高考化学复习化学能与电能专项易错题附答案解析文档格式.docx

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查阅资料可知：

在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀。

设计实验证明：

_______________________________。

（4）根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是_______________________________。

【答案】O2与铁组成原电池，作原电池的正极用水代替NaCl溶液进行上述实验正温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快Fe－2e-=Fe2+另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3Fe（CN）6溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度

【解析】

【分析】

（1）铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，发生吸氧腐蚀生成氢氧根离子，溶液显碱性，遇到酚酞变红；

（2）①K3[Fe（CN）6]溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀；

②温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快；

（3）①依据不同浓度下，检流计指针偏转方向判断电极，书写电极反应式；

②要证明在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀，可以设计对比试验，一个实验中通入氧气，另一个实验中不通入氧气，观察铁的腐蚀情况；

（4）依据上述实验总结归纳解答。

【详解】

（1）①铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，酚酞变红说明生成氢氧根离子，发生吸氧腐蚀，故得电子的物质是O2；

②铁与碳以氯化钠溶液为电解质形成原电，铁做原电池负极，碳做正极；

③为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是，用水做电解质，代替氯化钠进行上述实验；

（2）①K3[Fe（CN）6]溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀，而取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，a中出现蓝色沉淀，说明a中生成二价铁离子，b中无变化，b中没有二价铁离子生成，所以a做负极，b做正极；

②加热后，指针发生偏转的原因可能是：

温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快；

（3）①依据图表中Ⅱ组数据及指针向左偏转，则可知：

b极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：

Fe－2e-=Fe2+；

②要证明氧气浓度对金属腐蚀速率的影响，可以设计对比实验，如下：

另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3Fe（CN）6溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象；

（4）通过上述实验可知：

对钢铁腐蚀有影响的因素是有温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度。

2．《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。

“修旧如旧”是文物保护的主旨。

（1）查阅高中教材得知铜锈为Cu2（OH）2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。

铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。

参与形成铜绿的物质有Cu和_______。

（2）继续查阅中国知网，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2（OH）2CO3和Cu2（OH）3Cl。

考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：

Cu2（OH）2CO3和Cu2（OH）3Cl分别属于无害锈和有害锈，请解释原因_____________。

（3）文献显示有害锈的形成过程中会产生CuCl（白色不溶于水的固体），请结合下图回答：

①过程Ⅰ的正极反应物是___________。

②过程Ⅰ负极的电极反应式是_____________。

（4）青铜器的修复有以下三种方法：

ⅰ．柠檬酸浸法：

将腐蚀文物直接放在2%-3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈；

ⅱ．碳酸钠法：

将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2（OH）2CO3；

ⅲ．BTA保护法：

请回答下列问题：

①写出碳酸钠法的离子方程式___________________。

②三种方法中，BTA保护法应用最为普遍，分析其可能的优点有___________。

A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜

B．替换出锈层中的Cl-，能够高效的除去有害锈

C．和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”

【答案】O2、H2O、CO2碱式碳酸铜为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜；

而碱式氯化铜为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀氧气（H2O）Cu-e-+Cl-=CuCl4CuCl+O2+2H2O+2CO32-=2Cu2（OH）2CO3+4Cl-ABC

（1）由质量守恒定律可知，反应前后元素种类不变；

（2）结合图像可知，Cu2（OH）2CO3为致密结构，Cu2（OH）3Cl为疏松结构；

（3）正极得电子发生还原反应，过程Ⅰ的正极反应物是氧气，Cu作负极；

（4）在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜；

替换出锈层中的Cl-，能够高效的除去有害锈；

BTA保护法不破坏无害锈。

（1）铜锈为Cu2（OH）2CO3，由质量守恒定律可知，反应前后元素种类不变，参与形成铜绿的物质有Cu和O2、H2O、CO2；

（2）结合图像可知，Cu2（OH）2CO3为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜，属于无害锈。

Cu2（OH）3Cl为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈；

（3）①结合图像可知，正极得电子发生还原反应，过程Ⅰ的正极反应物是氧气，电极反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-；

②结合图像可知，过程Ⅰ中Cu作负极，电极反应式是Cu-e-+Cl-=CuCl；

（4）①碳酸钠法中，Na2CO3的缓冲溶液使CuCl转化为难溶的Cu2（OH）2CO3，离子方程式为4CuCl+O2+2H2O+2CO32-=2Cu2（OH）2CO3+4Cl-；

②A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜，能保护内部金属铜，这能使BTA保护法应用更为普遍，故A正确；

B．Cu2（OH）3Cl为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈。

替换出锈层中的Cl-，能够高效的除去有害锈，这能使BTA保护法应用更为普遍，故B正确；

C．酸浸法会破坏无害锈Cu2（OH）2CO3，BTA保护法不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”，这能使BTA保护法应用更为普遍，故C正确；

答案选ABC。

3．某化学课外活动小组的同学利用原电池原理探究一定温度下（实验时实际的环境温度）使铁钝化的硝酸的最低浓度。

实验步骤如下：

①向两支具支试管中分别加入浓硝酸5。

0mL（质量分数为65%，

密度为1。

4g/mL）。

按图组装好实验装置。

②将铜丝和铁丝同时插入浓硝酸中，观察到灵敏电流计指针先指向铜丝，但又迅速反转（只需1—2s）指向铁丝一端。

③用盛有5。

0mL蒸馏水的注射器向具支试管内加水，并注视电流计的指针偏转方向。

在指针恰好发生反转又指向铜丝时停止

实验，记录此时已注入的水的体积。

重复三次实验获得的数据如下：

实验次数

实验温度（℃）

注入水的体积（mL）

1

17。

2

2。

4

T1

5

3

T2

（1）在该装置中仪器a因其作用而称为____；

指针指向铁丝时，铁丝为___极（填“正”或“负”）

（2）65%的硝酸的物质的量浓度是_________；

在未注水前正极的电极反应式为________。

（3）T1_______T2（填“>

”、“<

”或“=”）

（4）在本实验温度下，使铁钝化的硝酸最低浓度为_____%；

利用本实验数据判断，若以45%的硝酸进行实验（不再注水），则电流表的指针应指向_____电极（填“铁”或“铜”）

（5）该实验装置上的不足是_________，改进方法是________________________。

【答案】盐桥正14。

4mol/LNO3－＋e－＋2H＋=NO2↑＋H2O=48铜缺少尾气处理装置应在两侧支管口处均连接导管，将产生气体导入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中

（1）在该装置中仪器a因其作用而称为盐桥；

铁在浓硝酸中发生钝化，所以铜是正极，所以铁是正极；

（2）根据

；

正极是硝酸根离子发生还原反应，电极反应式为:

↑

（3）温度相同条件下加入水探究一定温度下（实验时实际的环境温度）使铁钝化的硝酸的最低浓度，改变加入水的量体坛就钝化浓度，所以温度不变，故

（4）重复三次实验平均加水量

，使铁钝化的硝酸最低浓度

，利用本实验数据判断，若以

的硝酸进行实验（不再注水），铁不发生钝化，铁做负极，则电流表的指针应指向电极铜电极；

（5）反应过程中所生产的了氮的氧化物是有毒气体会污染空气，该实验装置的不足之处是没有尾气处理装置，应在两侧支管口处均连接导管，将产生的气体导入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中吸收尾气，避免排放到空气中污染环境。

4．氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂，下图为制备粗高铁酸钾的工业流程。

（1）氯化铁做净水剂的原因是（结合化学用语表达）。

（2）吸收剂X的化学式为，氧化剂Y的化学式为。

（3）碱性条件下反应①的离子方程式为。

（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。

该反应的化学方程式为2KOH＋NaFeO4=K2FeO4＋2NaOH，请根据反应原理分析反应能发生的原因。

（5）K2FeO4在水溶液中易发生反应：

4FeO42－＋10H2O=4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2↑。

在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用（填序号）。

A．H2OB．稀KOH溶液C．NH4Cl溶液D．Fe（NO3）3溶液

除了这种洗涤剂外，一般工业生产还要加入异丙醇作为洗涤剂，你认为选择异丙醇的原因是。

（6）高铁电池是正在研制中的充电电池，具有电压稳定、放电时间长等优点。

以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫为原料，硫酸钾为电解质，用惰性电极设计成能在高温下使用的电池，写出该电池的正极反应式。

【答案】

（1）Fe3++3H2O

Fe（OH）3+3H+；

水解产生的Fe（OH）3胶体能够吸附杂质；

（2）FeCl2；

NaClO

（3）2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O

（4）K2FeO4溶解度小于NaFeO4，析出晶体，促进反应进行

（5）B；

高铁酸钾在异丙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，用异丙醇洗涤有利于提高产品回收率

（6）FeO42-+3e-+4SO3=Fe3++4SO42-

试题分析：

（1）氯化铁水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能够吸附杂质可做净水剂，故答案为：

Fe3++3H2O

（2）根据流程图，吸收剂X吸收氯气后能够生成氯化铁，因此X为氯化亚铁，氢氧化钠与氯气反应生成氧化剂Y，因此氧化剂Y为次氯酸钠，故答案为：

FeCl2；

NaClO；

（3）碱性条件下，氯化铁与次氯酸钠反应生成高铁酸钠，因此反应①的离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O，故答案为：

2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；

（4）由于K2FeO4溶解度小于NaFeO4，析出晶体，促进2KOH＋NaFeO4=K2FeO4＋2NaOH反应进行，故答案为：

K2FeO4溶解度小于NaFeO4，析出晶体，促进反应进行；

（5）由于4FeO42－＋10H2O=4Fe（OH）3＋8OH－＋3O2↑。

在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用碱性溶液，故选B；

除了氢氧化钠外，一般工业生产还要加入异丙醇作为洗涤剂，是因为高铁酸钾在异丙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，用异丙醇洗涤有利于提高产品回收率，故答案为：

B；

高铁酸钾在异丙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，用异丙醇洗涤有利于提高产品回收率；

（6）高铁酸钾具有氧化性，在设计的电池中发生还原反应，二氧化硫具有还原性，能够发生氧化反应，生成三氧化硫，因此电池的正极反应式为FeO42-+3e-+4SO3=Fe3++4SO42-，故答案为：

FeO42-+3e-+4SO3=Fe3++4SO42-。

考点：

考查了铁及其化合物的性质、氧化还原反应、化学实验的基本操作、原电池原理的应用的相关知识。

5．请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水（含酚酞）的实验，要求测定产生的氢气的体积（大于25mL），并检验氯气的氧化性。

（1）A极发生的电极反应式是__________；

B极发生的电极反应式是_______________

（2）电极A可能观察到的

现象是_________________

（3）设计检测上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为_______接_______、_______接A，B接_______、_______接_______。

（4）实验中，在盛有KI淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为__________________。

（1）2H＋＋2e－==H2↑2Cl－—2e

－==Cl2↑＋2e－

（2）溶液变红，有气体产生（3）HFGDEC

（4）Cl2＋2I－===2Cl－＋I2

（1）要达到电解食盐水的目的，则电解池中铁棒必须连接电源的负极而作阴极，碳棒则连接电源的正极而作阳极，反之，铁作阳极则Fe2＋进入溶液，无法实现电解食盐水的目的。

A极发生的电极反应式是2H＋＋2e－==H2↑；

B极发生的电极反应式是2Cl－—2e

（2）电源负极接电解池的铁棒，负极区氢离子放电生成氢气和氢氧化钠，所以电极A可能观察到的

现象是溶液变红，有气体产生。

（3）电解池左边A导管口产生H2，右边B导管口产生Cl2，以电解池为中心，则有：

H←F、G←A、B→D、E→C，相应装置的作用：

（4）实验中，在盛有KI淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。

本题考查化学反应中的能量变化。

6．燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

下图为氢氧燃料电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为（用a、b表示）。

（2）负极反应式为，正极反应式为；

（3）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。

因此，大量安全储氢是关键技术之一。

金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：

Ⅰ．2Li＋H2

2LiHⅡ．LiH＋H2O

LiOH＋H2↑

反应Ⅰ中的还原剂是，反应Ⅱ中的氧化剂是；

（4）如果该电池是甲烷-氧气燃料电池，负极反应式为；

（5）如果该电池是肼（N2H4）-氧气燃料电池，负极反应式为。

（1）由化学能转变为电能由a到b

（2）2H2－4e－＋4OH－＝4H2O，O2＋2H2O＋4e－＝4OH－

（3）LiH2O

（4）CH4－8e－＋10OH－＝CO32－＋7H2O

（5）N2H4－4e－＋4OH－＝N2↑＋4H2O

（1）氢氧燃料电池属于原电池，所以是将化学能转化为电能的装置，该电池中，通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应，所以电子从a电极流向b电极；

（2）负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应为2H2－4e－＋4OH－＝4H2O；

正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；

（3）①2Li+H2

2LiH，该反应中锂失电子发生氧化反应，所以锂是还原剂；

LiH+H2O=LiOH+H2↑，该反应中H2O得电子生成氢气，发生还原反应，所以H2O是氧化剂；

（4）甲烷-氧气燃料电池，通入甲烷的电极为负极，负极反应式CH4－8e－＋10OH－＝CO32－＋7H2O；

（5）肼（N2H4）-氧气燃料电池，通入肼（N2H4）的电极为负极，负极反应式N2H4－4e－＋4OH－＝N2↑＋4H2O

考查了原电池工作原理

【名师点晴】写电极反应式要注意结合电解质溶液书写，如果电解质溶液不同，虽然原料相同，电极反应式也不同，如氢氧燃料电池，当电解质为酸溶液里，正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O；

当电解质为碱溶液时，负极电极反应式H2-2e-+2OH-=2H2O，正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；

当电解质为熔融状态时，正极电极反应为为O2+4e-=2O2-；

可见搞清楚电解质环境对电极反应式书写影响很大。

7．食盐加碘剂的主要成份是碘酸钾（KIO3）。

工业上可用碘为原料通过电解制备碘酸钾。

【实验一】在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质后的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：

（1）写出步骤②的离子方程式。

（2）上述生产流程中，可以利用的副产物是。

（3）分离I2和丁的方法是。

【实验二】电解制取KIO3，电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：

3I2＋6KOH＝5KI＋KIO3＋3H2O，将该溶液加入阳极区。

另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。

（4）电解时，阳极上发生反应的电极反应式为；

电解过程中阴极附近溶液pH________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

【实验三】电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：

（5）步骤②的操作名称，步骤④洗涤晶体的目的是。

（1）2Fe2＋＋4I－＋3Cl2＝2Fe3＋＋2I2＋6Cl－；

（2）Ag（或Ag、FeCl3）；

（3）萃取；

（4）I－＋6OH－－6e－＝IO3－＋3H2O（或2I－－2e－＝I2）；

变大

（5）冷却结晶；

洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质

（1）碘化亚铁具有还原性，与充足的氯气反应生成碘和氯化铁，离子方程式为：

2Fe2＋＋4I－＋3Cl2＝2Fe3＋＋2I2＋6Cl－；

（2）从流程图分析，副产物为银，由于加入的铁过量，所以先加入稀硫酸除去铁，再加入稀硝酸与银反应制得硝酸银溶液。

（3）丁为氯化铁，分离碘单质和氯化铁溶液的方法为萃取，加入苯或汽油或四氯化碳等有机溶剂。

（4）阳极附近的阴离子有碘离子，碘酸根离子和氢氧根离子，电解过程中阳极上碘离子失去电子生成碘酸根离子，电极方程式为I－＋6OH－－6e－＝IO3－＋3H2O（或2I－－2e－＝I2）；

阴极上氢离子放电生成氢气，所以阴极附近破坏水的电离平衡，溶液中的氢氧根离子浓度增大，pH变大。

（5）从热溶液中国析出晶体的方法是冷却结晶；

洗涤后的晶体有水分，所以要进行干燥，过滤后得到的晶体上吸附部分氢氧化钾等杂质，为得到较纯净的碘酸钾晶体，所以要进行洗涤。

海水资源的综合利用，电解原理

8．（15分）为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe3++2I-

2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。

实验如下：

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到。

（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中造成的影响。

（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2+向Fe3+转化。

用化学平衡移动原理解释原因：

。

（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe2+向Fe3+转化的原因：

外加Ag+使c（I-）降低，导致I-的还原性弱于Fe2+，用下图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

①K闭合时，指针向右偏转，b作极。

②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01mol/LAgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是。

（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中Fe2+向Fe3+转化的原因，

①转化原因是。

②与（4）实验对比，不同的操作是。

（6）实验I中，还原性：

I->

Fe2+；

而实验II中，还原性：

Fe2+>

I-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是。

（1）化学平衡状态

（2）溶液稀释对颜色变化

（3）加入Ag+发生反应：

Ag++I-=AgI↓，c（I-）降低；

或增大c（Fe2+）平衡均逆向移动

（4）①正②左管产生黄色沉淀，指针向左偏转。

（5）①Fe2+随浓度增大，还原性增强，使Fe2+还原性强于I-

②向U型管右管中滴加1mol/LFeSO4溶液。

（6）该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到化学平衡状态。

（2）根据实验iii和实验ii的对比可以看出是为了排除有ii中水造成溶液中离子浓度改变的影响；

（3）i.加入AgNO3，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，I-浓度降低，2Fe3++2I-

2Fe2++I2平衡逆向移动。

ii.加入FeSO4，Fe2+浓度增大，平衡逆移。

（4）①K闭合时，指针向右偏转，b极为Fe3+得电子，作正极；

②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01mol/LAgNO3溶液，产生黄色沉淀，I-离子浓度减小，2Fe3++2I-

2Fe2++I2平衡左移，指针向左偏转。

（5）①Fe2+向Fe3+转化的原因是Fe2+浓度增大，还原性增强；

②与（4）实验对比，不同的操作是当指针归零后，向U型管右管中滴加1mol/LFeSO4溶液。

将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是在其它条件不变时，物质的氧化性和