性质类似。工业上主要采用图1所示的方法制备。其电池装置中含的催化电极反应机理如图2所示。不考虑溶液体积变化，下列说法错误的是 A．该装置能将化学能转化为电能，电极为负极 B．图2中，A为，B为 C．电池工作一段时间后，正极区溶液的下降 D．每制取，有(标准状况)参与反应 12．下列关于甲烷一空气碱性燃料电池的说法错误的是（　　） A．通入甲烷的一极发生的是氧化反应 B．外电路中电子由正极通过导线流向负极 C．该电池中通入空气的一极是正极 D．该电池的总反应：CH4+2O2+2KOH=3H2O+K2CO3 13．人们利用原电池原理，制作了多种电池，如电子计算机所用纽扣电池就是其中一种。它的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是：Zn +2OH--2e-═ZnO+H2O Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-下列判断正确的是（　　） A．锌为正极，Ag2O为负极 B．原电池工作时，负极区溶液pH增大 C．锌为负极，Ag2O为正极 D．原电池工作时，溶液中K+向负极移动 14．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．X是电源的负极 B．阴极的反应式是：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ C．总反应可表示为：H2O＋CO2=H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1 15．LED(Light Emitting Diode)即发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的固态半导体器件。某课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置如图所示。下列说法错误的是（　　） A．装置中存在“化学能→电能→光能”的转化 B．锌片为原电池的负极，发生氧化反应 C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D．铜片表面有气泡生成，发生的反应为： 16．一种新型电池结构示意图如图，电池由三个不同区域(A、B、C)组成，所用电解质分别为和，不同区域由离子交换膜隔开。下列关于该电池的说法错误的是（　　） A．为电池的负极，发生氧化反应 B．a为阴离子交换膜，b为阳离子交换膜 C．电极反应： D．电池工作过程中，区域A、B、C溶液分别减小、不变、增大 17．第16届海南国际车展上：展出了中国研制的新型燃料电池汽车，该车装有“绿色心脏”---质子交换膜燃料电池。某种质子交换膜燃料电池如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该电池的a极发生氧化反应 B．正极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH- C．质子(H+)通过质子交换膜移动到a电极 D．该燃料电池的能量转化率可达到100% 18．2018年5月美国研究人员成功实现了在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示： 下列叙述正确的是（　　） A．H+向a极区移动 B．图中能量转化方式只有2种 C．b极上每产生22.4LNH3流过电极的电子数为3NA D．a极发生的电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+ 19．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是（　　） A．正极反应为：Zn－2e－=Zn2＋ B．电池反应为：Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从正极流向负极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 20．某化学兴趣小组的同学设计了锌铜原电池装置如图所示。下列说法错误的是（　　） A．电池工作时化学能转化为电能 B．电池工作时，铜电极上发生氧化反应 C．电池工作一段时间后，锌片质量减小 D．该装置能证明金属的活动性：Zn>Cu 二、综合题 21．回答下列问题 （1）和含硫废水(其中S元素的主要化合价是-2价)对设备，环境等会造成严重危害。已知：有剧毒，常温下溶解度为1：2.6(体积)。，、在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如图，氢硫酸的为，碳酸的电离常数、分别为、。 ①当时，含硫废水中最主要的含硫(-2价)微粒是　 　。 ②氢硫酸的电离常数为　 　。 ③碱法脱硫：用溶液吸收，过量的溶液吸收的离子方程式是　 　。 ④沉淀法处理含硫废水：向的含硫废水中加入适量的溶液，产生黑色沉淀且溶液的pH降低。用化学平衡移动的原理解释溶液的pH降低的原因是　 　。 （2）某工业废水中主要含有与，毒性较大，若使用调节溶液pH的方法处理后的废水中残留的，则残留的的浓度为　 　{已知：，}。 （3）电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子()和空穴()，驱动阴极反应()和阳极反应()对电池进行充电。 ①充电时，电池的总反应：　 　。 ②放电时，迁移方向：　 　。 22．研究含硒工业废水的处理工艺，对控制水体中硒超标具有重要意义。 （1）已知：H2SeO3为二元弱酸，Ka1(H2SeO3)＝3.5×10-3，Ka2(H2SeO3)＝5.0×10-8。用离子交换树脂处理含Na2SeO3浓度较高的废水时，发生的交换反应为SeO32-＋2RCl=R2SeO3＋2Cl- (R为离子交换树脂的树脂骨架)。经离子交换法处理后，废水的pH将　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）木炭包覆纳米零价铁除硒法是一种改良的含硒废水处理方法。 ①以木屑和FeCl3·6H2O为原料，在N2氛围中迅速升温至600 ℃，保持2 h，过程中木屑先转化为木炭，最终制得木炭包覆纳米零价铁。制备木炭包覆纳米零价铁过程中，木炭的作用有吸附和　 　。 ②木炭包覆纳米零价铁在碱性废水中形成许多微电池，加速SeO32-的还原过程。SeO32-在微电池正极上转化为单质Se，其电极反应式为　 　。 （3）绿锈[FeaⅡFebⅡ(OH)cXd](X代表阴离子，Ⅱ、Ⅲ表示铁元素的价态)中铁元素以结构态和游离态两种形式存在。由于结构态的双金属氢氧化物层间存在较大的空隙，形成了巨大的比表面积，同时结构态的FeⅡ还原能力优于游离态的FeⅡ，使得绿锈成为一种良好的除硒剂。 ①结构态的绿锈具有优异的吸附性能，而且游离态的Fe3+还易水解生成Fe(OH)3胶体进一步吸附SeO32-。写出Fe3+水解的离子方程式：　 　。 ②不同FeⅡ/FeⅢ组成的绿锈对SeO32-去除效果的影响结果如图1所示。随着绿锈组成中FeⅡ/FeⅢ比值的增大，绿锈的除硒效果先减小后增大的原因可能是　 　。 ③废水的初始pH会对绿锈去除SeO32-的效果产生影响，关系如图2所示。当初始pH增大至11时，SeO32-的去除效果突然迅速减小的原因是　 　。 23．以废旧锂离子电池正极材料(主要成分为LiCoO2和Al)为原料可制备Co3O4。主要步骤如下： （1）碱浸：将正极材料浸于过量NaOH溶液中，充分反应后过滤，留取滤渣(主要为LiCoO2)。滤液中大量存在的阴离子有　 　。 （2）还原：LiCoO2与稀硫酸酸化的H2O2溶液反应生成O2、Li2SO4和CoSO4，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　 　。 （3）沉钴：除杂后，向CoSO4溶液中缓慢滴加NaHCO3溶液，得到CoCO3沉淀和CO2气体，反应的离子方程式为　 　。 （4）热分解：得到CoCO3沉淀。在纯氧中加热分解CoCO3，测得升温过程中固体的质量变化如图所示。加热分解CoCO3制备Co3O4需要控制的温度为　 　(写出计算推理过程)。 24． 2019 年诺贝尔化学奖授予对锂电池及锂离子电池研究做出贡献的三位科学家。 （1）最早的可充电锂电池用金属锂作负极。锂在元素周期表中的位置是　 　，属于活泼金属，使电池存在较大安全隐患。 （2）现在广泛使用的锂离子电池有多种类型。某可充电钴酸锂电池的工作原理如下图所示 ① 该电池放电时，其中一极的电极反应式是 LixC6 – xe- = 6C + xLi+，则该极应为上图中的　 　（填“A”或“B”） ② 碳酸乙烯酯（EC）常用作电解液的溶剂，其结构为 ，熔点 35℃，可燃，可由二氧化碳和有机物 X 在一定条件下合成。X 与乙醛互为同分异构体，核磁共振氢谱显示只有一组峰。写出合成 EC 的化学方程式：　 　。 ③ 从正极材料中回收钴和锂的流程如下： 写出酸浸过程中发生反应的化学方程式　 　。 拆解废旧电池前需进行放电处理，既可保证安全又有利于回收锂。有利于回收锂的原因是　 　。 25．汽车尾气中含有、等有害气体。 （1）能形成酸雨，写出转化为的化学方程式：　 　。 （2）通过传感器可监测汽车尾气中的含量，其工作原理如图所示： ①电极上发生的是反应　 　(填“氧化”或“还原”)。 ②外电路中，电子的流动方向是从　 　电极流出(填或)；电极上的电极反应式为　 　。 答案解析部分 1．【答案】A 【解析】【解答】依题意，单位质量金属失去电子数越多，理论比容量越大。单位质量的锂，钠、铝、锌的理论失电子物质的量（mol）依次为，、、，故这四种金属中理论比容量最大的是锂； 故答案为：A。 【分析】单位质量金属失去电子数越多，理论比容量越大。 2．【答案】C 【解析】【解答】甲没有形成闭合回路，不能构成原电池；乙两个电极是相同的电极材料，且能与电解质溶液发生氧化还原反应，不能构成原电池；丙满足两个活泼性不同电极，两个电极间导线连接，形成了闭合回路，能构成原电池； 丁中酒精是非电解质，不能构成原电池； 故答案为：C 【分析】原电池构成条件：两根不同材料的导体作为电极，有电解质溶液，形成自发的氧化还原反应，有导线连接形成闭合回路。 3．【答案】B 【解析】【解答】A.手机上用的可以连续充放电的锂离子电池属于二次电池，故A不符合题意； B.铜锌原电池工作时锌作负极，铜作正极，电子应该从锌电极经导线流向铜电极，故B符合题意； C.燃料电池的能量转化率远高于普通燃料过程的能量转化率，故C不符合题意； D.锌锰干电池中，锌电极失电子，是负极，故D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】A.锂离子电池可以充电，属于二次电池； B.原电池中电子不能流经电解质溶液； C.燃料电池堆燃料的利用率提高很多； D.锌锰干电池中活泼金属锌作负极。 4．【答案】D 5．【答案】A 6．【答案】B 【解析】【解答】A．装置中电子转移途径为负极经过外电路到正极，不能通过电解液，选项A不符合题意； B．石墨烯、空气为正极即b为正极，得电子发生还原反应，选项B符合题意； C．钠与水发生剧烈反应，所以不能用氯化钠水溶液代替该有机电解液，选项C不符合题意； D．b发生还原反应，电极方程式为O2+2Na++2e-=Na2O2，选项D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】由题意可知，电池总反应为2Na+O2=Na2O2，反应中Na元素化合价升高，被氧化，O元素化合价降低，被还原，则Na为负极，石墨烯、空气为正极，以此解答该题。 7．【答案】C 【解析】【解答】A、该电池为可充电电池，因此属于二次电池。所用电极中含有Zn(OH)2，因此其电解质溶液显碱性，属于碱性电池，A不符合题意。 B、放电过程中Zn发生失电子的氧化反应，因此Zn电极是电池的负极，B不符合题意。 C、电池工作时，H2O参与反应，使得电解质溶液的浓度增大，C符合题意。 D、充电时，电池的正极与电源的正极相连，D不符合题意。 故答案为：C 【分析】A、可充电电池为二次电池。 B、在原电池中，负极发生失电子的氧化反应。 C、电池工作过程中消耗H2O，电解质溶液的浓度增大。 D、充电时，电池的正极与电源的正极相连。 8．【答案】C 【解析】【解答】A．由分析可知，放电时，多孔碳材料电极为正极，A不符合题意； B．由分析可知，放电时，外电路的电流由正极多孔碳材料电极流向负极锂电极，B不符合题意； C．由分析可知，充电时，多孔碳材料电极为阳极，锂电极为阴极，故电解质溶液中向阴极锂电极区迁移，C符合题意； D．由分析可知，充电时，电池总反应刚好是原电池总反应的逆过程，即为，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】放电时，锂为负极，氧气为正极，充电时，负极与阴极相连，正极与阳极相连，此时Li++e-=Li，锂离子向阴极移动，即为锂电极移动，充电时总反应和放电时刚好反过来。 9．【答案】D 10．【答案】C 【解析】【解答】Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e－＝Zn2+，Cu作正极，电极反应式Cu2++2e－＝Cu，总反应Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，Cu物质的量4.48g÷64g/mol=0.07mol，锌物质的量0.07mol，锌减小质量0.07mol×65g/mol=4.55g，电极质量变化量4.58g-4.55g=0.03g，参加反应Zn的质量0.03×65g/mol=1.95g，该原电池工作效率η的值为4.55/4.55+1.95x100%=70%； 故答案为：C 【分析】Zn比Cu活泼，Zn作负极，电极反应式为Zn-2e－＝Zn2+，Cu作正极，电极反应式Cu2++2e－＝Cu，总反应Zn+Cu2+＝Zn2++Cu，物质的量的计算。 11．【答案】C 【解析】【解答】A．该装置是原电池装置，将化学能转化为电能，Fe电极，N元素化合价降低，做正极，Pt电极，H元素化合价升高，做负极，A不符合题意； B．根据题意可知，具有类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺，所以缺少的一步为反应为：，图2中，A为，B为，B不符合题意； C．正极电极反应为：，正极区浓度减小，pH增大，C符合题意； D．由负极区反应可知，，又因为正负极区得失电子应守恒，若要制取，则会转移0.3mol电子，因此可推知消耗0.15mol，标准状况体积为3.36L，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．该装置是原电池装置，元素化合价降低，做正极，元素化合价升高，做负极； B．根据题意可知，具有类似的弱碱性，可以和盐酸反应生成盐酸羟胺； C．依据正极电极反应判断； D．依据得失电子应守恒。 12．【答案】B 【解析】【解答】A．甲烷具有还原性，在负极失电子，因此通入甲烷的一极发生的是氧化反应，故A不符合题意； B．外电路中电子由负极通过导线流向正极，故B符合题意； C．氧气作氧化剂，发生还原反应，该电池中通入空气的一极是正极，故C不符合题意； D．甲烷和氧气反应生成水和二氧化碳，二氧化碳溶于KOH生成碳酸钾，该电池的总反应：CH4+2O2+2KOH=3H2O+K2CO3，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】根据氧化还原反应，甲烷是在负极，甲烷发生的是氧化反应，结合氢氧化钾溶液产生碳酸钾，空气在正极，发生的是还原反应与水作用形成的是氢氧根离子。甲烷失去的电子沿着导线向正极移动，根据正负极的电极反应式即可写出电池总反应 13．【答案】C 【解析】【解答】A．根据电极反应式，锌失电子发生氧化反应，所以锌为负极，故A不符合题意； B．负极反应Zn +2OH--2e-═ZnO+H2O，消耗氢氧根离子，溶液pH减小，故B不符合题意； C．锌失电子发生氧化反应，所以锌为负极，故C符合题意； D．溶液中K+向正极移动，故D不符合题意。 【分析】根据化学方程式中得失电子情况，锌失去电子，做负极，发生氧化反应，导致周围的氢氧根离子减少，氧化银得到电子，做正极，吸引大量的阳离子发生还原反应 14．【答案】D 【解析】【解答】A、从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，不符合题意； B、阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ、CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ，不符合题意； C、从图示可知，阳极生成H2和CO的同时，阴极有O2生成，所以总反应可表示为：H2O＋CO2 H2＋CO＋O2，不符合题意； D、从总反应方程式可知，阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(氧气)，所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1，符合题意。 故答案为：D。 【分析】（1）注意电极反应方程式要配平； （2）根据电极反应方程式和电池总反应式判断阴、阳两极生成的气体的物质的量之比。 15．【答案】C 【解析】【解答】A．原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故A不符合题意； B．锌比铜活泼，形成原电池反应时，锌为负极，发生氧化反应，故B不符合题意； C．柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C符合题意； D．铜锌原电池中，Cu作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】锌比铜活泼，形成原电池，锌为负极，铜为正极，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，正极反应为2H++2e-=H2↑。 16．【答案】B 【解析】【解答】A．由分析可知Zn为电源的负极，反应氧化反应，A项不符合题意； B．电解质溶解中阳离子移向正极，阴离子移向负极，故a为阳离子交换膜，b为阴离子交换膜，B项符合题意； C．PbO2电极发生的电极反应式为：，C项不符合题意； D．电池工作过程中，区域A中OH-被消耗，pH减小；A区域的K+移向B区域，C区域的移向B区域，故B区域pH不变；C区域H+被消耗，pH增大；D项不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A、金属单质作为负极，失去电子被氧化； B、根据离子的移动，阻止哪些离子通过，需要哪些离子通过去判断离子交换膜； C、根据反应物和生成物的原子守恒和溶液性质判断电极反应式； D、pH的判断通常是用溶液中H+或者OH-的浓度变化判断。 17．【答案】A 【解析】【解答】A．该电池的a极是氢气失电子，产生氢离子，发生氧化反应，A符合题意； B．该电解质溶液为酸性，正极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，B不符合题意； C．在原电池的电解质溶液中，阳离子向正极移动，质子(H+)通过质子交换膜移动到b电极，C不符合题意； D．该燃料电池中有些化学能转化成了热能了，化学能转化为电能的转化率小于100%，D不符合题意。 故答案为：A。 【分析】A、失去电子的电极发生氧化反应； B、酸性溶液不可能存在氢氧根离子； C、原电池中阳离子向正极移动； D、电池中的能量有一部分转化为热能。 18．【答案】D 【解析】【解答】A.由H2O→O2，化合价升高，失电子，吸引负电荷，故A不符合题意 B.能量转化形式有，风能，光能转化为电能，电能转化为化学能，故B不符合题意 C.未标明在标准情况下，故C不符合题意 D.a极发生的电极反应为2H2O-4e-=O2+4H+，故D符合题意 故答案为：D 【分析】易错项C：要标明在标况下，才能用22.4L 19．【答案】B 【解析】【解答】Zn比Cu活泼，Zn为负极，Cu为正极； A.正极反应为Cu2++2e-=Cu，A不符合题意； B.电池反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，B符合题意； C.在外电路中，电子从负极流向正极，C不符合题意； D.原电池中，阴离子移向负极，阳离子移向正极，盐桥中K+移向CuSO4溶液，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】根据原电池原理分析，正极得电子，负极失电子；电池反应为氧化还原反应，盐桥的作用就是使电荷守恒，形成闭合回路，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 20．【答案】B 【解析】【解答】A．原电池为化学能转化为电能的装置，故A不符合题意； B．铜电极上发生Cu2++2e-=Cu，为还原反应，故B符合题意； C．总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故锌片质量减小，故C不符合题意； D．Zn能置换出Cu，故可以证明金属的活泼性Zn>Cu，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】Zn比Cu活泼，则该原电池中Zn为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu为正极，正极发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，原电池是将化学能转化为电能的装置，据此解答。 21．【答案】（1）；；；含硫废水中存在，加入适量的溶液，，生成CuS黑色沉淀，减小，使电离平衡正向移动，增大，溶液的pH降低 （2） （3）；从负极通过离子交换膜向正极迁移 22．【答案】（1）减小 （2）将三价铁还原为零价铁(或防止纳米零价铁被氧化)；SeO32-+4e-+3H2O=Se+6OH- （3）Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+；当FeⅢ比例减小时，游离态的FeⅢ形成的Fe(OH)3胶体减少，对SeO32-的吸附作用减弱；当FeⅡ比例增大时，结构态的FeⅡ增多，对SeO32-的还原能力增强；碱性太强，大量的OH-与游离态的FeⅡ和FeⅢ分别形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀覆盖在绿锈表面，减少了反应活性(或碱性太强，结构态的双金属氢氧化物结构受到破坏，还原性减弱)；或大量的OH-吸附在绿锈表面使其带负电荷，从而对SeO32-产生排斥作用 【解析】【解答】（1）H2SeO3为二元弱酸，含Na2SeO3浓度较高的废水中发生水解：SeO32-+H2O⇌HSeO3-+OH-，溶液呈碱性，用离子交换树脂处理含Na2SeO3浓度较高的废水时，发生的交换反应为SeO32-+2RCl=R2SeO3+2Cl-，SeO32-离子转化为Cl-导致浓度减小，水解程度降低，溶液的碱性减弱，废水的pH将减小；（2）①以木屑和FeCl3·6H2O为原料，在N2氛围中迅速升温至600 ℃，保持2 h，过程中木屑先转化为木炭，高温下木炭还具有还原性，可以将FeCl3中+3价的铁还原为零价铁，木炭表面多孔具有吸附性，木炭将得到的纳米零价铁充分包覆，还可防止纳米零价铁被氧化，答案为：将三价铁还原为零价铁(或防止纳米零价铁被氧化)；②木炭包覆纳米零价铁在碱性废水中形成许多微电池，这些微电池负极为铁，发生氧化反应， 正极为木炭，SeO32-在微电池正极上发生还原反应，转化为单质Se，在碱性废水的环境下电极反应式为SeO32-+4e-+3H2O=Se+6OH-；（3）①金属阳离子的水解比较复杂，一般合为一步书写，三价铁离子水解后生成的是氢氧化铁胶体，具有吸附性，Fe3+水解的离子方程式为：Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3(胶体)+3H+②FeⅢ形成的Fe(OH)3胶体吸附碱性废水中的SeO32-离子，FeⅡ对SeO32-进行还原，随着绿锈组成中FeⅡ/FeⅢ比值的增大，FeⅢ的比例减小，游离态的FeⅢ形成的Fe(OH)3胶体减少，对SeO32-的吸附作用减弱，绿锈的除硒效果减小；结构态的FeⅡ还原能力优于游离态的FeⅡ，但随着FeⅡ比例增大，结构态的FeⅡ增多，对SeO32-的还原能力增强，故绿锈的除硒效果又开始增大，答案为：当FeⅢ比例减小时，游离态的FeⅢ形成的Fe(OH)3胶体减少，对SeO32-的吸附作用减弱；当FeⅡ比例增大时，结构态的FeⅡ增多，对SeO32-的还原能力增强；③当初始pH增大至11时，溶液碱性增强，溶液中OH-浓度增大，大量的OH-与游离态的FeⅡ和FeⅢ分别形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀覆盖在绿锈表面，减少了反应活性；由题中信息可知，绿锈中铁元素以结构态和游离态两种形式存在，结构态的双金属氢氧化物层间存在较大的空隙，形成了巨大的比表面积，使得绿锈成为一种良好的除硒剂，OH-与游离态的FeⅡ和FeⅢ分别形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀，结构态的双金属氢氧化物结构受到破坏，还原性减弱；另外溶液中大量的OH－吸附在绿锈表面使其带负电荷，从而对SeO32-产生排斥作用，进而影响到SeO32-的去除效果，这些都有可能导致因初始pH增大至11，SeO32-的去除效果突然迅速减小，答案为：碱性太强，大量的OH-与游离态的FeⅡ和FeⅢ分别形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀覆盖在绿锈表面，减少了反应活性(或碱性太强，结构态的双金属氢氧化物结构受到破坏，还原性减弱)；或大量的OH-吸附在绿锈表面使其带负电荷，从而对SeO32-产生排斥作用。 【分析】（1）根据水解反应及离子交换反应中离子浓度的变化来考虑；（2）①根据木炭的化学性质及题中信息考虑；②根据碱性环境及生成单质Se书写电极反应；（3）①根据阳离子水解方程式的书写方法书写；②根据图中绿锈的除硒效果及FeⅡ/FeⅢ的浓度变化及各自的性质进行考虑；③根据碱性增强导致氢氧根浓度增大与FeⅡ/FeⅢ对SeO32-的去除原理进行考虑； 23．【答案】（1）、OH- （2）2：1 （3）Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O （4）300~600℃ 【解析】【解答】(1)将正极材料(主要成分为LiCoO2和Al)浸于过量NaOH溶液中，充分反应后过滤，留取滤渣(主要为LiCoO2)，则主要发生的反应为Al与NaOH溶液反应，生成偏铝酸钠和氢气，则滤液中大量存在的阴离子有、OH-，故答案为：、OH-； (2)LiCoO2中Co化合价为+3，与H2O2反应生成CoSO4，Co化合价降低1，O元素化合价升高1，H2O2中2个O原子均升价，则LiCoO2为氧化剂，H2O2为还原剂，根据得失电子守恒可知，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1，故答案为：2：1； (3)向CoSO4溶液中缓慢滴加NaHCO3溶液，得到CoCO3沉淀和CO2气体，离子方程式为Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O，故答案为：Co2＋＋2=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O； (4)由Co元素守恒可得关系式：3CoCO3~Co3O4，，则需要控制的温度300~600℃，故答案为：300~600℃。 【分析】（1）正极材料含有铝，铝可以和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠； （2）过氧化氢既有氧化性，又有还原性，要判断过氧化氢具体的作用，可以根据产物判断，若产物为水，则过氧化氢作为氧化剂，若产物为氧气，则过氧化氢作为还原剂，本题中过氧化氢作为还原在，钴化合价降低，作为氧化剂； （3）结合题干的提示，可以发生为硫酸钴和碳酸氢钠反应生成碳酸钴，且产物还有二氧化碳，可以知道二氧化碳也是来自于碳酸氢钠，可以知道碳酸氢钠化学计量数为2； （4）先列出化学方程式，为碳酸钴和氧气反应生成四氧化三钴和二氧化碳，可以列出碳酸钴和四氧化三钴的化学计量数之比为3：1，结合公式n=m/M可以计算碳酸钴和四氧化三钴的质量比为32.5%，根据图象可以看出温度为300~600℃。 24．【答案】（1）第二周期 ⅠA族 （2）A； +CO2；2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑；放电处理后，负极锂放电后，在正极上生成钴酸锂，酸浸后生成的钴盐和锂盐易于分离 【解析】【解答】（1）Li的原子核外有两个电子层，位于元素周期表第二周期，其最外层电子数为1，位于第ⅠA族； （2）①钙电极发生失电子的氧化反应，生成Li+，由图示装置可知，Li+由电极A向电极B移动，因此电极A为负极，电极B为正极，因此该电极反应式为A电极的电极反应； ②X与乙醛互为同分异构体，核磁共振氢谱显示只有一组峰，因此X的结构简式为，与CO2反应生成，该反应的化学方程式为： +CO2； ③酸浸过程中，LiCoO2与H2SO4、H2O2反应生成Li2SO4和CoSO4，根据化合价变化可得，生成物中含有O2，该反应的化学方程式为：2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑； 放电处理后，负极锂放电后，在正极上生成钴酸锂，酸浸后生成的钴盐和锂盐易于分离； 【分析】（1）根据Li的原子结构确定其在周期表中的位置； （2）①根据电极反应式和Li+的移动方向进行分析； ②X的核磁共振氢谱只有一组峰，则只含一种化学环境的氢原子，据此确定X的结构简式，从而写出反应的化学方程式； ③根据流程中的反应物和生成物确定反应的化学方程式； 根据放电后的产物进行分析； 25．【答案】（1） （2）氧化；； 【解析】【解答】(1) 和 H2O 反应生成 HNO3 和 NO，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应生成的 NO 再遇到空气中的 O2 发生反应：2NO+O2=2NO2，多次循环后能完全转化为 HNO3，可得到总反应的化学方程式为：4+O2+2H2O=4HNO3，则 转化为 HNO3 的化学方程式为：3+H2O=2HNO3+NO (2) ①根据图示可知 NiO 电极上 NO 失电子和 O2− 离子反应生成 NO2，其中 NO 发生氧化反应。故答案为：氧化 ②该装置为原电池装置，NiO 电极上 NO 失电子和 O2− 离子反应生成 NO2，发生氧化反应，则 NiO 电极为负极，Pt 电极上 O2 得到电子，发生还原则 Pt 电极是正极，在外电路中，电子是从负极 NiO 电极流出，经外电路回到极 Pt 电极上， NiO 电极的电极反应式为：。故答案为：NiO、 【分析】（1）注意化学方程式的配平，反应物中有气体，所以生成物中的气体不需箭头标注。 （2）该装置属于原电池，根据元素化合价的变化可知，NiO电极上NO失电子形成NO2，则NiO电极为负极，其电极反应式为NO+ O2--2e-=NO2，Pt电极上O2得电子形成O2-，其电极反应式为O2+4e-=2O2-。电子是从负极流出，沿着导线流向正极。 学科网（北京）股份有限公司 $$