载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是
A. 放电时，ClO4－向负极移动 B. 充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C. 放电时，正极反应为：3CO2+4e? ＝2CO32－+C D. 充电时，正极反应为：Na+e＝Na 【答案】D
【解析】分析：原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应，据此解答。 详解：A. 放电时是原电池，阴离子ClO4－向负极移动，A正确； B. 电池的总反应为3CO2+4Na
2Na2CO3+C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；
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2－
+
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C. 放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2+4e＝2CO3+C，C正确；
D. 充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO3+C－4e＝3CO2，D错误。答案选D。
电解：本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理，掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意充电与发电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。 7. 下列实验过程可以达到实验目的的是 编号 实验目的 配制0.4000 mol·LA 的NaOH溶液 溶解，转移至250 mL容量瓶中定容 向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维B 探究维生素C的还原性 生素C溶液，观察颜色变化 向稀盐酸中加入锌粒，将生成的气体依次通过NaOHC 制取并纯化氢气 溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
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实验过程 称取4.0 g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水探究浓度对反应速率D 的影响
向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5%H2O2溶液，观察实验现象 A. A B. B C. C D. D 【答案】B
【解析】分析：A.氢氧化钠溶于水放热； B.根据铁离子具有氧化性结合溶液颜色变化分析； C.氢气中含有氯化氢和水蒸气，据此解答； D.根据双氧水与亚硫酸氢钠反应的实验现象分析。
D.反应的方程式为HSO3+H2O2＝SO4+H+H2O，这说明反应过程中没有明显的实验现象，因此无法探究浓度对反应速率的影响，D错误。答案选B。
点睛：明确相关物质的性质特点、发生的反应和实验原理是解答的关键。注意设计或评价实验时主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。本题中选项D是解答的易错点，学生往往只考虑物质的浓度不同，而忽略了实验结论需要建立在实验现象的基础上。
二、非选择题：共58分。第8~10题为必考题，每个试题考生都必须作答。第11、12题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题（共43分）
8. 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：
－2－＋
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相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
回答下列问题：
（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。
（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________。
（3）溶液中的Cd可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。 【答案】 (1). ZnS+O2(5). Zn+Cd2+
ZnO+SO2 (2). PbSO4 (3). 调节溶液的pH (4). 无法除去杂质Fe2+
Zn (7). 溶浸
2+
Fe3+ 1.5 2.8 Fe2+ 6.3 8.3 Zn2+ 6.2 8.2 Cd2+ 7.4 9.4 Zn2++Cd (6). Zn2++2e－
【解析】分析：焙烧时硫元素转化为SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。由于沉淀亚铁离子的pH较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd，最后将滤液电解得到金属锌，据此将解答。
详解：（1）由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS+3O2
2ZnO+2SO2。
（2）由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要测定铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe。 （3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn+Cd2+＝Zn2++Cd。
（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2++2e－＝Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。
点睛：无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。解决本类题目的关键是分析流程中的每
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2+
一步骤，可从以下几个方面了解流程：①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。即抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务的。另外本题中呈现的内容展示了中华优秀科技成果对人类发展和社会进步的贡献，可以引导学生自觉传承我国科学文化，弘扬科学精神。 9. CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题： （1）CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。 已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol?1
该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol?1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____（填标号）。 A．高温低压 B．低温高压 C．高温高压 D．低温低压
某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_______mol2·L?2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。 相关数据如下表：
积碳反应 CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH/(kJ·mol?1) 活化能/ (kJ·mol?1)
①由上表判断，催化剂X____Y（填“优于”或“劣于”），理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________填标号）。
催化剂X 催化剂Y 75 33 43 172 91 72 CO2(g)+C(s)=2CO(g) 消碳反应 ?1
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