安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-24化学能与电能（3）

这是一份安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-24化学能与电能（3），共25页。试卷主要包含了单选题，工业流程题，原理综合题，实验题等内容，欢迎下载使用。
安徽省高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-24化学能与电能（3）

一、单选题
1．（2021·安徽合肥·统考一模）化学与生活、生产密切相关，下列说法正确的是
A．煤经过气化和液化两个物理变化，可变为清洁能源
B．向高空云中播撒碘化银、干冰等，可进行人工降雨
C．“玉兔号”月球车帆板太阳能电池片的材料主要是二氧化硅
D．用外加电流的阴极保护法防钢铁腐蚀，需附加惰性电极作阴极
2．（2021·安徽蚌埠·统考模拟预测）一种利用电化学活性菌株处理废水中有机物的装置如图，下列说法正确的是

A．电极A为电池的负极，电极上发生氧化反应，产物为CO2
B．A极区，在菌株的作用下，有机物和O2反应生成CO2和H2O
C．电极B的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
D．有机物为葡萄糖(C6H12O6)，处理1 mol葡萄糖时有12 mol H+移动到右室
3．（2021·安徽合肥·统考一模）柔性锌离子电池是一种以锌片作负极的“摇椅式”电池，其工作原理示意图如图所示。下列说法正确的是

A．放电时，向负极移动
B．充电时，锌片与电源正极相连
C．放电时，正极反应为：
D．充电时，外电路每通过电子，正极增重
4．（2021·安徽蚌埠·统考一模）我国科学家正在研究一种可充电Na-Zn双离子电池体系(如图)。下列说法不正确的是

A．打开K1，闭合K2，a为电源负极
B．打开 K1，闭合K2，Zn极附近溶液的碱性减弱
C．打开 K2，闭合K1，OH-向极移动
D．打开 K2，闭合K1，正极反应式为
5．（2021·安徽淮北·统考一模）普通电解水制氢气和氧气的缺点是温度高，能耗大。铈—钒液流电池在充电状态下产生的Ce4+和V2+离子可在低温催化条件下用于制备氢气和氧气，该装置示意图如图。下列说法错误的是

A．在催化剂作用下有利于降低分解水制氢的能耗
B．铈—钒液流电池在充电状态下总反应为：Ce3++V3+Ce4++V2+
C．工作时，H+通过质子交换膜由a往b移动
D．制氧气的离子方程式为：4Ce4++4OH-4Ce3++O2↑+2H2O
6．（2021·安徽合肥·统考三模）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
7．（2021·安徽蚌埠·统考模拟预测）化学与生活密切相关，下列生活常识不能用对应的化学知识解释的是
选项
生活常识
化学知识
A
餐后要将洗浄的铁锅擦干
减缓铁的锈蚀
B
护肤品中添加丙三醇
丙三醇有吸水性
C
煮沸豆浆
主要将蛋白质转换为氨基酸
D
用热的纯碱溶液清洗油污
油脂在热的纯碱溶液中更易发生水解
A．A B．B C．C D．D
8．（2021·安徽蚌埠·统考模拟预测）近日，南开大学科研团队以KSn合金为负极，以含羧基多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)为正极催化剂构建了可充电K-CO2电池(如图所示)，电池反应为4KSn+3CO2⇌2K2CO3+C+4Sn，其中生成的K2CO3附着在正极上。该成果对改善环境和缓解能源问题具有巨大潜力。下列说法正确的是

A．充电时，阴极反应为2K2CO3+C-4e-=4K++3CO2↑
B．电池每吸收22.4LCO2，电路中转移4mole-
C．放电时，内电路中电流由KSn合金经酯基电解质流向MWCNTs-COOH
D．为了更好的吸收温室气体CO2，可用适当浓度的KOH溶液代替酯基电解质
9．（2021·安徽马鞍山·统考三模）电解KI溶液可制取食盐添加剂KIO3，装置如图所示。下列有关说法正确的是

A．正极区溶液可使淀粉溶液变蓝色
B．膜b为阳离子交换膜，负极区pH增大
C．每制备1mol，负极区生成67.2LH2
D．正极区的电极反应为I2+6OH-=6e-=+3H2O
10．（2021·安徽宿州·统考三模）利用电化学方法可以将废水中次磷酸根(H2PO)转化成FePO4而除去，工作原理如下图所示，下列说法中正确的是


A．电极B为阳极，发生还原反应
B．电极A除生成羟基自由基(·OH)外还生成H+
C．生成H2PO反应的离子方程式为：H2PO+4·OH=H2PO+2H2O
D．每除去1mol H2PO时，电极B上消耗1 mol Fe2+
11．（2021·安徽淮南·统考二模）全固态锂电池能量密度大，安全性能高引起大量研究者的兴趣。一种以硫化物固体电解质的锂-硫电池的工作示意图如下。下列说法错误的是

A．Li和Li2S分别为电池的负极和正极
B．电流由电极a经导线、锂电极，Li2S-P2S5固态电解质回到电极a
C．电极a的反应为：S8+16e-+16Li+=8Li2S
D．硫化物固体电解质在空气中易发生反应，是实现电池实际应用的挑战
12．（2021·安徽黄山·统考二模）镍镉电池是二次电池，其工作原理如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。下列说法不正确的是

A．断开K2、合上K1，电极A的电势低于电极B
B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生氧化反应
C．电极B发生还原反应过程中，溶液中的KOH浓度有变化
D．镍镉二次电池的总反应式： Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiOOH+2H2O
13．（2021·安徽宣城·统考二模）金属锂因密度小、比容量(负极单位质量给出的电子数)大，在电池中有广泛运用，常见的有锂电池(直接用锂做负极)和锂离子电池。现用钴酸锂电池(如图甲)做电源，电解法合成氨(如图乙)。钴酸锂电池放电原理为：，下列说法错误的是

A．图甲中钴酸锂电池处于放电状态时，Y是负极
B．金属锂的比容量是C6LiTE的11倍以上
C．图乙中N极反应式：N2+6e- +6H+=2NH3
D．M极产生氧气，N极还可能得到少量氢气
14．（2021·安徽蚌埠·统考三模）根据下列实验操作和现象所得结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
在一块已除锈的铁片上滴1滴含有酚酞的食盐水，静置2~3min，溶液边缘出现红色
铁片上发生了吸氧腐蚀
B
向pH=3的醋酸溶液中，加入少量醋酸铵固体，溶液pH增大
醋酸铵溶液呈碱性
C
用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近试剂瓶瓶口，试剂瓶瓶口有白烟生成
该试剂瓶中盛装的是浓盐酸
D
将大理石与稀盐酸反应得到的气体直接通入足量澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊
Cl的非金属性比C的强

A．A B．B C．C D．D

二、工业流程题
15．（2021·安徽蚌埠·统考模拟预测）冶炼金属锌的烟尘中常含有ZnO、PbO、GeO2、SiO2等，现以此含锗烟尘为原料制备Ge，其工艺流程图如下。

已知：Ge与Al性质相似；GeCl4易水解，沸点为84℃。
(1)第①步滤渣主要成分有___________(填化学式)。
(2)上述流程若在实验室中进行，需使用分液漏斗___________次。
(3)第④步加入浓盐酸的作用是___________ (答两点即可)。
(4)第⑤步反应的化学方程式___________。
(5)设计实验方案证明GeO2被完全还原___________。
(6)一种突破传统电池设计理念的镁-锗液态金属储能电池工作原理如图所示：

该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。放电时，C1-向___________ (填“上”或“下”)移动。充电时，阴极的电极反应式为___________。
16．（2021·安徽合肥·统考三模）MnO2是重要的化工原料，由软锰矿(主要成分为MnO2，还含有少量Fe3O4、Al2O3和SiO2等杂质)和硫化锰(MnS)制备精MnO2的一种工艺流程如图：

已知：相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

Fe3+
Al3+
Mn2+
Fe2+
开始沉淀时
1.5
3.4
5.8
6.3
完全沉淀时
2.8
4.7
7.8
8.3
回答下列问题：
(1)“滤渣1”中含有未反应完全的矿粉、S和______。
(2)“纯化”时加MnO2的作用是______，假定溶液中c(Mn2+)=0.1mol·L-1，则加入氨水调节溶液pH的范围为______。
(3)“沉锰”时生成MnCO3，工业上不直接用Na2CO3溶液来沉锰的原因为______。
(4)“热分解”后所得物质中还有少量MnO，需进一步进行氧化，“氧化”时生成的气体2为氯气，写出该过程中发生反应的化学方程式______。
(5)操作x为______。
(6)工业上还可用电解“Mn2+纯化液”来制取MnO2，其阳极电极反应式为______。电解后的废水中还含有少量Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S进行二级沉降。已知Ksp(MnS)=2.5×10-10，欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5mol·L-1，则应保持溶液中c(S2-)______≥mol·L-1。
17．（2021·安徽马鞍山·统考三模）某化工厂产生的铋渣，主要成分为Bi2O3、PbO、CuO、Sb2O3，按如下流程回收Bi和Cu。

已知：Sb2O3难溶于H2SO4；Bi2Oз+2H2SO4=2Bi(OH)SO4↓+H2O。
回答下列问题：
(1)“粉碎”的目的是____。
(2)①若氧化剂为H2O2，溶解Cu2O反应的离子方程式为___；
②温度对铜浸出率的影响如图所示。

工业浸出时一般选择70℃~80℃，温度过低时铜浸出率低的原因是____；
(3)“操作I”为减压过滤。与常压过滤比较，其优点是____；
(4)①“浸出渣II”的主要成分是SbOCl、____；
②写出SbCl3水解生成SbOCl的化学方程式：____；
(5)“铜浸出液”用如图旋流式电解装置电解。

①钛涂层柱的电极反应式是____；
②若“铜浸出液”中含铜92.16g·L-1，选择合适条件进行旋流电解。取电解后溶液25.00mL，加入足量KI溶液充分反应，以淀粉为指示剂，用0.1000mol·L-1的标准液Na2S2O3滴定，反应为：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、I2+2=2I-+，消耗18.00mL标准液。旋流电解铜回收率是____。(用质量分数表示，保留一位小数)。

三、原理综合题
18．（2021·安徽合肥·统考一模）资源化在推进能源绿色转型，实现“碳达峰、碳中和”中具有重要意义。
Ⅰ. 与催化重整制合成气是研究热点之一、发生的主要反应有：
反应①：
反应②：
(1)有关化学键键能数据如表：
化学键

H-O
C=O

键能/
436
463
803
1076
则反应②的反应热_______。
(2)对于上述反位体系，下列说法错误的是_______。
A．增大的浓度，反应①②的正反应速率均增加
B．恒容密闭容器中当气体密度不变时，反应达到平衡状态
C．加入催化剂，可提高的平衡转化率
(3)恒压下进行与催化重整实验。初始压强为，起始投料，和的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。

①曲线_______(填“A”或“B”)表示的平衡转化率。
②800K，反应至转化率达到X点时，v(正)_______v(逆)(填“>”、“ v(逆)；若要使的转化率由X点达到Y点，即使反应达到平衡，改变的外界条件可以是增大的浓度或分离出产物等均可；
③800K，的平衡转化率为40%，转化的物质的量10 mol×40%=4mol，的平衡转化率为20%，转化的物质的量10 mol×20%=2mol，列三段式：反应①：，反应②：，在恒温恒压下，反应①的分压平衡常数；
（4）
由原理图可知，A电极上CO2→CO，C元素化合价降低、发生还原反应，则A电极为阴极，B电极为阳极，阴极反应式为。
19． 219.4 c a d 温度度相同时，增大压强反应Ⅰ平衡正移，水的含量增大，CO2和H2的含量减少，使反应Ⅱ逆移，CO含量降低 2.4 2nCO2+12nH++12ne-=+4nH2O
【详解】(1)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH1=+206.4kJ·mol-1，②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41.0kJ·mol-1，由盖斯定律可知，①+②=③，③CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH3=165.4 kJ·mol-1，③的逆向活化能Ea(逆)为54kJ·mol-1，ΔH3= Ea(正)- Ea(逆)，Ea(正)=219.4 kJ·mol-1。
(2)在CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)反应中，正反应速率v正=k正c(CO)·c(H2O)，逆反应速率v逆=k逆c(CO2)·c(H2)，其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅受温度影响，温度升高平衡逆向移动，V正＜V逆，升温时lgK逆减小更快，则表示pk正随T变化关系的斜线是c。
(3) ①对于反应Ⅰ：升高温度，平衡逆向移动，CH4的含量减少，对于反应Ⅱ：升高温度，则平衡正向移动，CO的含量增加；增大压强，反应2不移动，但反应1的平衡正向移动，H2O的含量增大，使反应2逆向移动，导致CO含量降低，综上可知温度相同时，压强越大，CH4的含量越大、CO含量越小，则压强为1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是a、d，；N点平衡组成含量低于M点的原因是：温度度相同时，增大压强反应Ⅰ平衡正移，水的含量增大，CO2和H2的含量减少，使反应Ⅱ逆移，CO含量降低。
②起始时n (CO2) =1mol，则n (H2)=3mol，由图可知当CH4和CO平衡组成为40%时，则CO2平衡组成为20%，根据C原子守恒有： n (CO) =n (CH4)=1mol×40%=0.4mol，n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，，平衡时n(CO2)=(1-0.8)mol=0.2mol，n(H2O)=1.2mol，n (CO) =0.4mol，n (CH4)=0.4mol，n(H2)=1mol，则p(CO)=1MPa=0.125 MPa，p(H2O)=1MPa=0.375 MPa，p(CO2)=1MPa=0.0625 MPa，p(H2)=1MPa=0.3125 MPa，则。
(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极，稀硫酸为电解质溶液，在一定条件下通入CO2进行电解，在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。电解时阴极的电极反应式为：2nCO2+12nH++12ne-= +4nH2O。
20． 负 NaOH 冷凝回流 84消毒液 烧杯、玻璃棒 NaClO溶液和乙醇的浓度比较低，产生氯气的量少，现象不明显 2NaClO 2NaCl＋O2↑ 2NaClO＋C2H5OH2NaOH＋CH3CHO＋Cl2↑
【详解】Ⅰ. (1)观察该装置，在上方有一个出气口，可知生成的氢气需要从出气口出去，则上方a电极方程式为：2H2O+2e-=H2+2OH-，为负极；NaClO水解呈碱性，可向其溶液中加入少量NaOH抑制其水解，故答案为：负；NaOH；
Ⅱ．(2)仪器A是球形冷凝管，作用是冷凝回流；为使C中乙醛(CH3CHO)含量较高，可将84消毒液加入到乙醇中，B中盛放的试剂为84消毒液；实验室稀释84消毒液需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒，故答案为：冷凝回流；84消毒液；烧杯、玻璃棒；
(3)实验①和②中，NaClO和乙醇的浓度比较低，产生氯气的量少，现象不明显，故答案为：NaClO溶液和乙醇的浓度比较低，产生氯气的量少，现象不明显；
(4)次氯酸钠加热能够分解产生氧气和氯化钠，化学方程式为2NaClO 2NaCl＋O2↑，故答案为：2NaClO 2NaCl＋O2↑；
(5)NaClO与C2H5OH反应生成CH3CHO、NaOH和氯气，Cl元素由+1价下降到0价，根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式为：2NaClO＋C2H5OH2NaOH＋CH3CHO＋Cl2↑，故答案为：2NaClO＋C2H5OH2NaOH＋CH3CHO＋Cl2↑。