20．(7分)二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料．工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%) 等元素的化合物．部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为______________________________．

(2)滤渣A的主要成分为________．

(3)加入MnS的目的是除去________杂质．

(4)碱性锌锰干电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为__________________________．

(5)从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有________(写出两种)．

解析：(1)根据FeSO₄在反应条件下将MnO₂还原为MnSO₄，Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，可以写其反应方程式2FeSO₄+MnO₂+2H₂SO₄===MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+2H₂O.

(2)根据反应后滤液(Mn²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺)加氨水调pH至5.4，结合题表可知滤渣A的主要成分为Fe(OH)₃和Al(OH)₃.

(3)根据题表可知加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu²⁺、Zn²⁺.

(4)碱性锌锰干电池中Zn作负极，则MnO₂作正极得电子．其电极反应式应为 MnO₂+H₂O+e^－===MnOOH+OH^－.

(5)从碱性锌锰干电池的原料可知，其废旧电池可回收利用的物质为锌和MnO₂.

答案：(1)MnO₂+2FeSO₄+2H₂SO₄===MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

(2)Fe(OH)₃、Al(OH)₃

(3)Cu²⁺、Zn²⁺

(4)MnO₂+H₂O+e^－===MnOOH+OH^－

(5)Zn、MnO₂

19．(10分)在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体，上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图．接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成．停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动．静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色．根据上述实验回答：

(1)阳极上的电极反应式为________．

(2)阴极上的电极反应式为________．

(3)原上层液体是________．

(4)原下层液体是________．

(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是__________________________________．

(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是______________________________，现象是__________________________________．

解析：(1)据题目现象可判断出阳极产物为I₂，故电极反应为2I^－－2e^－===I₂；

(2)阴极产生无色气泡，说明H⁺放电，反应为2H⁺+2e^－===H₂↑；

(3)结合(1)(2)分析可知上层液体为活泼金属碘化物，可为KI或NaI；

(4)下层液体难溶于水且比水的密度大的有机溶剂通常为CCl₄；

(5)因I₂易溶于有机溶剂，故搅拌后I₂溶于CCl₄中，所以下层液体呈紫红色；

(6)检验K⁺(或Na⁺)，可通过焰色反应来证明．

答案：(1)2I^－－2e^－===I₂

(2)2H⁺+2e^－===H₂↑

(3)KI(或NaI等)水溶液

(4)CCl₄(或CHCl₃等)

(5)I₂在CCl₄中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I₂都转移到CCl₄中　

(6)焰色反应　透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(其他合理答案同样给分．例如，若③中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色)

18．(7分)甲、乙两池的电极材料都是铁棒与碳棒(如下图)．请回答下列问题：

(1)若两池中均盛放CuSO₄溶液，反应一段时间后：

①有红色物质析出的是：甲池中的________棒；乙池中的________棒．

②在乙池中阴极的电极反应式是________________．

(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液，反应一段时间后：

①写出乙池中发生的总反应的离子方程式____________________．

②将湿润的淀粉KI试纸放在乙池附近，发现试纸变蓝，待一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl₂将生成的I₂氧化．若反应的Cl₂和I₂的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为____________________．

③若乙池转移0.02 mol电子后停止实验，池中溶液的体积是200 mL，则溶液混匀后的pH＝________.

解析：甲池为原电池，乙池为电解池，且甲池中Fe为负极，乙中Fe为阴极，C为阳极．

(1)均盛放CuSO₄溶液时，甲池中发生的反应为Fe+Cu²⁺===Fe²⁺+Cu，乙池中发生的反应为2Cu²⁺+2H₂O2Cu+4H⁺+O₂↑.

(2) ①均盛放NaCl溶液时，甲池中发生吸氧腐蚀，乙池中发生的反应为2Cl^－+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^－，②Cl₂再氧化I₂，结合物质的量之比为5∶1，利用电子守恒即得出方程式为5Cl₂+I₂+6H₂O===10HCl+2HIO₃.③2Cl^－+2H₂OCl₂↑+H₂↑+2OH^－，因此每生成2 mol OH^－，即转移2 mol e^－，所以n(OH^－)＝n(e^－)＝0.02 mol, c(OH^－)＝＝0.1 mol/L，

所以pH＝13.

答案：(1)①碳(C)　铁(Fe)

②Cu²⁺+2e^－===Cu

(2)①2Cl^－+2H₂O2OH^－+H₂↑+Cl₂↑

②5Cl₂+I₂+6H₂O===10HCl+2HIO₃

③13

17．(10分)工业上处理含Cr₂O的酸性工业废水常用以下方法：①往工业废水里加入适量的NaCl，搅拌均匀；②用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)₃和Fe(OH)₃沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准．试回答：

(1)电解时的电极反应：阳极________________，阴极__________________________．

(2)Cr₂O转变成Cr³⁺的离子反应方程式：_____________________.

(3)电解过程Cr(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀是怎么产生的？

______________________________________.

(4)能否用Cu电极来代替Fe电极？________(填“能”或“不能”)，简述理由______________________．

解析：(1)阳极Fe为活性电极，反应为Fe－2e^－===Fe²⁺，在阴极是H⁺放电生成H₂，反应为2H⁺+2e^－===H₂↑.

(2)阳极生成的Fe²⁺具有较强的还原性，易被酸性条件下的Cr₂O氧化，反应为6Fe²⁺+Cr₂O+14H⁺===6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O.

(3)因在阴极H⁺放电，同时Cr₂O氧化Fe²⁺时都要消耗H⁺ ，使溶液的pH上升，促使Fe³⁺、Cr³⁺水解并最终完全转化为Cr(OH)₃、Fe(OH)₃沉淀．

(4)若用Cu代替Fe电极，则Cu－2e^－===Cu²⁺，但Cu²⁺无还原性，不能将Cr₂O还原．

答案：(1)Fe－2e^－===Fe²⁺　2H⁺+2e^－===H₂↑

(2)6Fe²⁺+Cr₂O+14H⁺===6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

(3)在阴极反应及Cr₂O与Fe²⁺反应的过程中，将消耗大量的H⁺，使溶液pH上升，促使Fe³⁺、Cr³⁺水解并最终转化为Fe(OH)₃、Cr(OH)₃沉淀

(4)不能　因为阳极产生的Cu²⁺不能使Cr₂O还原到低价

16．下列关于实验现象的描述不正确的是

(　)

A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌

C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁

D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快

解析：铜、铁是两种活泼性不同的金属，稀硫酸是电解质溶液，三者共同形成原电池，铁片上发生氧化反应：Fe－2e^－===Fe²⁺，铜片上发生还原反应：2H⁺+2e^－===H₂↑，故A选项正确．

B选项中的条件相当于在铁片上镀锌即电镀池，锌片上发生的反应为：Zn－2e^－===Zn²⁺，铁片上发生的反应为：Zn²⁺+2e^－===Zn，理论上ZnCl₂溶液的浓度不变，故B选项也正确．

Cu+2FeCl₃===2FeCl₂+CuCl₂，故C选项错误．

Zn+2HCl===ZnCl₂+H₂↑，向其中加入几滴氯化铜溶液后，发生反应Zn+Cu²⁺===Zn²⁺+Cu，则铜和锌及电解质溶液形成了原电池，发生原电池反应，加快了氢气的放出速率，故D选项也正确．

答案：C

第Ⅱ卷 　(非选择题，共52分)

15．镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：

Cd+2NiOOH+2H₂O Cd(OH)₂+2Ni(OH)₂

有关该电池的说法正确的是

(　)

A．充电时阳极反应：Ni(OH)₂－e^－+OH^－===NiOOH+H₂O

B．充电过程是化学能转化为电能的过程

C．放电时负极附近溶液的碱性不变

D．放电时电解质溶液中的OH^－向正极移动

解析：充电时为电解池，阳极Ni(OH)₂发生氧化反应，A正确；充电时，电能转化为化学能，B错误；放电时负极为Cd，反应为Cd－2e^－+2OH^－===Cd(OH)₂，故c(OH^－)减小，pH减小，C错误；放电时，阴离子向负极移动，D错误．

答案：A

14．(2009·安徽蚌埠质检)下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是

(　)

A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多

B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强

C．甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能

D．将甲、乙作电极组成原电池时，甲是正极

解析：A项中失电子多少不能说明失电子难易，例如Al与Na；B项中甲的阳离子氧化性强，则甲的还原性弱；C项正确；D项中甲作正极，则甲不如乙活泼．

答案：C

13．如图所示，下列叙述正确的是

(　)

A．Y为阴极，发生还原反应

B．X为正极，发生氧化反应

C．Y与滤纸接触处有氧气生成

D．X与滤纸接触处变红

解析：图中左边装置是以Zn、Cu为电极的原电池装置，该电池中，Zn极为负极，Cu极为正极，而右边为电解池，根据连接情况可以推知，X为阳极，发生氧化反应，Y为阴极，发生还原反应，两极的电极反应式分别为X：4OH^－－4e^－===2H₂O+O₂↑，Y：2H⁺+2e^－===H₂↑，从而可得出答案应为A.

答案：A

12．铁锈的成分中含有铁的氧化物、铁的氢氧化物．研究证明，铁器的生锈与大气中的氧气、水蒸气有关．下列做法中最有利于减缓铁器生锈的是

(　)

A．铁锅用完后用水刷洗干净其表面的油污

B．久置不用的铁刀涂抹凡士林在空气中保存

C．将铁壶盛水后保存

D．铁勺、铁铲放在阴湿处保存

解析：铁锅表面的油污用水刷洗掉后，铁直接与空气接触，而且铁锅刷洗后，表面有水，极易生锈；铁刀用凡士林涂抹后，使Fe与空气隔绝，可以减缓其生锈；铁器接触水，或在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀而生锈．

答案：B