第六章 化学反应与能量 同步选题（含解析） 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 同步选题
一、单选题
1．已知反应X+Y= M+N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是 （　　）
A．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
B．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
C．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
D．破坏反应物中化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
2．下列反应是吸热反应的是（　　）
A．铝片与稀H2SO4反应
B．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应
C．氢氧化钠溶液和稀盐酸反应
D．甲烷在O2中的燃烧反应
3．利用反应可制备。下列说法正确的是
A．是还原产物
B．是弱电解质
C．的结构式为
D．NaClO和NaCl所含的化学键类型完全相同
4．下列过程不涉及氧化还原反应的是（　　）
A．含氯消毒剂用于环境消毒 B．小苏打用作食品膨松剂
C．大气中NO2参与酸雨形成 D．神舟飞船返回舱发动机点火
5．下列过程需要加入还原剂才能实现的是（　　）
A．Fe2+ → Fe3+ B．KMnO4→Mn2+
C．CO2 → CO D．H2S→SO2
6． 微生物燃料电池能将污水中的乙二胺(H2NCH2CH2NH2)氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法不正确的是 （　　）
A．电池工作时电流方向是b→a→质子交换膜→b
B．电池工作时a电极附近溶液的pH减小
C．利用该电池处理0.1乙二胺，需消耗空气体积约为8.96L(标况下)
D．b电极的电极反应为
7．下列有关原电池的叙述正确的是（　　)
A．原电池是将电能转化为化学能的装置
B．手机所用的锂离子电池属于一次电池
C．可将反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计为原电池
D．铜、锌、稀硫酸原电池工作时，电子通过导线由Cu→Zn
8．十氢化萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，经历“”的脱氢过程释放氢气。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在一定温度下，其反应过程对应的能量变化如图。
下列说法正确的是
A．升高温度，可降低、，加快化学反应速率
B．反应Ⅰ的活化分子百分数高于反应Ⅱ
C．
D．的脱氢过程中，不会有大量积聚
9．如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是（　　）
实验后的记录：
①Zn为正极，Cu为负极。
②H+向负极移动。
③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu。
④Cu极上有H2产生。
⑤若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol。
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+。
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
10．我国科研人员利用双极膜技术构造出一类具有高能量密度、优异的循环性能的新型水系电池，模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和MnO2，相应的产物为和Mn2+。下列说法错误的是
A．双极膜中的OH-通过膜a移向M极
B．电池工作一段时间后，NaOH溶液的pH不变
C．N电极的反应式为MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O
D．若电路中通过2 mol e-，则稀硫酸溶液质量增加89 g
11．已知反应，实验测得该反应在不同条件下进行时，CO的平衡转化率如图所示，则横坐标可能是（　　）
A．温度 B．催化剂 C．压强 D．CO的浓度
12．下列变化需要加入还原剂才能实现的是（　　）
A．CO32-→CO2 B．Cl-→Cl2
C．Cr2O72-→Cr3＋ D．NH3→NO
13．如图所示，在锥形瓶中放入一支试管，试管中加入下列物质中的一种：①NaOH固体、②生石灰、③晶体、④固体、⑤粉末。U形玻璃管中盛有品红溶液，开始时溶液两端高度一致，用胶头滴管向试管中加入适量水，U形玻璃管中的品红溶液呈现如图状态，判断试管中加入的物质可能是（　　）
A．①②④ B．只有③ C．③⑤ D．全部
14．某种微生物电池可用于降解铁硫化物(以FeS2计)，其工作原理示意图如图。下列说法正确的是（　　）
A．该微生物电池中，N极为正极
B．M极的电极反应式为O2-4e-+4H+=2H2O
C．电池工作时负极附近溶液pH减小
D．该电池中电子经过电解质溶液由负极流向正极
15．下列转化中，需要加入氧化剂才能实现的是（　　）
A．I2 → I- B．Fe2+ → Fe3+
C．HCO3- → CO2 D．MnO4- → MnO2
16．工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法错误的是(　　)
A．在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石
B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应
C．在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶1
D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物
17．某原电池反应原理如图所示，下列有关该原电池的说法正确的是（　　）
A．电子从锌片经导线流向铜片 B．H+向负极移动
C．一段时间后，铜片质量减轻 D．锌片发生还原反应
18．锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。某种锂离子电池的结构示意图如下图所示，其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。电池放电时的总反应方程式为:
Li1-xCoO2+xLi=LiCoO2。关于该电池的推论错误的是（　　）
A．放电时,Li+主要从负极区通过隔膜移向正板区
B．放电时,负极反应为：xLi-xe-=xLi+
C．电解貭溶液不能是水溶液
D．充电时,负极(C)上锂元素被氧化
19．某容器中发生一个化学反应，反应过程中存在Fe2+、NO 、Fe3+、NH 、H+和H2O六种粒子，在反应过程中测得Fe3+、NO 的含量随时间变化的曲线如图所示，下列判断错误的是（　　）
A．NO 得电子，发生还原反应
B．NH 是还原产物
C．该反应中Fe2+被氧化为Fe3+
D．还原剂与氧化剂的个数之比为1∶8
20．某科研小组用氧化—沉淀法从废电池浸出液中去除铁；用MnO2氧化废电池浸出液中的Fe2+，再加适量Na2CO3调节溶液pH使Fe3+转化为沉淀[Fe(OH)3]，同时放出一种无色气体(CO2)。研究发现pH对Fe2+的氧化率和铁去除率的影响如图1和图2所示。
已知：
I.pH=-lgc(H+)；
II.酸性条件下MnO2被还原为Mn2+。
下列说法错误的是（　　）
A．若起始浸出液pH=1.0，MnO2与Fe2+反应一段时间后，浸出液pH会减小
B．由图1可知，Fe2+氧化率随浸出液pH增大而减小
C．Fe3+转变为沉淀的离子方程式为：2Fe3++3CO+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
D．若用氨水调节溶液pH也可以使Fe3+转化为沉淀
二、综合题
21．以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等) 为原料制备兰尼镍的工艺流程如下所示。
（1）形成Ni(CO)4时碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)4中的Ni的化合价为　 　。
（2）Ni2O3有强氧化性，加压酸浸时有气体产生且镍被还原为Ni2+，则产生的气体为　 　(填化学式)。
（3） 滤渣D为单质镍、硫的混合物，请写出向浸出液B中通入H2S气体时所有反应的离子方程式:　 　，　 　。
（4） 已知: 3Fe2+ +2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)；4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)。下列可以用于检验滤液C 中金属阳离子的试剂有　 　(填标号)
a.KSCN溶液
b.K3[Fe(CN)6]
c.K4[Fe(CN)6]
d.苯酚
（5）兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金。碱浸镍铝合金后，残铝量对兰尼镍的催化活性有重大影响，根据下图分析，残铝量在　 　范围内催化活性最高，属于优质产品。
（6） 仿照下面示例，设计从浸出液E 回收氧化铝的流程: 浸出液E　 　。
(示例: )
22．锰锂电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池．该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2．回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是由　 　极流向　 　极（填字母）．
（2）电池正极反应式　 　．
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？　 　（填“是”或“否”），原因是　 　．
（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为　 　．K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为　 　．
23．电镀污泥主要含有Cr2O3、NiO和Fe2O3等物质，可制备Na2Cr2O7溶液和NiSO4·6H2O晶体，实现有害物质的资源化利用。已知黄钠铁矾［NaFe3(SO4)2(OH)6］是一种浅黄色的难溶物，具有沉淀颗粒大、沉降速率快、容易过滤的特点。
（1）焙烧时Cr2O3被氧化为Na2CrO4，该反应的化学方程式为　 　。
（2）写出酸化时CrO42-转化为Cr2O72-的离子方程式：　 　。
（3）①加入CaCO3的目的是中和溶液中的酸，调节溶液pH，提高铁的去除率。溶液pH对除铁效率影响如下图所示。
则除铁时应控制溶液的pH为　 　（填序号）。
A.0.5~1.5 B.1.5~2.5 C.2.5~3.5
②除铁时发生反应的离子方程式为　 　。
③若除铁时pH稍大会生成Fe(OH)3胶体，显著降低除铁效率，原因是　 　。
（4）从滤液中获取NiSO4·6H2O晶体的操作为　 　、冷却结晶、过滤、　 　、干燥。
24．原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请回答下列问题：
（1）肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时，正极的电极反应式是　 　；负极的电极反应式是　 　。
（2）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。试写出该电池的正极反应式　 　。
（3）请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请画出实验装置图并写出电极反应式。　 　。
25．钒性能优良，用途广泛，有金属“维生素”之称。完成下列填空：
（1）将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合，充分反应后生成VO2+等离子，该反应的化学方程式是　 　。
（2）向上述所得溶液中加入KClO3溶液，完善并配平反应的离子方程式　 　。
ClO +VO2++=Cl-+VO +
（3）V2O5能与盐酸反应产生VO2+和一种黄绿色气体，该气体能与Na2SO3溶液反应被吸收，则 、Cl-、VO2+还原性由大到小的顺序是　 　。
（4）在20.00 mL 0.1 moI.L-1 溶液中，加入0.195g锌粉，恰好完全反应，则还原产物可能是 　 　。
a.VO2+ b. c. V2+ d.V
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A：X+Y=M+N为是一个吸热反应，说明反应物的能量低于生成物的总能量，即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，故A符合题意；
B、X+Y=M+N为是一个吸热反应，说明反应物的能量低于生成物的总能量，不能说明X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量，故B不符合题意；
C、吸热反应不一定在加热的条件下发生，比如氯化铵和十水合氢氧化钡的反应就是吸热反应，但是不需条件就能发生，故C不符合题意；
D、反应是吸热反应，反应中断键时吸收的能量大于形成化学键时放出的能量，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】吸热反应是指在过程中吸收热量的化学反应。反应物的能量小于生成物的反应叫做吸热反应。
2．【答案】B
【解析】【解答】常见的吸热反应有：铵盐和碱反应、大多数的分解反应等。常见的放热反应有：活泼金属与酸的反应、中和反应、所有的燃烧、大多数的化合反应等。所以，本题属于吸热反应的是B。
【分析】放热反应：燃烧、酸碱中和、多数化合反应、金属的置换反应
吸热反应：C、CO、H2的氧化还原反应
Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl
多数分解反应
3．【答案】C
【解析】【解答】A．NH3中N元素化合价升高，发生氧化反应生成，则为氧化产物，故A不符合题意；
B．溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O电离出阴阳离子而导致氨水溶液能导电，但本身不能电离，属于非电解质，故B不符合题意；
C．水分子存在2个O-H键，则H2O的结构式为：，故C符合题意；
D．NaClO中既含有离子键又含有共价键，但NaCl中只含有离子键，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氧化还原反应的基本口诀：升失氧化还原剂，降得还原氧化剂；
化合价升高，失去电子，被氧化，发生氧化反应，作为还原剂，得到还原产物；
化合价降低，得到电子，被还原，发生还原反应，作为氧化剂，得到氧化产物；
电子的数目=元素的价态变化数目×该元素原子的个数。
4．【答案】B
【解析】【解答】A．含氯消毒剂用于环境消毒，是利用含氯物质的强氧化性，涉及氧化还原反应，故A不符合题意；
B．小苏打用作食品膨松剂，是碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，该反应不是氧化还原反应，故B符合题意；
C．大气中NO2会与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，有化合价变化，是氧化还原反应，故C不符合题意；
D．燃烧是剧烈的发光发热的氧化还原反应，涉及氧化还原反应，故D不符合题意；
故答案为： B。
【分析】利用氧化还原反应中有元素化合价发生变化判断。
5．【答案】B
【解析】【解答】
A. Fe2+ → Fe3+中Fe元素化合价升高，故A不符合题意；
B. KMnO4→Mn2+中Mn元素化合价降低，故B符合题意；
C. CO2 → CO中没有元素化合价发生变化，故C不符合题意；
D. H2S→SO2中S元素化合价升高，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】加入还原剂才能实现的过程应为氧化剂得电子的过程，则所含元素的化合价应降低。
6．【答案】C
【解析】【解答】A、由分析可知，该燃料电池中电极a为负极，电极b为正极，电池工作时电流方向为b→a→质子交换膜→b，故A不符合题意；
B、由分析可知，a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+，电池工作时a电极附近溶液pH减小，故B不符合题意；
C、利用该电池处理0.1乙二胺，失去1.6mol电子，需消耗氧气的体积为：=8.96L，氧气占空气体积的21%，则消耗空气体积约为=42.67L，故C符合题意；
D、由分析可知，b电极的电极反应为，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，负极发生氧化反应，通入氧气的一极为正极，正极发生还原反应，则a为负极，电极反应式为H2NCH2CH2NH2+4H2O-16e-=2CO2↑+N2↑+16H+，b为正极，电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O。
7．【答案】C
【解析】【解答】A. 原电池是将化学能转化为电能的装置，A不符合题意；
B. 手机所用的锂离子电池属于二次电池，B不符合题意；
C. 反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2是自发进行的氧化还原反应，可设计为原电池，C符合题意；
D. 铜、锌、稀硫酸原电池工作时，锌是负极，电子通过导线由Zn→Cu，D不符合题意，
故答案为：C。
【分析】本题考查的是原电池。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置，原理为氧化还原反应因此C中是氧化还原反应可以设计为原电池。
8．【答案】D
【解析】【解答】A.使用催化剂可以降低活化能，升高温度不能降低活化能，因此A选项是错误的；
B.Ea1为反应I的活化能，Ea2为反应Ⅱ的活化能，根据图像可知Ea1大于Ea2，即反应I的反应速率小于反应Ⅱ的反应速率，因此反应I的活化分子百分数低于反应Ⅱ，B选项是错误的；
C.根据图示，C10H18到C10H8转化之间的△H不等于Ea1与Ea2的差值，故C选项是错误的；
D.反应Ⅱ的活化能比反应I的小，故反应Ⅱ的反应速率更快，反应I产生的C10H12，很快被反应Ⅱ消耗，不会有大量C10H12积聚，故D选项错误。
故答案为：D
【分析】催化剂加快化学反应速率的原理是通过降低反应的活化能来加快反应速率；
升高温度加快化学反应速率的原理是：温度升高可以可以普通分子变为活化分子，提高活化分子的百分数，增加有效碰撞次数，可以大大提高化学反应速率。
9．【答案】B
【解析】【解答】①Zn可与硫酸发生氧化还原反应，而Cu不行，则Zn为负极，Cu为正极，①描述不符合题意；
②H+向正极移动，②描述不符合题意；
③电子流动方向为由负极流向正极：从Zn经外电路流向Cu，③描述符合题意；
④Cu极上氢离子得电子生成氢气，则有H2产生，④描述符合题意；
⑤若有1mol电子流过导线，则2mol氢离子得电子产生0.5mol H2，⑤描述符合题意；
⑥负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，⑥描述不符合题意；
故答案为：B。
【分析】Zn-Cu原电池中，Zn作负极，发生电池反应Zn+2H+=Zn2++H2↑，电子由负极流向正极，阳离子向正极移动，以此来解答。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．由题给信息Zn生成Zn(OH)，MnO2生成Mn2+可知，M极为Zn电极，N电极材料为MnO2，即M极为负极，N极为正极，OH-移向负极，A项不符合题意；
B．负极的电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，每转移2 mol e-，有2 molOH-移向NaOH溶液，而消耗4molOH-，NaOH溶液的pH变小，B项符合题意；
C．N电极材料为MnO2，MnO2在正极得到电子生成Mn2+，电极方程式为：MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O，故C不符合题意；
D．若电路中通过2 mol e-，双极膜中有2 mol H+移向硫酸溶液，同时溶解1 mol MnO2，稀硫酸溶液质量增加2mol1g/mol+1mol87g/mol=89g，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据题意，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)，Zn为负极，即M极为Zn，电极反应式为Zn+4OH--2e-=Zn(OH)，N电极材料为MnO2，电极反应式为MnO2 +4H+ +2e- =Mn2+ +2H2O。
11．【答案】C
【解析】【解答】A．该反应的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致CO的转化率减小，A不符合题意；
B．催化剂只能改变反应速率，但由于对正、逆反应速率影响相同，因此改变反应速率后的正、你化学反应速率仍然相等，因此化学平衡不移动，故CO的转化率不改变，B不符合题意；
C．该反应是气体分子数减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动，CO转化率增大，C符合题意；
D．增大CO的浓度，平衡正向移动，但移动消耗量远小于投入量，故达到平衡后CO的转化率反而减小，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】依据化学平衡移动原理分析；
12．【答案】C
【解析】【解答】物质中某元素的化合价的降低时，在反应中被还原，则需要加入还原剂才能实现转化。A、CO32-→CO2没有化合价变化，故 A不符合题意；
B、 Cl-→Cl2，氯由-1价升高为0价，要加氧化剂才能实现，故B不符合题意；
C、Cr2O72-→Cr3＋，铬化合价从+6价降为+3价，在反应中被还原，则需要加入还原剂才能实现转化，故C符合题意；
D、NH3→NO氮由-3价升高为+2价，要加氧化剂才能实现，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】本题主要考查氧化还原反应的相关知识。根据氧化还原反应的特点：失电子化合价升高，发生氧化反应为还原剂；得电子化合价降低，发生还原反应为氧化剂；在离子方程式书写过程中，根据得失电子数守恒进行配平，并注意生成物中对应气体符号、沉淀符号的标注；据此进行分析即可。
13．【答案】B
【解析】【解答】根据图中信息，用胶头滴管向试管中加入适量水，U形玻璃管中的品红溶液呈现如图状态，说明锥形瓶中气体压强减小，则温度降低，因此试管中是吸热反应或吸热过程；
①NaOH固体中加水放出热量，则①不符合题意；
②生石灰中加水放出热量，则②不符合题意；
③晶体中加水吸收热量，则③符合题意；
④固体中加水放出热量，则④不符合题意；
⑤粉末中加水没有热量变化，则⑤不符合题意；
因此试管中加入的物质只有③，故答案为B。
【分析】根据图示信息可知，锥形瓶中气体压强减小，则温度降低，因此试管中是吸热反应或吸热过程，结合物质性质进行分析。注意SiO2不溶于水也不与水反应。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．由分析知，N极为负极，A不符合题意；
B．O2在M极得电子转化为H2O，对应电极反应为：O2+4e-+4H+=2H2O，B不符合题意；
C．S在N极失电子转化为 ，对应电极反应为：S+4H2O-6e-= +8H+，由于生成H+，故负极附近溶液pH减小，C符合题意；
D．电子由负极流出，经过外电路（导线）流入正极，电子不会进入电解质溶液，D不符合题意；
故答案选C。
【分析】由图示知，M极上O2得电子转化为H2O，故M极为正极，N极为负极，CO2与H2O在微生物M作用下反应生成葡萄糖和O2，FeS2和O2在微生物N作用下转化为Fe2+和S，S在负极失电子被氧化为 ，从而达到降解铁硫化物的目的。
15．【答案】B
【解析】【解答】A.I2 → I-，碘元素化合价降低，需要加入还原剂，故A错误；
B.Fe2+→Fe3+，铁元素化合价升高，需要加入氧化剂，故B正确；
C. HCO3- → CO2 ，没有元素化合价发生变化，不需要加入氧化剂，故C错误；
D. MnO4- → MnO2 ，锰元素化合价降低，需要加入还原剂，故D错误；
故选B。
【分析】加入氧化剂才能实现说明物质被氧化，物质所含元素化合价升高。
16．【答案】B
【解析】【解答】A. 用铝土矿制备较高纯度Al，首先用NaOH溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化为偏铝酸钠溶液，然后过滤、向滤液中通入CO2气体把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤得氢氧化铝，接着加热氢氧化铝让其分解为氧化铝，最后用冰晶石作助熔剂，电解熔融的氧化铝得到铝，A不符合题意；
B.、石英的主要成分是二氧化硅，它属于酸性氧化物不与盐酸反应。玻璃的主要成分有二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙，组成中有盐故被称为硅酸盐产品，它也不能与盐酸反应，实验室经常用玻璃瓶盛放盐酸，B符合题意；
C. 在制粗硅时，发生反应SiO2+2C=Si+2CO，被氧化的物质C与被还原的物质SiO2的物质的量之比为2∶1，C不符合题意；
D. 黄铜矿(CuFeS2)与O2反应，铜由+2价降为+1价被还原得到Cu2S、氧由0价降至-2得到FeO，所以Cu2S、FeO均是还原产物，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.根据制备过程发生的反应分析所需的试剂；
B.石英的主要成分是SiO2，与盐酸不反应；
C.根据制粗硅过程中发生反应的化学方程式分析被氧化和被还原的物质的物质的量之比；
D.根据反应过程中元素化合价的变化分析还原产物；
17．【答案】A
【解析】【解答】A、原电池中锌为负极，铜为正极，电子从锌出来，经过导线流向铜，故符合题意；
B、氢离子向正极移动，故不符合题意；
C、铜的质量不变，故不符合题意；
D、锌失去电子发生氧化反应，故不符合题意。
【分析】原电池中较活泼的金属为负极，失电子发生氧化反应；较不活泼的金属为正极，得电子发生还原反应；电子从负极经外电路流向正极；据此进行解答。
18．【答案】D
【解析】【解答】A. 放电时, Li+主要从负极区通过隔膜移向正板区,故不符合题意；
B. 放电时,锂被氧化,为原电池的负极,负极反应为：xLi-xe-=xLi+,故不符合题意；
C. 因为金属锂能与水反应,所以电解质溶液不能是水溶液,故不符合题意；
D. 充电时,阴极发生还原反应，生成金属锂，被还原，故符合题意。
故答案为：D。
【分析】原电池中，负极失去电子，发生氧化反应；正极得到电子，发生还原反应，得失电子是守恒的。
19．【答案】D
【解析】【解答】A． NO 得电子，被还原，发生还原反应，故A不符合题意；
B． Fe2+和NO 应是反应物，N元素化合价降低，NH 是还原产物，故B不符合题意；
C． 该反应中Fe2+被氧化为Fe3+，故C不符合题意；
D． 8Fe2++NO +10H+=8Fe3++NH +3H2O，还原剂与氧化剂的个数之比为8∶1，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】由曲线变化图可知，随反应进行NO3-的物质的量减小，而Fe3+的物质的量从0开始增加，故Fe3+是生成物，则Fe2+和NO3-应是反应物，N元素化合价应该是降低，其还原产物为NH4+，结合化合价升降守恒，则反应的方程式应为8Fe2++NO +10H+=8Fe3++NH +3H2O，以此解答该题。
20．【答案】A
【解析】【解答】A．MnO2与Fe2+反应2Fe2＋+MnO2+4H＋=2Fe3＋+ Mn2++2H2O，反应消耗氢离子，反应一段时间后，氢离子浓度减小，浸出液pH会变大，故A符合题意；
B．由图1可知，纵坐标为Fe2+氧化率， Fe2+氧化率随浸出液pH增大而减小，故B不符合题意；
C．由题干可知，加适量Na2CO3调pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，反应为2Fe3++3CO+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑，故C不符合题意；
D．用氨水调节溶液pH发生反应，可以使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.MnO2与Fe2+发生反应2Fe2＋+MnO2+4H＋=2Fe3＋+ Mn2++2H2O；
B. Fe2+氧化率随浸出液pH增大而减小；
C.加适量Na2CO3调pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀；
D.用氨水调节溶液pH可发生反应。
21．【答案】（1）0
（2）O2
（3）H2S+ 2Fe3+=2Fe2++2H++ S↓；H2S+Ni2+=Ni↓+2H++S↓
（4）b
（5）4%~6%
（6）
【解析】【解答】（1）Ni(CO)4中碳为+2价、氧-2价，故Ni的化合价为0；
（2）Ni2O3有强氧化性，加压酸浸时有气体产生且镍被还原为Ni2+，Ni的化合价降低，则氧元素的化合价应升高，则产生的气体为O2；
（3） 滤渣D为单质镍、硫的混合物，浸出液B含有Fe3+、Ni2+，向其中通入H2S气体时Fe3+被还原为Fe2+，同时生成硫单质，且Ni2+被还原为单质，反应的离子方程式：H2S+ 2Fe3+==2Fe2++2H++ S↓、H2S+Ni2+==Ni↓+2H++S↓；
（4）根据上述分析，过滤后得到滤液C含有Fe2+，检验滤液C 中金属阳离子的试剂可选择.K3[Fe(CN)6]，答案选b；
（5）根据下图分析，残铝量在4%~6%范围内催化活性最高，属于优质产品；
（6）从浸出液E 回收氧化铝的流程可表示为：浸出液E 。
【分析】（1）Ni(CO)4是金属配合物；
（2）根据氧化还原反应中元素化合价的升降进行分析产物；
（3）根据氧化还原反应原理分析反应物和产物，然后书写离子方程式；
（4）K3[Fe(CN)6]可检验亚铁离子；
（5）图像中最高点表示催化活性最高。
22．【答案】（1）b；a
（2）MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2
（3）否；电极Li是活泼金属，能与水反应
（4）3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O；2：1
【解析】【解答】解：（1）Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流方向从正极到负极，即从b极流向a极，故答案为：b；a；（2）MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2，故答案为：MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2；（3）因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂，故答案为：否；电极Li是活泼金属，能与水反应；（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的方程式为3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2，反应中Mn元素化合价分别由+6价升高到7价、降低到+4价，由氧化还原反应氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2：1，故答案为：3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O；2：1．
【分析】形成原电池反应时，Li为负极，被氧化，电极方程式为Li﹣e﹣=Li+，MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e﹣+Li+=LiMnO2，结合电极方程式以及元素化合价的变化解答该题．
23．【答案】（1）2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2↑
（2）2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
（3）B；3Fe3++3CaCO3+Na++5SO42-+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CaSO4↓+3CO2↑；生成Fe(OH)3胶体的颗粒小、沉淀速率慢、不容易过滤蒸发浓缩
（4）蒸发浓缩；洗涤
【解析】【解答】将电镀污泥、碳酸钠和空气焙烧，发生反应2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2↑，然后水浸Na2CrO4溶于水、NiO和Fe2O3难溶于水，然后过滤得到滤液，向滤液中加入稀硫酸，发生反应2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，然后利用物质的溶解度不同分离得到硫酸钠和Na2Cr2O7溶液；向滤渣中加入稀硫酸，发生反应NiO+H2SO4=NiSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，向溶液中加入CaCO3来中和溶液中的酸，同时调节溶液的pH，根据图2知，pH为1.5-2.5时铁元素的去除率较大，根据流程图知，生成的沉淀有NaFe3(SO4)2(OH)6、CaSO4，所以去除铁元素时发生的离子反应方程式为3Fe3++3CaCO3+Na++5SO42-+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6+3CaSO4+3CO2↑，然后过滤得到沉淀NaFe3(SO4)2(OH)6、CaSO4和溶液NiSO4，然后采用蒸发浓缩、冷却结晶方法得到NiSO4 6H2O晶体；
(1)通过以上分析知，三氧化二铬和碳酸钠、氧气在高温下反应方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2↑；
(2)根据以上分析知，酸性条件下CrO42-和氢离子反应生成Cr2O72-和水，离子方程式为2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；
(3)①根据图2知，pH在0-3左右，pH越大铁元素的去除率越高，pH＞3后，pH越大铁元素的去除率减小，铁的去除率在pH为1.5-2.5时较高，故选B；②根据以上分析知，发生的离子反应方程式为3Fe3++3CaCO3+Na++5SO42-+3H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6+3CaSO4+3CO2↑；③胶体颗粒小，沉淀速率慢且不容易过滤，导致除铁效率低；(4)从溶液中获取晶体的方法为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，蒸发浓缩增大溶液浓度，洗涤除去杂质。
【分析】根据制备流程分析每一步物质的转化关系，结合氧化还原反应的规律和离子方程式的书写以及物质的分离方法等进行分析即可。
24．【答案】（1）O2＋2H2O＋4e－=4OH－；N2H4＋4OH－－4e－=N2↑＋4H2O
（2）N2＋8H＋＋6e－=2NH4+
（3）解：如图所示： 正极反应：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋负极反应：Cu－2e－=Cu2＋
【解析】【解答】(1)氧气在正极上发生还原反应生成氢氧根离子，肼在负极上被氧化转化为无污染的氮气和H2O。(2)相当于氮气和氢气先合成氨，然后结合盐酸生成氯化氨。(3)三价铁离子能够氧化铜生成铜离子，从而设计成原电池证明该结论。
【分析】（1）氧气为正极，得到电子，发生还原反应；联氨为负极，失去电子，发生 氧化反应；
（2）氮气作为该电池的正极，得到电子，生成铵根；
（3）根据氧化还原反应的规律可知，氧化剂的氧化性大于氧化产物。
25．【答案】（1）
（2）
（3）
（4）c
【解析】【解答】(1)由题意可知，V2O5与稀硫酸、亚硫酸钾反应生成VOSO4、K2SO4，由元素守恒可知还生成H2O，配平后化学方程式为： 。
(2)向上述所得溶液中加入KClO3溶液， 与 发生氧化还原反应，生成 和Cl-，氯元素化合价由+5降低为 1，共降低6价，V元素化合价由+4升高为+5，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，则按得失电子数守恒、元素质量守恒、电荷守恒，得离子方程式为：
(3) V2O5能与盐酸反应产生VO2+和一种黄绿色气体即氯气，则盐酸中氯元素化合价从-1价升高到0价，Cl-为还原剂，VO2+为还原产物，已知还原剂的还原性大于还原产物的还原性，则还原性：Cl->VO2+，氯气能与Na2SO3溶液反应被吸收，氯气将亚硫酸根氧化生成硫酸根、自身被还原为Cl ，离子反应方程式为： ，则还原性： ；因此 、Cl-、VO2+还原性由大到小的顺序是 。
(4)在20.00 mL 0.1 moI.L-1 溶液中，加入0.195g锌粉，恰好完全反应，则 与锌的物质的量之比为2:3， ，则V元素化合价降低3价，从+5价降低到+2价，则还原产物可能是V2+，答案为c。
【分析】（1）根据反应物和生成物结合氧化还原反应即可写出方程式
（2）根据反应物和生成物结合氧化还原反应即可写出方程式
（3）根据实验现象即可判断还原性的强弱
（4）根据锌的转移的电子与V元素转移的电子数相等即可计算