CuSO4溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂。
（1）配制CuSO4溶液时，需加入一定量的硫酸溶液，用离子方程式说明其原因是 。
（2）利用配制的CuSO4溶液及如图所示装置，进行以下实验探究。
①图一是根据反应Zn＋CuSO4 Cu＋ZnSO4设计成的锌铜原电池。甲池中的电解质溶液为 （填化学式）______________，Cu极的电极反应式是__________________，盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电 池工作时Cl－向________(填“甲”或“乙”)池移动。
②图二中，Ⅰ是氢气燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，电池总反应为：2H2＋O2＝2H2O。该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则a处加入的是________(填“H2”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是_____________________。
③若把图二Ⅱ中电极均换为惰性电极且CuSO4溶液足量，电解时的化学反应方程式为 ，
一段时间后，反应停止。下列物质能使Ⅱ池恢复到反应前浓度的是________(填选项字母)。
| A．Cu | B．CuO | C．CuCO3 | D．Cu(OH)2 |
下图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH 2K2CO3+6H2O
（1）写出下列电极反应式：通入CH3OH 的电极的电极反应式是： ，
B（石墨）电极的电极反应式为： 。
（2）乙池中反应的化学方程式 。
（3）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上转移电子 mol。
下图甲池和乙池中的四个电极都是惰性材料，乙池溶液分层，上层溶液为盐溶液，呈中性，请根据图示回答下列问题：
（1）通入乙醇（C2H5OH）的惰性电极的电极反应式为 。
若甲池可以充电，充电时A接电源的负极，此时B极发生的电极反应式为 。
（2）在乙池反应过程中，可以观察到 电极周围的溶液呈现棕褐色，反应完毕后，用玻璃棒搅拌溶液，则下层溶液呈现紫红色，上层接近无色，C极发生的电极反应 。
（3）若在常温常压下，1gC2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，表示该反应的热化学方程式为 。
（1）氯化铝水溶液呈 性，其离子方程式表示为 ；把AlCl3溶液蒸干，灼烧，最后得到的主要固体产物是 。
（2）未用食用油炒咸菜的铁锅如果没有洗净，不久会出现红褐色锈斑。则铁锅的锈蚀属于 腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）；该腐蚀正极的电极反应式为 ；
此反应每转移2mol电子消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
（3）某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H2SO4(稀)＝CuSO4+H2↑。请在下图方框中画出能够实验这一反应的装置图（作必要的标注）；
某同学做该实验时，看到碳棒上有气泡产生，铜棒上气泡更多且没有被腐蚀，其原因是 。
最新研究发现，用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水具有工艺流程简单、电耗较低等优点，其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应，转化为乙醇和乙酸，总反应如下：2CH3CHO＋H2O
CH3CH2OH＋CH3COOH
实验室中，以一定浓度的乙醛—Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置示意图如图所示。
（1）若以锌锰碱性电池为直流电源，该电池总反应式为：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。该电池的a电极的电极反应式为：_____________________________________________。
（2）电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体。电极反应式如下：
阳极：①4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。
②_______________________________________________。
阴极：①__________________________________________。
②CH3CHO＋2e－＋2H2O===CH3CH2OH＋2OH－。
（3）电解过程中，某时刻测定了阳极区溶液中各组分的物质的量，其中Na2SO4与CH3COOH的物质的量相同。此时刻下列关于阳极区溶液中各微粒浓度关系的说法正确的是 (填序号)。
a．c(Na＋)＝2c(CH3COOH)＋2c(CH3COO－)
b．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(SO42－)＋c(CH3COO－)＋c(OH－)
c．c(Na＋)>c(CH3COOH)>c(CH3COO－)>c(OH－)
（4）已知：乙醛、乙醇的沸点分别为20.8 ℃、78.4 ℃。从电解后阴极区的溶液中分离出乙醇粗品的方法是 。
KMnO4是一种重要的氧化剂，广泛用于化学分析和化工生产。工业上可由软锰矿(主要成分为MnO2)制备，方法如下：
①将软锰矿和KOH(s)的混合物于空气中加热熔融，得到K2MnO4；
②用水溶解，滤去残渣，酸化滤液，K2MnO4转化为MnO2和KMnO4；
③除去MnO2，浓缩结晶得到KMnO4晶体。
（1）下列各组物质能用酸性KMnO4溶液鉴别的是 。
| A．FeSO4溶液和MgSO4溶液 | B．CH3COOH溶液和H2C2O4溶液 |
| C．SO2和CO2 | D．SiO2和Al2O3 |
（2）用软锰矿制备K2MnO4的化学方程式是____________________________________。
（3）步骤③中除去MnO2的操作名称是 。
（4）第②步反应的理论产率为 。
（5）电解法克服了上述过程理论产率偏低的问题，同时副产品KOH可用于软锰矿的焙烧。电解法制备高锰酸钾的实验装置示意图如下（图中阳离子交换膜只允许K+离子通过）：
①阳极的电极反应式为 。
②阴极区生成KOH的原因是 。
③若电解开始时阳极区溶液为1.0 L 0.40 mol/L K2MnO4溶液，电解一段时间后，溶液中n(K)/n(Mn)为6:5，阴极区生成KOH的质量为 。（计算结果保留3位有效数字）
(11分）铬是一种银白色的坚硬金属，铬的工业用途很广，主要有金属加工、电镀、制革行业，这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源，请回答下列问题。
（1）工业上冶炼铬的主要步骤如图所示：
①已知步骤II的反应方程式为：8Na2CrO4 +6Na2S +23H2O = 8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3 +22NaOH
该反应中氧化剂是_____(填化学式），生成lmolCr(OH)3时转移电子的物质的量为____ mol
②步骤IV冶炼制铬的化学方程式为____________________________。
（2）某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意如下图，A为电源的_____(填“正极”“负极”）,阳极区溶液中发生的氧化还原反应为______________。
（3）化学需氧量（COD）可量度水体受有机物污染的程度。它是在强酸并加热条件下，用K2Cr2O7作强氧化剂处理水样时所消耗的K2Cr2O7的量，换算成相当于O2的含量（以mg/L计）。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量，过程如下：
I．取Va mL水样于锥形瓶，加入l0.00mL0.2500mol/L K2Cr2O7溶液；
II．加碎瓷片少许，然后慢慢加入少量硫酸，混合均匀，加热；
III．反应完毕后，冷却，加指示剂，用cmol/L的硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定.终点时消耗硫酸亚铁铵溶液Vb mL(此步操作的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-反应成Cr3+）
①I中，量取K2Cr2O7溶液的仪器是__________________。
②II中，碎瓷片的作用是____________________。
③该水样的化学需氧量(COD)= ______________________(用含c、Va、Vb的表达式表示）.
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO4）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CH3COO)2Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是 。
（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有 、 、 （填化学式）生成。
（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为 。
（4）写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。
（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为 。
(12分)电解池、原电池对于金属冶炼、实验室研究具有十分重要的意义。
（1）电解方法精炼粗铜，电解液选用CuSO4溶液，精炼过程中电解质溶液的浓度______________(填写“增大”、“减小”或“不变”)。铜在潮湿空气中会被锈蚀，写出该反应的化学方程式______________，锈蚀过程中发生了原电池反应，该电池的正极反应式为______________。
（2）研究发现有机合成反应可形成原电池，既生产产品，又生产电能。例如烯烃生产卤代烃的反应就可制成原电池，若电池总反应表示为：
则该原电池的负极反应式为_________________________。
（3）如图为Mg-NaClO燃料电池结构示意图，已知电解质溶液为NaOH溶液，且两电极中一个为石墨电极，一个为镁电极。
Y电极材料为_____________，X电极发生的电极反应式为_____________，若该电池开始时加入1L0.2 mol
NaOH溶液，然后从下口充入1L 0.1molNaClO溶液(忽略整个过程的体积变化)，当NaClO完全放电时溶液的pH=_______________。
(14分)（1）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①1/4CaSO4(s)+CO(g) 
1/4CaS(s)+CO2(g) ∆H1
②CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) ∆H2
③CO(g) 1/2C(s)+1/2CO2(g) ∆H3
则反应2CaSO4(s)+7CO(g) CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s) +SO2(g)的∆H＝
（用∆H1、∆H2和∆H3表示）
（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：
2CO2(g)＋6H2(g) 
CH3OCH3(g)＋3H2O(g)；ΔH
①该反应平衡常数表达式为K＝ 。
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH____(填“＞”“＜”或“=”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H2) /n(CO2)]，则K将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
③二甲醚燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为 。
（3）一种以铜作催化剂脱硫有如下两个过程：
①在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化，所发生反应为：
2SO2＋2nCu＋(n＋1)O2＋(2－2n) H2O＝2nCuSO4＋(2－2n) H2SO4
从环境保护的角度看，催化脱硫的意义为 。
②利用下图所示电化学装置吸收另一部分SO2，并完成Cu的再生。写出装置内所发生反应的总的离子方程式： 。
28某种碳酸锰矿的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、MgO、SiO2、Al2O3等。已知碳酸锰难溶于水。一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰，流程如下：
阴离子膜法电解装置如图所示：
（1）写出用稀硫酸溶解碳酸锰反应的离子方程式 。
（2）在浸出液里锰元素只以Mn2+的形式存在，且滤渣中也无MnO2，请解释原因 .
（3）已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表：
加氨水调节溶液的pH等于6，则滤渣的成分是 ，滤液中含有的阳离子有H+和 。
（4）电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向，则A电极是 极。实际生产中，以石墨为电极，阳极区以稀硫酸为电解液，阳极的电极反应式为 。
（5）该工艺之所以采用阴离子交换膜，是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费，写出该副反应的电极反应式 。
25．发展储氢技术是氢氧燃料电池推广应用的关键。研究表明液氨是一种良好的储氢物质，其储氢容量可达17.6% （质量分数）。液氨气化后分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池。氨气分解反应的热化学方程式如下：
2NH3(g) 
N2 (g) + 3H2(g) ΔH =" +92.4" kJ·mol-1
请回答下列问题：
(1) 氨气自发分解的反应条件是 。（填“高温”、“低温”或“任何条件下”）
(2) 已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =" -" 483.6 kJ·mol-1
NH3(l)NH3(g) ΔH =" +23.4" kJ·mol-1
则，反应4NH3(l)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的ΔH = 。
(3) 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。图1为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率。
①不同催化剂存在下，氨气分解反应的活化能最大的是 （填写催化剂的化学式)。
②恒温（T1）恒容时，用Ni催化分解初始浓度为c0的氨气，并实时监测分解过程中氨气的浓度。计算后得氨气的转化率α(NH3)随时间t变化的关系曲线（见图2）。请在图2中画出：在温度为T1，Ru催化分解初始浓度为c0的氨气过程中α(NH3) 随t变化的总趋势曲线（标注Ru-T1）。
③如果将反应温度提高到T2，请在图2中再添加一条Ru催化分解初始浓度为c0的氨气过程中α(NH3) ~ t的总趋势曲线（标注Ru-T2）
(4) 用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是 。
（已知：液氨中2NH3(l) NH2－ + NH4＋）
23．能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上合成甲醇的反应原理为：CO(g) ＋ 2H2(g) 
CH3OH(g) ΔH；
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
| 温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①根据表中数据可判断ΔH 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
②在300℃时，将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中，此时反应将 （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
（2）以甲醇、氧气为原料，KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，则负极的电极反应式为： ，随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）如果以该燃料电池为电源，石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极的电极反应式为： ；如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L，溶液的pH为12（25℃下测定），则理论上消耗氧气的体积为 mL（标况下）。
(12分) 金属冶炼和处理常涉及许多反应。
（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是______
a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3
（2）辉铜矿（Cu2S）可发生反应2Cu2S + 2H2SO4 + 5O2 ＝ 4CuSO4 + 2H2O，
该反应的还原剂是______，当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为______mol。
（3）下图为电解精炼银的示意图，______（填a或b）极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体生成，则生成该气体的电极反应式为 。
（4）为处理银器表面的黑斑（Ag2S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag2S转化为Ag，食盐水的作用为 ，其总反应式为： 。
（5）高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe2O3（s）+3CO（g）= 2Fe（s）+3CO2（g）
已知：①FeO(s) + CO(g) ＝ Fe(s) + CO2(g) △H1＝－11KJ/mol
②3Fe2O3(s) + CO(g) ＝ 2Fe3O4(s) + CO2(g) △H2＝－47KJ/mol
③Fe3O4(s) + CO(g) ＝ 3FeO(s) + CO2(g) △H3＝+19KJ/mol
则反应Fe2O3（s） + 3CO（g）= 2Fe（s）+ 3CO2（g）的△H＝ 。
(16分)汽车尾气中CO、NOx 以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。吸收SO2和NO，获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素)：
（1）装置Ⅰ中，NaOH溶液吸收SO2也可生成Na2SO3和NaHSO3的混合溶液
①写出NaOH溶液吸收SO2生成等物质的量的Na2SO3和NaHSO3混合溶液时总反应的离子方程式 。
②已知混合液pH随
：n（
）变化关系如下表：
 |
91：9 |
1：1 |
9：91 |
 |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
当混合液中
时，c(Na+) c(HSO3-)+ 2c(SO32-)（填“>”“=”或“<”）
（2）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce4+ 氧化的产物主要是NO3- 、NO2- ，写出只生成NO2-的离子方程式 ；
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+，其原理如下图所示。
①生成的Ce4+从电解槽的 (填字母序号)口流出；
②生成S2O42 - 的电极反应式为 ；
（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO2- 的浓度为a g·L- 1 ，要使1m3该溶液中的NO2- 完全转化为NO3-，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2 L。(用含a代数式表示)
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