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            • 1.

              我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源进行回收利用:

              已知:\(\rm{① Ksp(MnS)=2.5×10^{-13}}\),\(\rm{Ksp(ZnS)=1.6×10^{-24}}\);\(\rm{②Mn(OH)_{2}}\)开始沉淀时\(\rm{pH}\)为\(\rm{8.3}\),完全沉淀的\(\rm{pH}\)为\(\rm{9.8}\);\(\rm{③}\)“\(\rm{X}\)”通常选用\(\rm{H_{2}O_{2}}\),作用是将\(\rm{MnO_{2}}\) 以及\(\rm{MnOOH}\)转化为\(\rm{MnSO_{4}}\);

              \(\rm{(1)}\)碱性锌锰干电池是以锌粉为负极,二氧化锰为正极,氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为\(\rm{2MnO_{2}+Zn+2KOH=2MnOOH+K_{2}ZnO_{2}}\),请写出电池的正极反应式_________;

              \(\rm{(2)}\)为了提高碳包的浸出效率,可以采取的措施有_________________;\(\rm{(}\)写一条即可\(\rm{)}\)

              \(\rm{(3)}\)向滤液\(\rm{l}\)中加入\(\rm{MnS}\)的目的是__________________________________;

              \(\rm{(4)}\)已知\(\rm{MnSO_{4}}\)的溶解度曲线如图所示,从滤液\(\rm{2}\)中析出入\(\rm{MnSO_{4}·H_{2}O}\)晶体的操作是蒸发结晶、_______________\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)、低温干燥;

              A.趁热过滤,热水洗涤\(\rm{B.}\)常温过滤,冰水洗涤

              \(\rm{(5)}\)工业上经常采用向滤液\(\rm{2}\)中加入\(\rm{NaHCO_{3}}\)溶液来制备\(\rm{MnCO_{3}}\),不选择\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)溶液的原因是_____________________________;

              \(\rm{(6)}\)该科研小组利用\(\rm{EDTA(}\)乙二胺四乙酸二钠,阴离子简写为\(\rm{Y^{2-})}\)进行络合滴定测定\(\rm{Mn^{2+}}\)在电池中的百分含量,化学方程式可以表示为\(\rm{Mn^{2+}+Y^{2-}=MnY}\)。实验过程如下:

              \(\rm{①}\)准确称量一节电池的质量为\(\rm{24.00g}\),完全反应后,得到\(\rm{100.00mL}\)滤液\(\rm{1}\);

              \(\rm{②}\)量取\(\rm{10.00mL}\)滤液\(\rm{1}\),用\(\rm{0.5000mol/LEDTA}\)标准溶液滴定,平均消耗标准溶液\(\rm{22.00mL}\),则该方案测得\(\rm{Mn}\)元素的百分含量为___________。 \(\rm{(}\)保留\(\rm{3}\)位有效数字\(\rm{)}\)

            • 2.

              用零价铁\(\rm{(Fe)}\)去除水体中的硝酸盐\(\rm{(NO_{3}^{-})}\)已成为环境修复研究的热点之一。

               \(\rm{(1)Fe}\)还原水体中\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的反应原理如图所示。

                  \(\rm{①}\)作负极的物质是________。

                  \(\rm{②}\)正极的电极反应式是_____________。

              \(\rm{(2)}\)将足量铁粉投入水体中,经\(\rm{24}\)小时测定\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的去除率和\(\rm{pH}\),结果如下:

              初始\(\rm{pH}\)

              \(\rm{pH=2.5}\)

              \(\rm{pH=4.5}\)

              \(\rm{NO_{3}^{-}}\) 的去除率

              接近\(\rm{100\%}\)

              \(\rm{ < 50\%}\)

              \(\rm{24}\)小时\(\rm{pH}\)

              接近中性

              接按中性

              铁的最终物质形态

              \(\rm{pH=4.5}\)时,\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的去除率低。其原因是________________________。

              \(\rm{(3)}\)实验发现:在初始\(\rm{pH=4.5}\)的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的\(\rm{Fe^{2+}}\)可以明显提高\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的去除率。对\(\rm{Fe^{2+}}\)的作用提出两种假设:

              Ⅰ\(\rm{.Fe^{2+}}\)直接还原\(\rm{NO_{3}^{-}}\);

              Ⅱ\(\rm{.Fe^{2+}}\)破坏\(\rm{FeO(OH)}\)氧化层。

                  \(\rm{①}\)做对比实验,结果如图所示,可得到的结论是________________________。


                  \(\rm{②}\)同位素示踪法证实\(\rm{Fe^{2+}}\)能与\(\rm{FeO(OH)}\)反应生成\(\rm{Fe_{3}O_{4}}\)。结合该反应的离子方程式,解释加入\(\rm{Fe^{2+}}\)提高\(\rm{NO_{3}^{-}}\)去除率的原因:_______。

              \(\rm{(4)}\)其他条件与\(\rm{(2)}\)相同,经\(\rm{1}\)小时测定\(\rm{NO_{3}^{-}}\)的去除率和\(\rm{pH}\),结果如下:

              初始\(\rm{pH}\)

              \(\rm{pH=2.5}\)

              \(\rm{pH=4.5}\)

              \(\rm{NO_{3}^{-}}\) 的去除率

              约\(\rm{10\%}\)

              约\(\rm{3\%}\)

              \(\rm{1}\)小时\(\rm{pH}\)

              接近中性

              接近中性

                  与\(\rm{(2)}\)中数据对比,解释\(\rm{(2)}\)中初始\(\rm{pH}\)不同时,\(\rm{NO_{3}^{-}}\)去除率和铁的最终物质形态不同的原因:________________。

            • 3. 氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
              Ⅰ\(\rm{.}\)实验室以粗铜\(\rm{(}\)含杂质\(\rm{Fe)}\)为原料制备铜的氯化物。现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应\(\rm{(}\)铁架台、铁夹、酒精灯已省略\(\rm{)}\)。按要求回答下列问题:

              \(\rm{(1)}\)按气流方向连接各仪器接口顺序是\(\rm{a→}\)______、______\(\rm{→}\)______、______\(\rm{→}\)______、______\(\rm{→}\)________。
              \(\rm{(2)}\)写出加热时硬质试管中发生化学反应的方程式是________________________。
              \(\rm{(3)}\)反应后,盛有\(\rm{NaOH}\)溶液的广口瓶中溶液具有漂白、杀菌消毒作用,若用钢铁\(\rm{(}\)含\(\rm{Fe}\)、\(\rm{C)}\)制品盛装该溶液会发生电化学腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化学腐蚀过程中正极反应式是_____________________________________。
              Ⅱ\(\rm{.}\)将上述实验制得的固体产物按如下流程操作,试回答下列问题:

              \(\rm{(1)}\)检验溶液\(\rm{2}\)中是否含有杂质离子的试剂是________。
              \(\rm{(2)}\)某同学用实验制得的\(\rm{CuCl}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{·2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)晶体配制\(\rm{0.1 mol·L}\)\(\rm{{\,\!}^{-1}}\)的\(\rm{CuCl}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)溶液,在称量出\(\rm{CuCl}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{·2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)晶体后,溶解该晶体的具体操作为______________________。
              \(\rm{(3)}\)溶液\(\rm{1}\)可加试剂\(\rm{X}\)用于调节\(\rm{pH}\)以除去杂质,\(\rm{X}\)可选用下列试剂中的________\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)。
              \(\rm{a.NaOH}\)       
              \(\rm{b.NH}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{·H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)
              \(\rm{c.CuO}\) 
              \(\rm{d.CuSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)
              \(\rm{e.Cu}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(OH)}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)

              \(\rm{(4)}\)反应\(\rm{②}\)是向溶液\(\rm{2}\)中通入一定量的\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\),加热一段时间后生成\(\rm{CuCl}\)白色沉淀。写出制备\(\rm{CuCl}\)的离子方程式:___________________________。

            • 4. 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Cu}\)的金属活动性,他们提出了以下两种方案\(\rm{.}\)请你帮助他们完成有关实验项目:
              方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片,分别同时放入稀硫酸或稀盐酸中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性\(\rm{.}\)该原理的离子方程式为_________

              方案Ⅱ:有人利用\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Cu}\)作电极设计成原电池,以确定它们的活动性\(\rm{.}\)试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式。

               

              正极:______________________

              负极:______________________

              方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证\(\rm{Fe}\)、\(\rm{Cu}\)活动性的简单实验方案与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同:__________________,用离子方程式表示其反应原理:                              。

            • 5.

              \(\rm{CuCl_{2}}\)、\(\rm{CuCl}\)广泛用于有机合成的催化剂。\(\rm{CuCl_{2}}\)容易潮解; \(\rm{CuCl}\)白色粉末,微溶于水,溶于浓盐酸和氨水生成络合物,不溶于乙醇。

              已知:

                    \(\rm{i.CuCl_{2} + Cu + 2HCl(}\)浓\(\rm{)⇌ }\) \(\rm{2H[CuCl_{2}](}\)无色\(\rm{) \overset{\;稀释}{⇌} 2CuCl↓(}\)白色\(\rm{)+ 2HCl}\)

                    \(\rm{ii.}\) 副反应:  \(\rm{CuCl + H_{2}O⇌ }\) \(\rm{CuOH}\)  \(\rm{+ 2HCl}\)  ;  \(\rm{CuCl + Cl^{-}}\) \(\rm{═}\)  \(\rm{[CuCl_{2}]^{-}}\)

              \(\rm{(1)}\)制取\(\rm{CuCl_{2}}\)装置如下:

                    \(\rm{① A}\)装置中发生反应的离子方程式是________。

                    \(\rm{② C}\)、\(\rm{E}\) 装置中盛放的是浓硫酸,作用是________。

                    \(\rm{③ B}\)中选择饱和食盐水而不用蒸馏水的原因是________。

                \(\rm{(2)}\)制取\(\rm{CuCl}\)流程如下:

              \(\rm{①}\) 反应\(\rm{①}\)中加入\(\rm{NaCl}\)的目的是________;但是\(\rm{Cl^{-}}\)浓度过高,\(\rm{CuCl}\)产率降低,原因是_______________。

              \(\rm{②}\) \(\rm{CuCl}\)在潮湿的环境中易被氧化为\(\rm{Cu_{2}(OH)_{3}Cl}\),反应的方程式为_______________。

              \(\rm{③}\) 利用膜电解法制取\(\rm{CuCl}\),阴极电极反应式为_______________。

              \(\rm{④}\) 用乙醇洗涤沉淀\(\rm{Y}\)的原因为_______________。  

            • 6.

              \(\rm{(1)}\)常温下,\(\rm{0.5 mol}\)甲醇在氧气中完全燃烧生成\(\rm{CO_{2}}\)和液态水,放出热量\(\rm{363.3 kJ}\)。写出该反应的热化学方程式: _____________。

              \(\rm{(2)}\)请设计一个燃料电池:电解质溶液为强碱溶液,\(\rm{Pt}\)作电极,在电极上分别通入甲醇和氧气。通入甲醇的电极应为________极\(\rm{(}\)填“正”或“负”\(\rm{)}\),该电极上发生的电极反应式为________________。

              \(\rm{(3)}\)用\(\rm{Pt}\)作电极电解的硝酸银溶液,如图甲所示,则右边电极上发生的电极反应式为_______________________________________________________。

                        图甲                                        图乙

              \(\rm{(4)}\)某化学学习兴趣小组为了研究金属的腐蚀现象,将一枚铁钉放在“\(\rm{84}\)”消毒液\(\rm{(NaClO)}\)中,某同学设计了如图乙所示实验装置,写出石墨电极上发生的电极反应式:_______________________________________________________。

            • 7. 电解原理在化学工业中有广泛应用\(\rm{.}\)下图表示一个电解池,装有电解液 \(\rm{a}\);\(\rm{X}\)、\(\rm{Y}\)是两块电极板,通过导线与直流电源相连\(\rm{.(}\)杂质发生的电极反应不必写出\(\rm{)}\)请回答以下问题:

              \(\rm{(1)}\)若\(\rm{X}\)、\(\rm{Y}\)都是惰性电极, \(\rm{a}\)是饱和\(\rm{N}\) \(\rm{a}\)\(\rm{C}\) \(\rm{l}\)溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
              \(\rm{①}\)写出电解饱和\(\rm{N}\) \(\rm{a}\)\(\rm{C}\) \(\rm{l}\)溶液总的离子方程式______.
              \(\rm{②}\)在\(\rm{X}\)极附近观察到的现象是______\(\rm{.}\)检验\(\rm{Y}\)电极反应产物的方法是______.
              \(\rm{(2)}\)如要用电解方法精炼粗铜\(\rm{(}\)含有锌铁镍银金和铂等微量杂质\(\rm{)}\),电解液 \(\rm{a}\)选用\(\rm{C}\) \(\rm{u}\)\(\rm{SO_{4}}\)溶液,则:
              \(\rm{①X}\)电极发生的反应类型为______;电子的流向由______到______\(\rm{ (}\)填\(\rm{X}\)或\(\rm{Y).②Y}\)电极的材料是______,电极反应式为______\(\rm{.C}\) \(\rm{u}\)\(\rm{SO_{4}}\)溶液的浓度______\(\rm{ (}\)填“不变”“略有增加”或“略有减少”\(\rm{)}\).
            • 8. 一种磁性材料的磨削废料\(\rm{(}\)含镍质量分数约\(\rm{21\%)}\)主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍,工艺流程如下:

              回答下列问题:
              \(\rm{(1)}\)合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,反应有\(\rm{N}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)生成。写出金属镍溶解的离子方程式________。
              \(\rm{(2)}\)“除铁”时需要加入\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\),为了证明添加的\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)已足量,应选择的试剂是________\(\rm{(}\)填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”\(\rm{)}\)溶液。黄钠铁矾\(\rm{[Na}\)\(\rm{{\,\!}_{x}}\)\(\rm{Fe}\)\(\rm{{\,\!}_{y}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{m}}\)\(\rm{(OH)}\)\(\rm{{\,\!}_{n}}\)\(\rm{]}\)具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点,则\(\rm{x∶y∶m∶n=1∶3∶2∶}\)________。
              \(\rm{(3)}\)“除铜”时,反应的离子方程式为________,若用\(\rm{Na}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{S}\)或\(\rm{Na}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{S}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)代替\(\rm{H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{S}\)除铜,优点是________。
              \(\rm{(4)}\)已知除杂过程在陶瓷容器中进行,\(\rm{NaF}\)的实际用量为理论用量的\(\rm{1.1}\)倍,用量不宜过大的原因是________。
              \(\rm{(5)100kg}\)废料经上述工艺制得\(\rm{Ni(OH)}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)固体的质量为\(\rm{31kg}\),则镍回收率的计算式为________。
            • 9.

              含铬\(\rm{(}\)Ⅵ\(\rm{)}\)废水能诱发致癌,对人类和自然环境有严重的破坏作用。利用\(\rm{Cu_{2}O}\)光催化可以处理含有\(\rm{Cr_{2}O_{7}^{2-}}\)的废水。

              Ⅰ\(\rm{.}\)制取\(\rm{Cu_{2}O}\)

              \(\rm{(1)}\)电解法:利用铜和钛做电极,电解含有\(\rm{NaCl}\)和\(\rm{NaOH}\)的溶液时,反应只消耗了铜和水,体系\(\rm{pH}\)及\(\rm{Cl-}\)浓度维持不变\(\rm{(}\)溶液体积变化忽略不计\(\rm{)}\)。

              \(\rm{①}\)阳极材料是_________。

              \(\rm{②}\)电解总反应为:_________。

              \(\rm{(2)}\)还原法

              \(\rm{①}\)工业上可用肼\(\rm{(N_{2}H_{4})}\)与新制的\(\rm{Cu(OH)_{2}}\)反应制备纳米级\(\rm{Cu_{2}O}\),同时放出\(\rm{N_{2}}\),该反应的化学方程式为_________。

              \(\rm{②}\)控制\(\rm{100℃}\)、\(\rm{pH=5}\)的条件时,利用亚硫酸钠与硫酸铜溶液反应可以制得\(\rm{Cu_{2}O}\),同时产生\(\rm{SO_{2}}\)气体。反应过程中需要不断地加入烧碱,其原因是_________。

              Ⅱ\(\rm{.}\)利用\(\rm{Cu_{2}O}\)光催化处理含有\(\rm{Cr_{2}O_{7}^{2-}}\)的废水的研究。

              \(\rm{(1)}\)光照射到\(\rm{Cu_{2}O}\)光催化剂上产生光催化反应,\(\rm{Cr_{2}O_{7}^{2-}}\)和\(\rm{H_{2}O}\)分别在光催化反应中形成的微电极上发生电极反应,反应原理如下图所示。写出\(\rm{Cr_{2}O_{7}^{2-}}\)转化\(\rm{Cr^{3+}}\)的电极反应_________。

              \(\rm{(2)}\)研究中对\(\rm{Cu_{2}O}\)的作用提出两种假设:\(\rm{a.Cu_{2}O}\)作光催化剂;\(\rm{b.Cu_{2}O}\)与\(\rm{Cr2O_{7}^{2-}}\)发生氧化还原反应。已知:\(\rm{Cu_{2}O}\)的添加量是\(\rm{1.74×10-4 mol/L}\),\(\rm{Cr_{2}O_{7}^{2-}}\)的初始浓度是\(\rm{9.60×10-4 mol/L}\);对比实验,反应\(\rm{1.5}\)小时结果如下图所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论和依据是_______。

              \(\rm{(3)}\)溶液的\(\rm{pH}\)对\(\rm{Cr2O72-}\)降解率的影响如下图所示。已知:\(\rm{Cu_{2}O}\) \(\rm{ \xrightarrow[pH < 2.5]{稀{H}_{2}S{O}_{4}} Cu +CuSO4}\);酸性越大,\(\rm{Cr_{2}O_{7}^{2-}}\)被还原率越大。

              \(\rm{①}\)由图可知,\(\rm{pH}\)分别为\(\rm{2}\)、\(\rm{3}\)、\(\rm{4}\)时,\(\rm{Cr_{2}O_{7}^{2-}}\)的降解率最好的是_________,其原因是_________。

              \(\rm{②}\)已知\(\rm{pH=5}\)时,会产生\(\rm{Cr(OH)_{3}}\)沉淀。\(\rm{pH=5}\)时,\(\rm{Cr_{2}O_{7}^{2-}}\)的降解率低的原因是_______。

            • 10.

              将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入\(\rm{500mL}\)硫酸铜溶液中构成如图\(\rm{1}\)的装置:

              \(\rm{(}\)以下均假设反应过程中溶液体积不变\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(1)}\)铁片上的电极反应式为______________。

              \(\rm{(2)}\)若\(\rm{2 min}\)后测得铁片和铜片之间的质量差为\(\rm{1.2g}\),计算:导线中流过的电子的物质的量为_________________\(\rm{mo1}\);

              \(\rm{(3)}\)金属的电化学腐蚀的本质是形成了原电池。如下方左图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。

              上方右图\(\rm{C}\)中被腐蚀的金属是___________。比较\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)、\(\rm{C}\)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是______。

              \(\rm{(4)}\)人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要。燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图,回答下列问题:

              \(\rm{①}\)氢氧燃料电池的总反应化学方程式是:___________________。

              \(\rm{②}\)电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度_____________\(\rm{(}\)填“增大”、“减小”或“不变”\(\rm{)}\)。

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