高考化学化学能与电能大题培优 易错 难题及详细答案Word格式文档下载.docx
《高考化学化学能与电能大题培优 易错 难题及详细答案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学化学能与电能大题培优 易错 难题及详细答案Word格式文档下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
稀盐酸
偏向Al
2
AlCu
偏向Cu
3
Al石墨
偏向石墨
4
NaOH溶液
偏向Mg
5
AlZn
浓硝酸
试根据上表中的实验现象回答下列问题：
（1）实验1、2中Al所作的电极是否相同？
．
（2）实验1、4中Al所作的电极是否相同？
（3）写出实验3中的电极反应式．正极：
；
（4）用电子式表示氯化镁的形成过程：
（1）不同；
（2）不同；
（3）2H＋＋2e－=H2↑；
（4）
。
（1）实验1：
Mg比Al活泼，两者都和盐酸反应，因此Mg作负极，Al作正极，实验2：
Al比Cu活泼，Al作负极，Cu作正极，故Al所作的两极不相同；
（2）实验4中，虽然Mg比Al活泼，但Mg不与氢氧化钠反应，而Al可以，因此Al作负极，Mg作正极，因此Al所作的两极不相同；
（3）实验3中，正极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；
（4）MgCl2是离子化合物，用电子式表示氯化镁形成过程：
。
考查原电池中正负极的判断、电子式表示化合物形成过程等知识。
3．1、右图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。
请回答下列问题：
（1）当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为：
（2）当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，该装置（填“能”或“不能”）形成原电池，若不能，请说明理由，_________；
若能，请指出负极是该电极反应式是_________。
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直接转化为电能。
现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH4为燃料，采用酸性溶液为电解液；
则CH4应通入极（填a或b，下同），电子从极流出。
电池的负极反应方程式为：
_________________________
2、已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：
（反应速率最小的时间段（即0～1、l～2、2～3、3～4、4～5min）为原因是。
另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在硫酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率
A．蒸馏水B．CuCl2溶液C．NaCl溶液
你认为他上述做法中可行的是（填相应字母）；
做法中不可行的是____________，理由是：
_______________________________________________________。
4．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。
电流表指针偏转方向
Al、Mg
Al、Cu
Al、C（石墨）
氢氧化钠溶液
Al、Zn
（1）实验1、2中Al所作的电极（正极或负极）是否相同（填“是”或“否”）？
____________。
（2）对实验3完成下列填空：
①铝为________极，电极反应式：
__________________________________________；
②石墨为________极，电极反应式：
_________________________________________；
③电池总反应式：
______________________________________________________。
（3）实验4中铝作负极还是正极________，理由是_________________________________。
（4）解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：
____________________________________。
写出铝电极的电极反应式：
_________________________________________________。
（5）根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：
__________________。
（1）否；
（2）①负，2Al－6e－=2Al3＋；
②正，6H＋＋6e－=3H2↑；
③2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑；
（3）负极，在NaOH溶液中，活动性Al＞Mg；
（4）Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中活动性Zn＞Al，Al是原电池的正极.，NO3－＋e－＋2H＋＝NO2↑＋H2O；
（5）①另一个电极材料的活动性；
②电解质溶液。
（1）原电池中一般活泼金属作负极，能和电解质溶液反应，电流表指针指向正极，实验1，电流表指针偏向Al，说明Mg作负极，铝作正极，实验2，Al比铜活泼，且铜不与稀盐酸反应，则Al作负极，故填写“否”；
（2）实验3，电流表指针偏向石墨，说明铝作负极，石墨作正极，铝和盐酸的反应：
2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，负极上的反应式为：
2Al－6e－=2Al3＋，正极反应式为：
6H＋＋6e－=3H2↑；
（3）虽然Mg比铝活泼，但Mg不与NaOH反应，但铝和氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，其反应离子方程式为：
2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑；
（4）虽然铝比锌活泼，但铝和浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应，产生一层致密氧化薄膜阻碍反应的进行，锌和硝酸反应的离子方程式为：
Zn＋4H＋＋2NO3－=Zn2＋＋2NO2↑＋2H2O，负极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，正极反应式为：
NO3－＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2O；
（5）根据以上分析，影响因素是：
①另一个电极材料的活动性；
考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写等知识。
5．
（一）下图是实验室用氢气还原氧化铜实验的简易装置。
其中的铜质燃烧匙可以在试管M中上下移动，实验时,先将细铜丝一端被弯成螺旋状，先在空气中加热变黑后再迅速伸入球型干燥管中。
（1）铜质燃烧匙的作用有，。
（2）实验过程中，在试管M中可观察到的现象是，。
（二）原电池与电解池在化学工业中有广泛应用。
如图装置，a为CuCl2溶液，X为Fe棒，Y为碳棒，回答以下问题：
（1）若断开k1，闭合k2，则装置为_____；
X电极上的电极反应式为_____________；
电解质溶液中的阳离子向______极移动（填X或Y）；
（2）若线路中通过3.01×
1022的电子，则Y极上析出物质的质量为。
（一）
（1）控制反应的发生和停止与锌构成原电池加快反应速率
（2）铜匙和锌粒表面都有气泡产生锌粒逐渐变小或消失
（二）
（1）原电池Fe－2e－＝Fe2+Y
（2）1.6g
（一）
（1）铜质燃烧匙可以上下移动，因此作用之一是的作用有控制反应的发生和停止；
其次铜与锌构成原电池加快反应速率。
（2）锌能与盐酸反应生成氢气，其次铜锌构成原电池，铜是正极，其在表明氢离子放电，所以实验过程中，在试管M中可观察到的现象是铜匙和锌粒表面都有气泡产生、锌粒逐渐变小或消失。
（二）
（1）若断开k1，闭合k2，则装置为原电池，铁是活泼的金属，铁是负极，则X电极上的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2+；
电解质溶液中的阳离子向正极移动，即向Y极移动；
1022的电子，即0.05mol电子，Y极是铜离子得到电子，电极反应式为Cu2＋＋2e—＝Cu，所以Y极上析出物质的质量为
【考点定位】本题主要是考查原电池原理的应用
【名师点晴】掌握原电池的工作原理是解答的关键，原电池是把化学能转化为电能的装置，原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。
电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，解答时注意灵活应用。
6．
（1）工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳中通入氯气，然后结晶除去氯化钙后，再加入适量的（填试剂化学式），过滤后即可得到。
（2）实验室制取氯酸钠可通过如下反应：
3C12+6NaOH
5NaC1+NaC1O3+3H2O先往-5℃的NaOH溶液中通入适量C12，然后将溶液加热，溶液中主要阴离子浓度随温度的变化如右图表1所示，图中C表示的离子是。
（填离子符号）
（3）某企业采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠。
则阳极反应式为：
（4）样品中C1O3-的含量可用滴定法进行测定，步骤如下：
步骤1：
准确称取样品ag（约2.20g），经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。
步骤2：
从上述容量瓶中取出10.00mL溶液于锥形瓶中，准确加入25mL1.000mol/L（NH4）2Fe（SO4）2溶液（过量），再加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸，静置10min。
步骤3：
再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种指示剂，用0.0200mol/LK2Cr2O7标准溶液滴定至终点，记录消耗消耗K2Cr2O7标准溶液的体积。
步骤4：
为精确测定样品中C1O3-的质量分数，重复上述步骤2、3操作2-3次。
步骤5：
数据处理与计算。
①步骤2中反应的离子方程式为；
静置10min的目的是。
②步骤3中K2Cr2O7标准溶液应盛放在（填仪器名称）中。
③用0.0200mol/LK2Cr2O7标准溶液滴定的目的是。
在上述操作无误的情况下，所测定的结果偏高，其可能的原因是。
（1）Na2CO3
（2）ClO-（3）Cl--6e-+6OH-=C1O3-+3H2O（4）①ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；
使溶液中C1O3-与Fe2+反应充分完全②酸式滴定管③计算步骤
消耗的（NH4）2Fe（SO4）2的量（其他合理答案也给分）
溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化
（1）石灰乳与氯气反应生成氯化钙和氯酸钙，除去氯化钙后，可加入碳酸钠溶液，以生成碳酸钙沉淀，以此得到氯化钠；
（2）氯气与氢氧化钠反应低温时生成NaClO，温度高时生成NaClO3，-5℃时生成ClO-；
（3）采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠，同时生成H2，其反应的方程式为：
NaCl+3H2O
NaClO3+3H2↑，阳极发生氧化反应，反应式为Cl--6e-+6OH-=C1O3-+3H2O；
（4）①酸性条件下亚铁离子被ClO3-氧化未铁离子，自身被还原为氯离子，其反应的离子方程式为：
ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；
静止10min可以使亚铁离子和次氯酸根离子充分反应；
②K2Cr2O7溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡胶管，所以改用酸式滴定管盛放；
③步骤2中的（NH4）2Fe（SO4）2没有反应完，用K2Cr2O7溶液滴定步骤2的溶液是为了测得未反应完全的亚铁离子，所以是为了测为反应完全的硫酸亚铁铵的量；
亚铁离子容易被空气中的氧气氧化，测得结果偏高的原因为溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化。
探究物质的组成及测定物质的含量
7．氰化钠（NaCN）是一种重要化工原料，用于化学合成、电镀、冶金等方面。
NaCN有剧毒，含氰废水需经无害化处理才能排放，某电镀厂含氰废水的一种工业处理流程如下：
已知：
HCNO的结构式是：
H-O-C≡N
HCN的Ka=6.02×
10-10
[Ag（CN）2]-（aq）
Ag+（aq）+2CN-（aq）K=1.3×
10-21
回答下列问题：
（1）CN-中两原子均为8电子稳定结构，请写出CN-的电子式_______________。
（2）氰化钠遇水会产生剧毒氢氰酸，请写出相应的离子方程式_______________。
（3）向发生塔中通水蒸汽的目的是____________。
（4）氧化池中氰化物的降解分两步进行
CN-被氯气氧化成低毒的CNO-，写出相应的离子方程式____________________，
CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体，写出相应的离子方程式________________。
（5）贮水池中废水须先经碱化后再进行氧化的原因_______________________。
（6）电镀厂电镀银时需要降低镀层金属的沉积速度，使镀层更加致密。
电解液使用Na[Ag（CN）2]，请写出阴极反应式，解释工业电镀中使用氰离子（CN-）的原因。
（每空2分，共16分）
（1）
（2）CN-+H2O
HCN+OH-
（3）促使HCN挥发进入吸收塔
（4）CN-+Cl2+2OH-=CNO-+2Cl-+H2O
2CNO-+3Cl2+4OH-=N2↑+CO2↑+6Cl-+2H2O
（5）防止生成HCN其他合理答案均得分
（6）[Ag（CN）2]-+e-="
Ag"
+2CN-；
Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物，可以控制银离子浓度，使镀层致密。
（1）CN-中各原子均满足8电子稳定结构，存在C≡N键，电子式为
，故答案为
；
（2）氰化钠易发生水解产生氰化氢，方程式为CN-+H2O⇌HCN+OH-，故答案为CN-+H2O⇌HCN+OH-；
（3）向发生塔中通水蒸汽的目的是促使HCN挥发进入吸收塔，故答案为促使HCN挥发进入吸收塔；
（4）CN-被氯气氧化成低毒的CNO-，同时得到还原产物氯离子，即CN-+Cl2+2OH-=CNO-+2Cl-+H2O；
CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体是氮气和二氧化碳，即2CNO-+3Cl2+4OH-=N2↑+CO2↑+6Cl-+2H2O；
（5）贮水池中废水须先经碱化后再进行氧化，这样可以防止生成HCN，故答案为防止生成HCN；
（6）电解池中，电解液使用Na[Ag（CN）2]，在阴极上发生得电子的还原反应，即：
[Ag（CN）2]-+e-=Ag+2CN-，工业电镀中使用氰离子，这样Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物，可以控制银离子浓度，使镀层致密，故答案为[Ag（CN）2]-+e-=Ag+2CN-；
【考点定位】考查电解原理；
离子方程式的书写；
氧化还原反应
【名师点晴】本题是一道注重了化学与实际生产的联系的综合知识题，考查利用氧化还原反应来实现废水的转化，涉及氧化还原反应等，明确该反应中的生成物是解本题关键，还可以结合原子守恒、转移电子守恒来分析解答。
本题中（4）CN-被氯气氧化成低毒的CNO-，同时得到还原产物氯离子；
CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体是氮气和二氧化碳，据此书写方程式；
（6）电解池的阴极上发生得电子的还原反应；
根据Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物。
8．（11分）某化学兴趣小组用如图所示装置电解CuSO4溶液，测定铜的相对原子质量。
（1）若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积VL，B连接直流电源的_________（填“正极”或“负极”）；
（2）电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象有__________________，电解的离子方程式为___________________________________。
（3）实验中还需测定的数据是_______________（填写序号）
①B极的质量增重mg
②A极的质量增重mg
（4）下列实验操作中必要的是________（填字母）
A．称量电解前电极的质量
B．电解后，取出电极直接烘干称重
C．刮下电解过程中电极上析出的铜，并清洗、称重
D．在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法
（5）铜的相对原子质量为：
___________（用含有m、V的计算式表示）
（6）如果用碱性（KOH为电解质）甲醇燃料电池作为电源进行实验,放电时负极电极反应式为___________。
（11分，除标注外每空2分）
（1）正极；
（2）铜电极上有红色固体析出，石墨电极上有无色气体产生，溶液蓝色变浅；
2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+；
（3）②；
（4）AD；
（5）
（6）CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O
（1）铜作电极是活性电极，在溶液中OH－放电生成氧气，说明铜作阴极，与电源的负极相连，所以B连接直流电源的正极。
（2）惰性电极电解硫酸铜溶液，阴极：
2Cu2＋+4e－=2Cu,阳极:
4OH－-4e－=2H2O+O2↑，所以电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象有铜电极上有红色固体析出，石墨电极上有无色气体产生，溶液蓝色变浅；
阴极阳极电极反应相加即得电解的总反应，电解的离子方程式为2Cu2++2H2O
（3）该实验测定铜的相对原子质量，需要知道铜的质量，铜在A极析出，所以选②
（4）该实验需测定析出铜的质量，阴极析出铜，而阴极用铜作电极，只需要测定反应前后阴极的质量差，在有空气存在的条件下，2Cu+O2
2CuO,所以在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法，选AD。
（5）根据2Cu2++2H2O
2Cu+O2↑+4H+
2M22.4
mV列方程解得M=
（6）用KOH溶液作电解液的甲醇燃料电池，甲醇在负极是电子生成CO2，CO2与KOH溶液反应生成碳酸钾，所以负极电极反应为CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O。
考查电解的工作原理。
9．（15分）用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。
某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液，研究废液再生机理。
记录如下（a、b、c代表电压值：
）
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
I
x≥a
电极附近出现黄色，有气泡产生
有Fe3+、有Cl2
II
a＞x≥b
电极附近出现黄色，无气泡产生
有Fe3+、无Cl2
III
b＞x＞0
无明显变化
无Fe3+、无Cl2
（1）用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_______。
（2）I中，Fe2+产生的原因可能是Cl-在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化。
写出有关反应的方程式_____。
（3）由II推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有_____性。
（4）II中虽未检测出Cl2，但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。
电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：
IV
a＞x≥c
有Cl2
V
c＞x≥b
无Cl2
①NaCl溶液的浓度是________mol/L。
②IV中检测Cl2的实验方法:
____________________。
③与II对比，得出的结论（写出两点）：
___________________。
（1）溶液变为血红色
（2）2Cl--2e-=Cl2↑；
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
（3）还原
（4）①0.2②取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI试纸上，试纸变蓝
③通过控制电压，证实了产生Fe3+的两种原因都成立；
通过控制电压，验证了Fe2+先于Cl-放电
（1）铁离子与KSCN反应生成血红色络合物，故现象为溶液变为血红色；
（2）Cl-在阳极放电，电解反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，生成的氯气氧化Fe2+为Fe3+，方程式为：
（3）因为阳极产物无Cl2，又Fe2+具有还原性，故也可能是Fe2+在阳极放电，被氧化为Fe3+；
（4）①因为为对比实验，故Cl-浓度应与电解FeCl2的相同，即为0.1mol/L×
2=0.2mol/L；
②检测氯气可以用淀粉碘化钾试纸，可取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉KI试纸上，若试纸变蓝色，则说明有氯气存在；
③与II对比可知，IV中电解氯化亚铁时，电压较大a＞x≥c时，氯离子放电产生氯气，即说明Fe3+可能是由氯气氧化亚铁离子得到；
电压较小c＞x≥b时，氯离子不放电，即还原性Fe2+＞Cl-，同时也说明了铁离子也可能是由亚铁离子直接放电得到的。
故结论为：
①通过控制电压，证实了产生Fe3+的两种原因都成立；
②通过控制电压，验证了Fe2+先于Cl-放电。
本题考查铁离子的检验、电解原理、氯气的检验等知识。
10．Cu（NO3）2是重要的化工原料。
回答下列工业生产和化学实验中的几个问题。
实验室欲制备0.3molCu（NO3）2晶体，甲、乙两同学分别设计实验方案如下：
①绿色化学的角度分析，_________同学的方案更合理，此同学可节约2mol/L的稀硝酸_________mL；
②甲方案的离子方程式为___________；
③乙同学实验时通入O2的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O2的速率，宜选择__________方案（填字母序号）。
④B装置如何检查气密性：
_________________。
（2）某校化学兴趣小组的同学对硝酸铜的受热分解进行探究。
他们设计了如下左图装置加热Cu（NO3）2固体（加热及夹持装置未画出）。
加热过程发现
升级会员 