全国高考化学化学能与电能的综合高考真题汇总含详细答案.docx

1、全国高考化学化学能与电能的综合高考真题汇总含详细答案全国高考化学化学能与电能的综合高考真题汇总含详细答案一、化学能与电能1亚硝酰氯NOCl可用于合成清洁剂等。它可用Cl2与NO在常温常压下合成：它的熔点为-64.5，沸点为-5.5，常温下是黄色的有毒气体，遇水易水解。 请按要求回答下列相关问题：(1)过量铁屑和稀硝酸充分反应制备NO的离子方程式为：_。(2)制备NOCl的装置如下图所示，连接顺序为:a_(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。装置A和B作用是干燥NO和Cl2，_。装置D的作用是_。 装置E中NOCl发生反应的化学方程式为_。(3)工业生产过程中NO尾气处理方法有多种，其中间接电

2、化学法，其原理如图所示： 该过程中阴极的电极反应式为：_。【答案】3Fe+8H+2NO3=3Fe2+2NO+4H2O efcbd或fecbd 观察气泡调节气体流速 防止E中水蒸气进入F，引起NOCl的水解 NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O 2HSO3+2e+2H+= S2O42+ 2H2O 【解析】【分析】（1）过量铁屑和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水；（2）将氯气和NO干燥后在装置F中发生反应，在冰盐中冷凝收集NOCl，氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中，用氢氧化钠溶液吸收，注意NOCl遇水易水解。（3）由间接电化学法示意图可知，阴极上HSO3放电生成S2O42

3、，S2O42在吸收塔中将NO还原为N2。【详解】（1）过量铁屑和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Fe+8H+2NO3=3Fe2+2NO+4H2O，故答案为3Fe+8H+2NO3=3Fe2+2NO+4H2O；（2）将氯气和NO干燥后在装置F中发生反应，在冰盐中冷凝收集NOCl，氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中，用氢氧化钠溶液吸收，NOCl遇水易水解，故在收集装置和尾气处理装置之间需加一个干燥装置，故答案为ef（或fe）cbd；装置A和B作用是除干燥NO、Cl2外，另一个作用是通过观察气泡调节气体的流速控制反应的发生，故答案为观察气泡调节气体流速；NOCl遇水易水

4、解，装置D中氯化钙做干燥剂，吸收水蒸气，防止E中水蒸气进入反应器F中，引起NOCl的水解，故答案为防止E中水蒸气进入F，引起NOCl的水解；装置E的目的吸收尾气，防止污染环境，NOCl与氢氧化钠溶液反应生成NaCl、NaNO2和H2O，反应的化学方程式为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O，故答案为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O；（3）由间接电化学法示意图可知，阴极上HSO3放电生成S2O42，S2O42在吸收塔中将NO还原为N2，阴极的电极反应式为2HSO3+2e+2H+= S2O42+ 2H2O，故答案为2HSO3+2e+2H+= S2O42+ 2H2O。

5、【点睛】本题考查化学实验方案的设计与评价，侧重考查分析问题和解决问题的能力，注意化学方程式的书写和排列实验先后顺序的方法，掌握电极反应式的书写方法是解答关键，2保险粉又称连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，可用于纺织工业的漂白剂、脱色剂，脱氯剂。Na2S2O4是白色粉末，无味，易溶于水、难溶于乙醇，具有极强的还原性，在空气中易被氧化，在碱性介质中稳定。.甲酸钠(HCOONa)法制备过程如下：（1）连二亚硫酸钠中硫元素的化合价为_。（2）实验室用Na2SO3 固体和某酸反应制备SO2气体，制备SO2时所选用的酸，你认为下列最适宜选用的是_。A浓盐酸 B浓硝酸C质量分数为70%的硫酸 D质量分数为10

6、%的硫酸（3）步骤中制备连二亚硫酸钠的化学方程式可表示为_。（4）上述步骤中，加入适量乙醇水溶液的作用是_。（5）在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体，目的是_。（6）现将0.05mol/L Na2S2O4溶液在空气中放置，其溶液的pH 与时间(t)的关系如图所示。t1时溶液中只有NaHSO3一种溶质，此时含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为_。t1t2段发生化学反应的离子方程式为_。.电解法制备:工业上用惰性电极电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4。过程如图所示（7）产品在_（填“阳极”、“阴极”）得到。若不加隔膜，则连二亚硫酸钠产率降低，其原因是_。【答案】 +3 C NaOH

7、+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O 连二亚硫酸钠难溶于乙醇，用乙醇水溶液可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出 Na2CO3为碱性物质， 提高“保险粉”的稳定性 c(HSO3-)c(SO32-)c(H2SO3) 2HSO3-+O2=2H+2SO42- 阴极 若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子， 得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降或部分HSO3-被阳极产生的 Cl2氧化生成SO42-，使连二亚硫酸钠产率下降【解析】.(1)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)中钠元素为+1价，氧元素为-2价，根据正负化合价的代数

8、和为0 ，硫元素的化合价为+3价，故答案为：+3；(2)二氧化硫具有还原性，能被硝酸氧化，盐酸中的氯化氢易挥发，制得的二氧化硫不纯，70%的H2SO4产生二氧化硫的速率较快，故选C；(3)SO2气体通入甲酸钠的碱性溶液可以生成Na2S2O4和二氧化碳，反应的化学方程式为NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O，故答案为：NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O；(4)根据题意，Na2S2O4易溶于水、难溶于乙醇。加入适量乙醇水溶液可以降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出，故答案为：连二亚硫酸钠难溶于乙醇，用乙醇水溶液

9、可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出；(5)由信息可知在碱性介质中稳定，则在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体，目的是Na2CO3为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性，故答案为：Na2CO3为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性；(6)NaHSO3的电离程度大于水解程度，溶液显酸性，含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为c(HSO3-)c(SO32-)c(H2SO3)，故答案为：c(HSO3-)c(SO32-)c(H2SO3)；Na2S2O4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠，则0t1段发生离子反应方程式为2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-，t1点是

10、为0.1mol/L的NaHSO3，根据图像t2时pH=1，说明NaHSO3完全被氧化生成硫酸氢钠，t1t2段发生化学反应的离子方程式为2HSO3-+O2=2H+2SO42-，故答案为：2HSO3-+O2=2H+2SO42-；.(7)用惰性电极电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4，反应过程中S元素的化合降低，被还原，应该在阴极上反应得到Na2S2O4，故答案为：阴极； 若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应，也可能被阳极产生的氯气氧化，结果都会生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降，故答案为：若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，

11、得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降。3电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某兴趣小组做如下探究实验：（1）如上图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，若盐桥中装有饱和的KNO3溶液和琼胶制成的胶冻,则NO3-移向_装置（填写“甲或乙”）。其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，发现生成无色无味的单质气体，则石墨上电极反应式_。（2）如上图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲装置是_（填“原电池或电解池”），乙装置中石墨（2）为 极，乙装置中与铁线相连的石墨（1）电极上发生的反应式为 。（3）在图2乙装置中改为加入CuSO4溶液，一段

12、时间后，若某一电极质量增重 1.28 g，则另一电极生成_mL（标况下）气体。【答案】（1）甲；2H+2e-H2；（2）原电池；阳；Cu2+2e=Cu（3）224【解析】试题分析：（1）装置1中铁是负极、石墨是正极，阴离子在原电池中移向负极，NO3-移向甲装置；若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，发现生成无色无味的单质气体，则石墨上电极反应式2H+2e-H2；（2）图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲装置中两个电极不同，构成原电池；，乙装置是电解池，石墨（2）与正极相连，石墨（2）为阳极，乙装置中与铁线相连的石墨（1）是阴极，电极上发生的反应式为Cu2+2e=Cu；

13、（3）某一电极生成 1.28 g铜，转移电子，则另一电极生成氧气，根据转移电子相同，生成氧气0.01mol，标况下的体积为224mL。考点：本题考查电解原理和原电池原理。41、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

14、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01、l2、23、34、45 min)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 BCuCl2溶液 CNaCl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： _。5(1)研究性学习小组

15、为了证明铁的金属性比铜强，他设计了如下几种方案，其中合理的是_(填序号)A铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；B铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2；C铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解(2FeCl3+Cu2FeCl2+ CuCl2)D铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡E常温下，分别将铁片和铜片置于浓硝酸中，铁片不溶解，而铜片溶解(2)请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。要求：a此方案的原理不同于上述任一合理方案；b在方框内绘出实验装置图并注明所需的药品；c写出实验过程中的主要实验现象并用相关化学用语解释现象_现象_ 解释_现象_ 解释_【

16、答案】AD 铜片表面有气泡 2H+2e-=H2 铁片逐渐溶解； Fe-2e-=Fe2+ 【解析】【分析】(1)根据金属的活泼性顺序表可以确定金属性的强弱；(2)除了金属活动顺序表外，原电池装置也可以证明两电极材料的金属性强弱。【详解】(1)A铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出，说明金属铁的活泼性强于铜，能证明铁的金属性比铜强，故A正确；B铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2，证明氯气是氧化性强的物质，能将金属氧化为高价，不能说明铁的金属性比铜强，故B错误；C铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，说明还原性是铜单质强于亚铁离子，不能说明铁的金属

17、性比铜强，故C错误；D铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡，证明金属铁能和硫酸之间发生置换反应，但是铜不能，所以能证明铁的金属性比铜强，故D正确；E常温下，分别将铁片和铜片置于浓硝酸中，铁片会钝化，不溶解，而铜片则不会产生钝化现象，会溶解，不能说明铁的金属性比铜强，故E错误；故选AD；(2)除了金属活动顺序表外，在原电池中，如果两电极材料都是金属，负极金属的活泼性一般是强于正极金属的活泼性的，如Cu、Fe、硫酸原电池中金属铁是负极，金属铜是正极，能证明铁的金属性强于铜，设计的原电池装置如：，可观察到的现象是：铜片表面有气泡放出，发生的电极反应为2H+2e-=H2

18、；铁片溶解，发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+。6某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。利用如图所示装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。（1）写出负极的电极反应式：_ _。（2）某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe2；假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe3；假设3：_。（3）为了探究假设1、2，他采取如下操作：取001 mol/L FeCl3溶液2 mL于试管中，加入过量铁粉；取操作试管的上层清液加入2滴K3Fe（CN）6溶液，生成蓝色沉淀；取少量正极附近溶液加入2滴K3Fe（CN）6溶液，未见蓝色沉淀生

19、成；取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变红。据、现象得出的结论是_。（4）该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀，请再举一例防护钢铁腐蚀的措施_。利用如图所示装置做电解50 mL 05 mol/L的CuCl2溶液实验。实验记录：A阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色（提示：Cl2氧化性大于IO）；B电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。（1）分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：_ _；_ _。（2）分析实验记录B中浅蓝色固体可能是_（写化学式）【答案】（1）Zn2e=Zn2 （2）铁参与反应，被氧化生成Fe2和Fe3

20、（3）正极附近溶液不含Fe2和Fe3 （4）油漆（其他合理答案均可）（1）2ICl2=I22Cl 5Cl2I26H2O=10Cl2IO312H（2）Cu（OH）2【解析】试题分析：（1）锌比铁活泼，锌为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn2e=Zn2。（2）根据假设1、2进行分析，得出假设3为铁参与反应，被氧化生成Fe2和Fe3。（3）从分析得出的试管中含有Fe2；现象说明不含Fe2；现象说明不含Fe3；因此可得出的结论是正极附近溶液不含Fe2和Fe3。（4）防护钢铁腐蚀的措施有油漆、电化学保护法等。（1）阳极上氯离子放电，有氯气产生，由于2ICl2=I22Cl，该气体使湿润的淀粉碘

21、化钾试纸变蓝；当氯气过量时，会发生反应5Cl2I26H2O=10Cl21O312H，颜色褪去。（2）电解一段时间后，Cu2浓度下降，H开始放电，溶液pH增大，Cu2转化为Cu（OH）2。【考点定位】本题主要是考查了原电池和电解池原理的应用与有关判断【名师点晴】电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据电解时电极质量或溶液p H的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。解答电解池相关题目时，应

22、从几步入手：看电极（材料），判断电极本身是否参与反应。看溶液，判断电解液中的阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。看隔膜，判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化，从而判断溶液中微粒穿过阴（阳）离子隔膜的方向和产物。7高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、速凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产流程如下：（1）配制KOH溶液时，是在每100 mL水中溶解61.6 g KOH固体（该溶液的密度为1.47 g/mL），它的物质的量浓度是 mol/L。（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是 （填编号）。A与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClOBKOH固体溶解时会放

23、出较多的热量，有利于提高反应速率C为下一步反应提供碱性的环境D使副产物KClO3转化为 KClO（3）每制得59.4克K2FeO4，理论上消耗氧化剂的物质的量为 mol。从溶液中分离出K2FeO4后，还得到副产品KNO3、KCl，写出中反应的离子方程式： 。（4）高铁酸钾（K2FeO4）溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产生，该反应的离子方程式是 。（5）从环境保护的角度看，制备K2FeO4较好的方法为电解法，其装置如图2所示。电解过程中阳极的电极反应式为 。【答案】（15分）前三空每空2分，后三空每空3分。（1）10 （2）A C（3）0.45； 2Fe3+3ClO-+10OH-2

24、FeO42-+3Cl-+5H2O （4）4FeO42-+20H+=4Fe3+3O2+10 H2O（5）Fe+8OH6eFeO42+4H2O【解析】试题分析：（1）100mL水的质量：m（水）=100g，溶液的质量：m（液）=100g+61.6g=161.6g，溶液的体积：V=，KOH的物质的量：n=，KOH物质的量浓度：c=10mol/L，故填：10；（2）KOH和氯气反应生成KClO，除去未反应的氯气，且只有碱性条件下，铁离子才能和次氯酸根离子发生氧化还原反应生成高铁酸根离子，所以加入KOH的目的是除去氯气且使溶液为碱性，故选AC；（3）反应中铁离子和次氯酸根粒子发生氧化还原反应生成高铁酸根

25、离子，离子方程式为2Fe3+3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；n（K2FeO4）=0.3mol，根据2Fe3+3ClO-+10OH-= 2FeO42-+3Cl-+5H2O知，氧化剂的物质的量=3=0.45mol，故填：0.45；2Fe3+3ClO-+10OH-= 2FeO42-+3Cl-+5H2O；（4）向高铁酸钾溶液中滴加稀硫酸，溶液变黄色，说明生成Fe3+，并产生大量气泡，应为氧气，说明高铁酸钾在酸性条件下自身发生氧化还原反应，反应的离子方程式为4FeO42-+20H+=4Fe3+3O2+10H2O，故填：4FeO42-+20H+=4Fe3+3O2+10H2O；（

26、5） 电解法是制备K2FeO4较好的方法，Fe作阳极，电极反应为Fe+8OH6e-= FeO42-+4H2O，石墨作阴极，电极反应为：O2+ 2H2O+4e-=4OH，故填：Fe+8OH6eFeO42+4H2O。考点：考查了物质制备的工艺流程、方程式的书写等相关知识。8实验室用下面装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。（1）如何检查装置A的气密性？（2）装置A发生的反应有时要向其中加入少量CuSO4溶液，其目的是 ，其原理是 。（3）为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b出口处必须 。（4）装置B的作用是 ；装置

27、C中装的液体是 。（5）在气密性完好，并且进行了必要的安全操作后，点燃D处的酒精灯，在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式是 。（6）若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后U型管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为 g。（7）U形管E右边又连接干燥管F的目的是 ，若无干燥管F，测得Fe2O3的质量将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。【答案】（14分）（1）关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升与容器中的水面形成一段水柱，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好；（2）加快氢气产生的速率；Zn先与CuSO4反应生成Cu附着在Zn表面，Zn

28、(负极)、Cu(正极)与稀盐酸(电解质溶液)组成很多微小原电池，发生原电池反应，加快了反应速率。（3）检验氢气的纯度。（4）除去H2中混有的HCl气体；浓硫酸；（5）Fe2O33H22Fe3H2O，FeOH2FeH2O。（6）16（7）防止空气中的水蒸气等气体进入E中；偏大。【解析】试题分析：（1）检查装置A的气密性，需要关闭开关a，在球形漏斗中加入水到下端液面高于容器中的液面，一段时间后液面不变证明气密性完好；（2）加快氢气产生的速率；Zn先与CuSO4反应生成Cu附着在Zn表面，Zn(负极)、Cu(正极)与稀盐酸(电解质溶液)组成很多微小原电池，发生原电池反应，加快了反应速率。（3）氢气是可燃性气体，装置中需要充满氢气后方可进行加热反应，所以需要对氢气进行验纯，避免混有空气加热发生爆炸，在F处收集氢气验纯；（4）由于A中产生的H2中混有HCl和水蒸气，必须通过洗气逐一除去，防止干扰后续实验，故B的作用是除去氢气中的氯化氢，C中装浓硫酸，用于干燥氢气，（5）装置D中发生的是氧化亚铁、氧化铁与氢气的反应，反应方程式为：3H2+Fe2O32Fe+3H2O，H2+FeOFe+H2O，（5）U型管的质量增加的7.2g是水，物质的量是 0.4m