高考化学第一轮复习：电极反应和电池反应方程式
一、选择题
1．磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性，具有较长的使用寿命，放电时的反应为： LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。图1为某磷酸铁锂电池的切面，图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法错误的是
A．放电时，负极反应： LixC6- xe- = xLi++6C
B．(a)过程中1mol晶胞转移的电子数为NA
C．(b)代表放电过程， Li+脱离石墨，经电解质嵌入正极
D．充电时的阳极反应： LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+
2．高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A．放电时，负极反应式为：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)
B．放电时，正极反应式为：FQ+2H++2e-=FQH2
C．充电时，1molFQH2转化为FQ转移2mol电子
D．充电时，中性电解质NaCl溶液的浓度增大
3．“胜哥”基于光激发碳纤维上的聚[1，4-二(2-噻吩基)]苯(PDTB)和二氧化钛()半导体构建了一种夹心三明治结构的高性能锌-空气电池，该装置利用充放电过程中与的相互转化，能够提升电池的放电电压，降低电池的充电电压，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是
A．该装置可实现光能向电能和化学能的转化
B．电极电势：
C．开关K置于M处时，电子由极通过导线流向PDTB极
D．开关K置于N处时，极的电极反应式为
4．过硫酸铵可用作氧化剂、漂白剂。利用电解法在两极分别生产过硫酸铵和过氧化氢的装置如图所示。下列说法错误的是
A．a为外接电源的负极
B．电解总反应：
C．阴离子交换膜可用阳离子交换膜替代
D．电解池工作时，I室溶液质量理论上逐渐减小
5．近年来电池研究领域涌现出一类纸电池。某纸电池结构如图所示，其M极为嵌锂石墨烯()，N极为钴酸锂()，电解质为六氟磷酸锂()的碳酸酯溶液，电池总反应为：下列说法不正确的是
A．放电时，M电极反应式为：
B．放电时，由N极向M极迁移
C．充电时，M极接直流电源负极，发生还原反应
D．充电时，每转移电子，N极质量理论上减少
6．与锂离子电池相比，有机电池不依赖战略金属、充电速度更快且环境友好。如图是一种可降解的多肽电池。(假设离子交换膜仅允许通过)下列说法错误的是（ ）
A．放电时d为正极，充电时b为阴极
B．c电极的电极方程式为：
C．放电时，电路中每通过NA个电子，负极区质量增加149g
D．充电时，总反应方程式为：
7．LiFePO4电池是一种新型锂离子电池，其工作原理为LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6充放电时，Li+在正极材料上嵌入或脱嵌，随之在石墨中发生了LixC6的生成与解离。利用LiFePO4电池可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵，其回收利用装置如图所示，下列说法错误的是
A．放电时电池内部Li+向正极移动
B．电池工作时，正极反应式为： Li1-xFePO4 + xLi++ xe—= LiFePO4
C．转化为硫酸铵时，M与b相接，N与a相接
D．该装置实际工作过程中需要在C处补充适量H2SO4
8．开关K置于a处时，两极均有气泡产生，U形管中的液面上升，一段时间后，再将开关K置于b处，可观察到两极的气体逐渐减少。据此分析，下列说法正确的是（ ）
A．开关K置于a处时，铁电极与直流电源的正极相连
B．开关K置于a处时，产生气体的原因为：2H++2Cl-H2↑+Cl2↑
C．开关K置于b处时，阳离子通过阳离子交换膜移向石墨电极
D．开关K置于b处时，铁电极上的电极反应式为H2-2e-=2H+
9．国产航母山东舰采用模块制造，然后焊接组装而成。实验室模拟海水和淡水对焊接金属材料的影响，结果如图所示。下列分析正确的是
A．舰艇被腐蚀是因为形成了电解池
B．甲是海水环境下的腐蚀情况
C．被腐蚀时正极反应式为：Fe-2e→Fe2＋
D．焊点附近用锌块打“补丁”延缓腐蚀
10．某种培根型碱性氢氧燃料电池示意图如所示，下列有关该电池的说法错误的是
A．电池放电时，向镍电极Ⅰ的方向迁移
B．正极电极反应为：
C．出口Ⅰ处有水生成
D．循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环
11．为实现碳中和，可通过电解法用制备，电解装置如图，下列说法错误的是
A．玻碳电极为阳极，发生氧化反应
B．铂电极的电极反应：
C．制得28g时，产生32g
D．电解一段时间后，右池中溶液的pH可能不变
12．“胜哥”将铜棒插入浓、稀溶液中(装置如图)、观察到电流计指针发生偏转，一段时间后，浸入浓溶液的铜棒变粗。下列说法错误的是
A．铜棒变粗的反应：
B．导线中电子移动的方向：b→a
C．随着反应的进行，浓、稀溶液的浓度逐渐接近
D．的氧化性随增大而增强，Cu的还原性随增大而减弱
二、非选择题
13．连二亚硫酸钠 ，俗称保险粉，易溶于水，常用于印染、纸张漂白等。回答下列问题：
（1） 中S的化合价为 。
（2）向锌粉的悬浮液中通入 ，制备 ，生成 ，反应中转移的电子数为 mol；向 溶液中加入适量 ，生成 并有沉淀产生，该反应的化学方程式为
（3） 电池具有高输出功率的优点。其正极为可吸附 的多孔碳电极，负极为金属锂，电解液为溶解有 的碳酸丙烯酯-乙腈溶液。电池放电时，正极上发生的电极反应为 ，电池总反应式为 。该电池不可用水替代混合有机溶剂，其原因是 。
14．对硝基苯酚(，PNP)是应用广泛的精细化工中间体。PNP有毒，工业废水中的PNP需联合采用多种方法进行处理，流程如图。
已知：PNP的溶解性与苯酚类似，微溶于水；其化学性质稳定，可被 OH、HClO氧化降解为无机物，但不能与O2反应。
（1）在pH>14的废水中，PNP的存在形态为 (用结构简式表示)。
（2）絮凝沉淀池中加入硫酸的目的是 。
（3）低浓度PNP废水可通过电解法处理，装置示意图如图。
① OH(氧元素为-1价)由水产生， OH 在(填“Pt”或“石墨”)电极产生。
②产生 OH的电极反应式为 。
（4）废水中所含电解质的种类会影响电解法处理PNP的去除率。其它条件相同时，以NaCl和Na2SO4模拟酸性低浓度PNP废水中的电解质，结果如图。
①电解质为NaCl时，阳极副反应的电极反应式为 。
②电解质为NaCl时，PNP去除率较Na2SO4高，可能的原因是 。
（5）在强碱性条件下，单独使用电解法也可有效去除废水中的PNP。工业上仍联合使用絮凝沉淀法处理PNP废水，目的是节约电能和 。
15．环氧乙烷(，别称EO)是重要的杀菌剂和工业合成原料。回答下列问题：
（1）(一)乙烯直接氧化法：
反应Ⅰ：(g)
反应Ⅱ：
乙烯与在a、b两种催化剂作用下发生反应，催化剂的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的选择性(用EO选择性%表示)与温度(T)的变化曲线如图一所示。
①依据图给信息，选择制备环氧乙烷的适宜条件为 。
②M点后曲线下降的原因为 。
③下列说法正确的有 (填标号)。
A．催化剂的选择性越高，其达到最高反应活性所需的温度越高
B．催化剂的催化活性与温度成正比
C．不同催化剂达到最高活性时的温度不同
（2）设为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。反应Ⅰ、Ⅱ对应的随(温度的倒数)的变化如图二所示。
① 0(填“>”或“＜”)。
②在T℃的恒温、恒容密闭容器中，按体积分数充入反应混合气体：乙烯30%、氧气7%，其余混合气63%(致稳气)，发生反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)。平衡时体系压强为2000kPa，乙烯的转化率为，则T℃下反应Ⅰ的相对压力平衡常数 。
（3）(二)电化学合成法
科学家利用、水合成环氧乙烷，有利于实现碳中和。总反应为：，该过程在两个独立的电解槽中实现，装置如图三所示，在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷，内部结构如图四所示。
①电解槽1中阴极的电极反应式为 。
②图四虚线框中发生的反应为：、 、。
16．硫酸铅(PbSO4)，制造铅蓄电池的一种原料；以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料，制备高纯PbO，可实现铅的再生利用。
（1）铅蓄电池中需要配制5.3 mol L 1的H2SO4溶液，需要的仪器有玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)。
（2）工业上以PbS为原料可以制取PbSO4，80℃时浸取，将PbS与盐酸、MnO2和饱和食盐水一起浸取，PbS反应后生成和S。
①写出PbS反应的离子方程式： 。
②浸取时应控制盐酸的浓度。其他条件一定，若盐酸浓度过大，铅元素的浸出率反而下降，原因是 。
（3）用废旧铅酸电池中的含铅废料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用的过程中，
过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：
i：2Fe2++PbO2+4H++=2Fe3++PbSO4+2H2O
ii：2Fe3++Pb+=2Fe2++PbSO4
下列实验方案可证实上述催化过程。请将实验方案补充完整。
a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。
b． 。
（4）已知：Ksp(PbCO3)=1.5×10 13，Ksp(PbSO4)=1.8×10 8.在某制备过程中，经检测，过滤出的PbCO3沉淀中混有PbSO4，则该滤液中= 。
（5）以铅蓄电池为电源，电解二氧化碳酸性溶液可制得丙烯(如图)。
①Y极与电源 (填“正极”或“负极”)相连。
②该离子交换膜为 膜。
③X极的电极反应式为 。
17．火法炼铜过程中产生的碱性渣，其主要成分为TeO2、Na2TeO3、Na2SeO3以及少量的CuO、PbO、SiO2等。一种利用这种碱性渣提取高纯碲和粗硒的工艺流程如下图所示。
已知：Ksp (CuS)=6×10-36；Ksp(PbS)=9×10-29。
请回答以下问题：
（1）“碱浸”前应对碱性渣进行的操作是 。
（2）下图分别是温度和NaOH溶液浓度对碲浸出率的影响，则碱浸时的合适温度是 。实际生产中采用1mol·L-1的NaOH溶液，而不用更大浓度 NaOH溶液的原因是 。
（3）已知：CuO和PbO均具有一定的“两性”，“碱浸”时生成物类型类似于偏铝酸钠。则“碱浸”时PbO所发生反应的离子方程式为 。
（4）滤渣3的主要成分为 。滤液中Pb2＋沉淀完全时，c(Cu2＋)的最大值是 mol·L-1，(保留小数点后2位。某离子浓度低于1×10-5mol·L-1时，可认为该离子沉淀完全)
（5）电解制碲时阴极的电极反应式为 。电解余液经处理后可循环使用于步骤 。电解时电流为10A，电解时间为4h。若生成碲(Te)的电流利用率为95％，则生成碲的质量为 。(法拉第常数为96500C·mol-1，保留小数点后1位)
18．一种利用废催化剂(含TiO2，WO3等)回收金属Ti、W的工艺流程如图所示。
已知：①偏钛酸钠(Na2TiO3)难溶于水；“酸洗”时，Na2TiO3转化为TiOCl2或TiOSO4，水解后得到H2TiO3；
②当溶液中某离子浓度≤1×10-5mol/L时，认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题：
（1）为加快“碱浸”的速率，可采取的措施为 (任写两条)；“碱浸”时生成偏钛酸钠的离子方程式为 。
（2）锐钛型和金红石型是TiO2最常见的两种晶体类型，煅烧H2TiO3过程中，TiO2会发生“锐钛型→金红石型”转化，固体质量残留率和晶型转化率随温度变化如图1所示，晶型转化过程中的能量变化如图2所示。设计用“过滤”所得Na2TiO3制备金红石型TiO2的操作方案 。
（3）“煅烧”时，TiO2的提取率随时间、温度的变化关系如图，提取TiO2的适宜条件为 。
（4）用固体二氧化钛生产海绵钛的装置如图，其原理是TiO2的氧解离进入熔融盐中而得到金属海绵钛。电解过程中，b极是 极，阴极的电极反应式为 。
（5）将氢氧化钙加入钨酸钠溶液中可得到钙酸钙，已知Ksp(CaWO4)=4×10-10(mol/L)2，Ksp［Ca(OH)2］=9×10-7(mol/L)3，当溶液中沉淀完全时，溶液中c(OH-)最大值为 mol/L。
答案与解析
1．答案：B
分析：根据放电时的反应“LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4”可得负极的电极反应式为LixC6- xe- = xLi++6C，正极的电极反应式为Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋=LiFePO4。充电时为电解池装置，其阳极的电极反应式为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋，阴极的电极反应式为xLi＋＋6C＋xe－=LixC6。
解析：A.放电时，负极的电极反应式为LixC6- xe- = xLi++6C，A不符合题意；
B.(a)过程的电极反应式为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋，由图可知，该过程中脱离2个Li+，因此煤形成1mol晶胞，转移2mol电子，B符合题意；
C.(b)过程的电极反应式为Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋=LiFePO4，该过程为放电过程的正极反应，因为Li+脱离石墨，C不符合题意；
D.由分析可知，该电池充电时阳极的电极反应式为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋，D不符合题意；
故答案为：B
2．答案：D
分析：与图可知，左侧电极，Zn(OH)转化为Zn，充电时，左侧为阴极，电极反应式为Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-，右侧为阳极，电极反应式为FQH2-2e-= FQ+2H+ ，放电时，左侧为负极，电极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，右侧电极为正极，电极反应式为FQ+2H++2e-=FQH2。
解析：A．左侧锌变成Zn(OH)为原电池的负极反应，故放电时，负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，A不符合题意；
B．右侧电极为正极，正极反应式为：FQ+2H++2e-=FQH2，B不符合题意；
C．充电时，阳极反应为FQH2-2e-= FQ+2H+ ，故1molFQH2转化为FQ转移2mol电子，C不符合题意；
D．充电时，氯离子通过阴离子交换膜进入右侧故中性电解质NaCl溶液的浓度减小，D符合题意；
故答案为：D。
3．答案：B
分析：开关K置于M处时为原电池，PDTB电极上，发生反应O2 + 4eˉ + 2H2O = 4OHˉ，则PDTB电极为正极，Zn/ZnO电极为负极，电极反应式为Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；开关K置于N处时为电解池，极为阴极，电极反应式为，TiO2电极为阳极。
解析：A．由图可知，开关K置于M处时，该装置为原电池，需要利用光能，开关K置于N处时，该装置为电解池，也需要光能，则该装置可实现光能向电能和化学能的转化，选项A不符合题意；
B．原电池中正极的电势大于负极，则电极电势：，电解池中阳极的电势大于阴极，则电极电势：，选项B符合题意；
C．原电池工作时，电子由负极通过导线流向正极，则开关K置于M处时，电子由极通过导线流向极，选项C不符合题意；
D．开关K置于N处时，该装置为电解池，极为阴极，其电极反应式为，选项D不符合题意；
故答案为：B。
4．答案：C
分析：S元素化合价由＋6价升高为＋7价，化合价升高被氧化，故右侧Pt电极为阳极，b为外接电源正极，a为外接电源负极，左侧Pt电极为阴极。
解析：A.根据分析，a为外接电源的负极，A正确；
B.根据分析，阴极氧气被还原，阳极硫酸根被氧化，电解总反应正确，B正确；
C.根据阳极产物可知，反应需要消耗硫酸根，阴离子交换膜不可用阳离子交换膜替代，C错误；
D.电解池工作时，I室溶液中氢离子移向阴极，硫酸根移向阳极，消耗硫酸，I室溶液质量理论上逐渐减小，D正确；
故答案为：C.
5．答案：B
分析：解答新型化学电源的步骤：(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式。
解析：A.放电时，M电极为负极，反应式为：LixC6 xe =xLi++C6，A正确；
B.放电时，原电池的阳离子由负极向阳极移动，Li+由M极向N极迁移，B错误；
C.充电时，M极接直流电源负极，为阴极，发生还原反应，C正确；
D.充电时，N极为阳极，发生还原反应，LiCoO2-xe-= Li1 xCoO2+xLi+，每转移1mol电子，N极减少1mol Li+，质量减少1mol×7g/mol=7g，D正确
故答案为：B。
6．答案：A
分析：放电时，d电极发生氧化反应，为负极，则电极c为正极，电极b与电源负极相连，为阴极，电极a与电源正极相连，为阳极。
解析：A．根据反应，放电时，d电极失去电子，发生氧化反应，为负极，充电时，b电极接电源的负极，为阴极，A符合题意；
B．c电极为放电时的正极，得电子，发生还原反应，B不符合题意；
C．放电时，阴离子向负极移动，每通过个电子，就有1mol进入负极区，负极区质量增加149g，C不符合题意；
D．由反应可知，从左往右为放电反应，从右往左为充电反应，所以将电极反应相加得总反应为：，D不符合题意；
故答案为：A。
7． 答案：D
分析：放电时，N电极为正极，电极反应式为Li1-xFePO4 + xLi++ xe-= LiFePO4，负极的电极反应式为 LixC6-xe-=6C+xLi+ ；将雾霾中的一氧化氮、二氧化硫转化为硫酸铵时，与负极M电极相接的b电极为阴极，与正极N电极相接的a电极为阳极，原电池工作时，阳离子向正极移动。
解析：A．LiFePO4电池放电时，电池内部阳离子锂离子向正极移动，故A不符合题意；
B．由分析可知，电池工作时，N电极为正极，锂离子作用下Li1-xFePO4 在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为Li1-xFePO4 + xLi++ xe-= LiFePO4，故B不符合题意；
C．由分析可知，将雾霾中的一氧化氮、二氧化硫转化为硫酸铵时，与负极M电极相接的b电极为阴极，与正极N电极相接的a电极为阳极，故C不符合题意；
D．由分析可知，电解的总反应方程式为5SO2+NO+8H2O (NH4)2SO4+ 4H2SO4，实际工作过程中需要在C处补充适量氨水将生成的硫酸转化为硫酸铵，故D符合题意；
故答案为：D。
8．答案：B
分析：开关K与b连接，形成原电池，为铁的吸氧腐蚀；K与a连接，形成电解池，石墨为阳极，发生氧化反应生成氯气，铁为阴极，发生还原反应生成氢气和氢氧化钠。
解析：A．开关K置于a处时构成电解池，两极均有气泡产生，U形管中的液面上升，阳极产生氯气，阴极产生氢气，因此铁电极一定是阴极，即铁电极与直流电源的负极相连，A不符合题意；
B．开关K置于a处时铁电极是阴极，相当于是电解饱和食盐水，产生气体的原因为：2H2O+2Cl－H2↑+2OH－+Cl2↑，B符合题意；
C．开关K置于b处时构成原电池，氢气失去电子，铁作负极，石墨电解是正极，所以阳离子通过阳离子交换膜移向石墨电极，C不符合题意；
D．开关K置于b处时构成原电池，氢气失去电子，铁作负极，铁电极上的电极反应式为H2-2e-=2H+，D不符合题意；
故答案为：B。
9．答案：D
分析：该腐蚀过程形成了原电池，Fe比Sn活泼，Fe作负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，Sn作正极被保护，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
解析：A．由图可知，舰艇腐蚀是形成原电池，加快反应速率，A不符合题意；
B．海水环境下电解质浓度较大，腐蚀更严重，乙是在海水环境下的腐蚀情况，B不符合题意；
C．两种环境下，正极反应式为，C不符合题意；
D．锌可以和铁形成原电池，但是此时锌为负极，保护了舰体不被腐蚀，D符合题意；
故答案为：D。
10．答案：A
分析：氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，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，原电池工作时，阳离子向正极移动。
解析：A．原电池中，阳离子向正极移动，由分析可知镍电极Ⅱ为正极，则向镍电极Ⅱ的方向迁移，故A符合题意；
B．由分析可知，镍电极Ⅱ为正极，电极方程式为：，故B不符合题意；
C．镍电极Ⅰ为负极，电极方程式为：H2+2e-+2OH-=2H2O，出口Ⅰ处有水生成，故C不符合题意；
D．由图示可知，循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环，故D不符合题意；
故答案为：A。
11．答案：C
分析：玻碳电极上，水发生氧化反应生成氧气，则玻碳电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，铂电极为阴极，电极反应式为。
解析：A．由分析可知，H2O在玻碳电极上失去电子生成O2，则玻碳电极为阳极，发生氧化反应，故A不符合题意；
B．铂电极为阴极，得电子得到，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：，故B不符合题意；
C．制得28g的物质的量为=1mol，由电极方程式可知，转移12mol电子，阳极电极方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+，则生成3molO2，质量为3mol=96g，故C符合题意；
D．电解一段时间后，阳极产生的H+通过质子交换膜进入阴极，同时阳极消耗水，若阴极产生的水能够进入阳极，则右池中溶液的pH可能不变，故D不符合题意；
故答案为：C。
12．答案：B
分析：新型电池的判断：
1、化合价升高的为负极，失去电子，化合价降低的为正极，得到电子；
2、电极反应式的书写要注意，负极反应为负极材料失去电子化合价升高，正极反应为正极材料得到电子化合价降低，且要根据电解质溶液的酸碱性判断，酸性溶液不能出现氢氧根，碱性溶液不能出现氢离子，且电极反应式要满足原子守恒。
解析：A．据分析铜棒变粗的反应：，故A不符合题意；
B．导线中电子移动的方向由负极移向正极，即：a→b，故B符合题意；
C．随着反应的进行，右侧不断消耗，左侧不断生成，浓、稀溶液的浓度逐渐接近，故C不符合题意；
D．据分析对比可知，的氧化性随增大而增强，Cu的还原性随增大而减弱，故D不符合题意；
故答案为：B。
二、非选择题
13．答案：（1）+3
（2）2；ZnS2O4＋Na2CO3=Na2S2O4＋ZnCO3↓
（3）； 与水反应
分析：（1）根据化合物中化合价代数和为0计算硫元素的化合价；
（2）结合化合价变化确定转移电子数；根据题干信息确定反应物和生成物，从而确定反应的化学方程式；
（3）结合负极的电极反应确定电池总反应；根据Li性质分析；
解析：（1）在Na2S2O4中，钠元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价， 结合化合物中化合价代数和为0可得，硫元素的化合价为+3价；
（2）SO2中硫元素为+4价，ZnS2O4中硫元素的化合价为+3价，因此生成1molZnS2O4时，转移电子数为2mol；由题干信息可知，该反应的反应物为ZnS2O4和Na2CO3，生成物为ZnCO3和Na2S2O4，因此该反应的化学方程式为：ZnS2O4＋Na2CO3=Na2S2O4＋ZnCO3↓；
（3）该电池中，负极的电极反应式为：Li－e－=Li＋，结合得失电子守恒可得，电池的总反应式为：2Li＋2SO2=Li2S2O4；由于金属Li的活动性较强，能与水发生反应，因此不能用水代替混合有机溶剂；
14．答案：（1）
（2）将转化为微溶的，降低废水中PNP的浓度
（3）Pt；H2O-e-= OH +H+
（4）2Cl--2e-=Cl2↑；NaCl作电解质时产生的Cl2与水反应生成HClO，能有效地氧化降解PNP
（5）回收PNP
分析：（1）碱性溶液中会发生反应；
（2）加入硫酸可调节溶液pH，将易溶的转为；
（3）①Pt电极与电源正极相连，为阳极，石墨电极与电源负极相连，为阴极；
②阳极发生氧化反应；
（4）①NaCl中Cl-会在阳极放电；
②氯气溶于水生成HClO；
（5）工业上联合使用絮凝沉淀法处理PNP废水，可得到PNP。
解析：对硝基苯酚能和碱进行反应生成对硝基苯酚盐，从而溶解在水溶液中，再向其中加入稀硫酸转化为对硝基苯酚，因PNP的溶解性与苯酚类似，微溶于水，在絮凝沉淀池将其沉淀下来得到PNP晶体，同时得到低浓度PNP废水，最后对该溶液进行电解即可得到合格废水；
(1)在碱性溶液中会发生发生反应：，故PNP的存在形态为 ；
(2)PNP的溶解性与苯酚类似，微溶于水，向絮凝沉淀池中加入硫酸的目的是调节溶液pH，将转化为，从溶液中析出，降低废水中PNP的浓度；
(3)分析电解池可知，Pt和石墨电极与电源正极、负极相连，故Pt和石墨电极分别为阳极和阴极，阳极失去电子发生氧化反应：H2O-e-= OH +H+，阴极得到电子发生还原反应； OH失去电子，在阳极发生，即Pt电极；
(4)当电解质为NaCl时，Cl-会在阳极放电，故阳极副反应的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，产生的Cl2与水反应生成HClO，能有效地氧化降解PNP；
(5)在强碱性条件下，单独使用电解法也可有效去除废水中的PNP，工业上联合使用絮凝沉淀法处理PNP废水，可得到PNP，故目的是节约电能和回收PNP。
15．答案：（1）选用催化剂a，温度220℃；温度升高，催化剂活性减弱；发生反应Ⅱ，使选择性下降；C
（2）＜；
（3）；
分析：（1）①在较低温度下催化剂a体现了较高的催化活性和生成EO的选择性，能耗低，极值对应温度220℃；
②M点后随着温度升高，催化剂的活性减弱；
③温度会影响催化剂的活性；
（2）①温度降低，反应II对应的值逐渐减小，即逐渐增大，说明平衡正向移动；
②列出反应的三段式计算；
（3）①电解槽Ⅰ中阴极区CO2得电子被还原为C2H4；
②HOCH2CH2Cl在碱性条件下脱去HCl。
解析：(1)①在较低温度下催化剂a体现了较高的催化活性和生成EO的选择性，能耗低，极值对应温度220℃；②M点后随着温度升高，催化剂的活性减弱，发生反应II，生成EO的选择性也随之降低；③A．催化剂选择性高低变化和最高反应活性也要在一定温度范围内变化与维持，A项不正确；B．温度过高会使催化剂失活，所以催化活性并不与温度成正比，B项不正确；C．由图可知不同催化剂达到最高活性时的温度不同，C项正确，故
故答案为：C。
(2)①由图像可知自左向右随着温度T降低，反应II对应的值逐渐减小，即逐渐增大，说明平衡向正反应放热方向移动，所以反应II正反应是放热反应，＜0；②设混合气体总体积为100，列反应I三段式如图
(3)①电解槽I中阴极区CO2得电子被还原为C2H4，电极反应式为：；②在碱性条件下脱去HCl，虚线框内的反应式为。
16．答案：（1）烧杯、量筒
（2）PbS＋MnO2＋4Cl－＋4H+＝＋S＋Mn2+＋2H2O；盐酸浓度过大，盐酸与MnO2发生氧化还原反应，部分MnO2被盐酸消耗，导致与PbS反应的MnO2的量减少
（3）取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去
（4）1.2×105
（5）正极；质子；3CO2＋18e－＋18H+＝CH3CH=CH2＋6H2O
分析：（1）配制一定浓度的溶液的步骤为：计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等，根据实验步骤选择相关仪器；
（2）①将PbS与盐酸、MnO2和饱和食盐水一起浸取，PbS反应后生成和S，则PbS反应的离子方程式为PbS＋MnO2＋4Cl－＋4H+＝＋S＋Mn2+＋2H2O；
②盐酸浓度过大，盐酸与MnO2发生氧化还原反应，部分MnO2被盐酸消耗，导致与PbS反应的MnO2的量减少；
（3）过程Ⅰ中Fe2+作催化剂，在反应i中作反应物，转化为Fe3+，在反应ii中作生成物，Fe3+转化为Fe2+；
（4）根据计算；
（5） X电极上CO2得电子生成丙烯、为阴极、与电源负极相接，Y电极上H2O失电子生成O2、作阳极、与电源正极相接。
解析：（1）配制5.3 mol L 1的H2SO4溶液，需要的仪器有玻璃棒、量筒、胶头滴管、烧杯、一定规格的容量瓶，不用托盘天平、圆底烧瓶、漏斗；故答案为：烧杯、量筒。
（2）①将PbS与盐酸、MnO2和饱和食盐水一起浸取，PbS反应后生成和S，MnO2发生还原反应生成Mn2+，反应的离子方程式为PbS＋MnO2＋4Cl－＋4H+＝＋S＋Mn2+＋2H2O；故答案为：PbS＋MnO2＋4Cl－＋4H+＝＋S＋Mn2+＋2H2O。
②MnO2能与浓盐酸反应，则盐酸浓度过大，部分MnO2被盐酸消耗，导致与PbS反应的MnO2的量减少，铅元素的浸出率会下降；故答案为：盐酸浓度过大，盐酸与MnO2发生氧化还原反应，部分MnO2被盐酸消耗，导致与PbS反应的MnO2的量减少。
（3）过程Ⅰ中Fe2+作催化剂，在反应i中作反应物，转化为Fe3+，设计的实验方案为：向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红；要证明Fe2+在反应ii中作生成物，Fe3+转化为Fe2+，可取a中红色溶液，加入过量Pb粉，若充分反应后红色褪去，即可说明Fe3+又转化为Fe2+；故答案为：取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去。
（4）过滤出的PbCO3沉淀中混有PbSO4，则PbCO3、PbSO4共存体系中；故答案为：1.2×105。
（5）①该电解池中，Y极中水失电子生成O2，为阳极，与电源正极相连；故答案为：正极。
②阳极反应式为2H2O 4e﹣＝O2↑＋4H+，阴极反应式为3CO2＋18e－＋18H+＝CH3CH=CH2＋6H2O，电解质溶液呈酸性，则离子交换膜为质子交换膜；故答案为：质子。
③X电极为阴极，阴极上CO2得电子生成丙烯，电极反应式为3CO2＋18e－＋18H+＝CH3CH=CH2＋6H2O；故答案为：3CO2＋18e－＋18H+＝CH3CH=CH2＋6H2O。
17．答案：（1）粉碎
（2）80℃～90℃；当NaOH溶液浓度为1 mol L-1时浸出率已很高，若再增大浓度浸出率没有明显提高，且会导致后续在调pH时消耗更多的硫酸，增加成本
（3）PbO+2OH-=PbO+H2O
（4）CuS、PbS；6.67×10-13
（5）TeO+4e-+3H2O=Te+6OH-；碱浸和溶解TeO2；45.4 g
分析：碱性渣的主要成分为TeO2、Na2TeO3、Na2SeO3以及少量的CuO、PbO、SiO2等，加入氢氧化钠溶液进行碱浸，TeO2转化为Na2TeO3，CuO和PbO均具有一定的“两性”，碱浸时分别转化为CuO和PbO，SiO2和氢氧化钠反应生成硅酸钠，浸出液中加入氯化钙溶液，与过量的氢氧化钠反应生成微溶的氢氧化钙，与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀，过滤后向滤液中加入硫化钠，与CuO反应生成硫化铜沉淀，与PbO反应生成硫化铅沉淀，过滤后向滤液中加入硫酸，过滤得到TeO2和Na2SeO3溶液，向TeO2中加入氢氧化钠溶液进行溶解，然后电解、熔炼得到高纯碲，向Na2SeO3溶液中通入二氧化硫得到粗硒。
解析：
(1)“碱浸”前应对碱性渣进行的操作是粉碎，目的是增大接触面积，加快碱浸时的反应速率。
(2)由图示可知，碱浸时的合适温度是80℃～90℃，当NaOH溶液浓度为1 mol L-1时浸出率已很高，若再增大浓度浸出率没有明显提高，且会导致后续在调pH时消耗更多的硫酸，增加成本，因此实际生产中采用1mol·L-1的NaOH溶液，而不用更大浓度 NaOH溶液。
(3)CuO和PbO均具有一定的“两性”，“碱浸”时生成物类型类似于偏铝酸钠，“碱浸”时PbO与氢氧根离子反应生成PbO和H2O，反应的离子方程式为：PbO+2OH-=PbO+H2O。
(4)由分析可知，滤渣3的主要成分为CuS、PbS；当滤液中Pb2＋沉淀完全时，c(S2-)===910-24，则c(Cu2+)==≈6.67×10-13mol/L。
(5)电解制碲时阴极TeO得电子生成Te，电极反应式为：TeO+4e-+3H2O=Te+6OH-，生成了氢氧化钠，电解余液经处理后可循环使用于步骤碱浸和溶解TeO2中；电解时电流为10A，电解时间为4h，若生成碲(Te)的电流利用率为95％，则电子的物质的量为mol，生成Te的物质的量为mol，质量为mol128g/mol≈45.4 g。
18．答案：（1）将废催化剂粉碎、搅拌或增大NaOH溶液的浓度或加热；
（2）用盐酸酸洗Na2TiO3，将生成的TiCOl2充分水解后，过滤、洗涤得到H2TiO3，在950℃下煅烧H2TiO3至恒重
（3）30min、500℃
（4）正；TiO2+4e-=Ti+2O2-
（5）0.15
分析：废催化剂加入氢氧化钠碱浸，得到偏钛酸钠和Na2WO4，偏钛酸钠经硫酸或盐酸酸洗，水解得到H2TiO3，焙烧后获得TiO2，TiO2获得Ti单质，溶液中加入氢氧化钙得到CaWO4，经一系列操作得到W。
解析：（1）将废催化剂粉碎、搅拌、增大氢氧化钠溶液的浓度、加热等措施能加快“碱浸”的速率；“碱浸”时生成偏钛酸钠的反应为二氧化钛与氢氧化钠溶液反应生成难溶于水的偏钛酸钠和水，反应的离子方程式为，故答案为：将废催化剂粉碎、搅拌或增大NaOH溶液的浓度或加热；；
（2）由晶型转化过程中的能量变化示意图可知，酸洗时应加入盐酸将偏钛酸钠转化为TiOCl2，TiOCl2充分水解生成偏钛酸，由固体质量残留率和晶型转化率随温度变化的示意图可知，在950℃下煅烧偏钛酸至恒重制得高纯二氧化钛，具体操作为用盐酸酸洗偏钛酸钠，将生成的TiCOl2充分水解后，过滤、洗涤得到偏钛酸，在950℃下煅烧偏钛酸至恒重制得纯二氧化钛，故答案为：用盐酸酸洗Na2TiO3，将生成的TiCOl2充分水解后，过滤、洗涤得到H2TiO3，在950℃下煅烧H2TiO3至恒重；
（3）由图可知，30min、500℃时二氧化钛的提取率最高，则提取二氧化钛的适宜条件为30min、500℃，故答案为：30min、500℃；
（4）由题意可知，电解过程中，b极是电源的正极、b极是负极，与b极相连的高纯二氧化钛为电解池的阴极，二氧化钛在阴极得到电子生成海绵钛和氧离子，电极反应式为TiO2+4e-=Ti+2O2-，故答案为：TiO2+4e-=Ti+2O2-；
（5）由钨酸钙溶度积可知，溶液中钨酸根离子完全沉淀时，溶液中的钙离子浓度不小于=4×10-5mol/L，由氢氧化钙的溶度积可知，溶液中氢氧根离子浓度不小于=0.15mol/L，故答案为：0.15。
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