备战高考化学压轴题专题复习化学能与电能的综合附答案解析.docx

1、备战高考化学压轴题专题复习化学能与电能的综合附答案解析2020-2021备战高考化学压轴题专题复习化学能与电能的综合附答案解析一、化学能与电能1钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝， 有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨 (+6价) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO4）；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(FeWO4和MnWO4)，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。已知：CaWO4与碳酸钠共热发生复分解反应。钨在高温下可与焦炭(C)反应生成硬质合金碳化钨(WC)。（1）74W在周期表的位置是第_周期

2、。（2）写出黑钨矿中FeWO4与氢氧化钠，空气熔融时的化学反应方程式_；白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式_。（3）工业上，可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。理论上，等物质的量的CO、H2、Al作还原剂，可得到W的质量之比为_。用焦炭也能还原WO3，但用氢气更具有优点，其理由是_。（4）已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则T1时Ksp(CaWO4)_(mol/L)2。将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为_，T2时该反应的平衡常数为_。（5）工业上，可用电

3、解法从碳化钨废料中回收钨。碳化钨作阳极，不锈钢作阴极，盐酸为电解质溶液，阳极析出滤渣D并放出CO2。写出阳极的电极反应式_。【答案】 六 4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4 223 焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气 110-10 WO42-+ Ca(OH)2=CaWO4+ 2OH- 1103 mol/L WC10e-+6H2O= H2WO4+CO2+ 10H+【解析】(1)W为74号元素，第五周期最后一种元素为56号，第六周期最后一种元素为84号，因此74号在元素

4、周期表的第六周期，故答案为：六；(2)FeWO4中的铁为+2价，与氢氧化钠在空气熔融时被空气中的氧气氧化，反应的化学反应方程式为4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式为CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4，故答案为：4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O；CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4；(3)工业上，可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。理论上，1mol的CO、H2、Al作还原剂时，转移的电子分别为2mol，2mol，3mol，根据得失电子守恒，得到W的质量之比

5、为223。用焦炭也能还原WO3，但用氢气更具有优点，因为焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气，故答案为：223；焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气；(4)根据图像，T1时KSP(CaWO4)=c(Ca2+)c(WO42-)=110-5110-5=110-10，将钨酸钠溶液加入石灰乳，发生复分解反应，氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀，反应的离子方程式为：WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-，T2时，C(OH-)=10-2mol/L，c(WO42-)=10-7mol/L，平衡常数K等于生成物平衡

6、浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即K=1103，故答案为：110-10；WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-；1103；(5)电解时，阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H+2e-=H2，阳极是碳化钨失去电子，发生氧化反应：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2+10H+，故答案为：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2+10H+。2硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯璜化剂，用于制作药品、染料、表面活性剂等。有关物质的部分性质如下表：物质熔点/沸点/其它性质SO2Cl2-54.169.1易水解，产生大量白雾易分解：SO2Cl2 SO2+Cl2H2SO

7、410.4338具有吸水性且不易分解实验室用干燥而纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯，反应的化学方程式为SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l)H=-97.3kJ/mol。装置如图所示（夹持仪器已省略），请回答有关问题：（1）仪器B的作用是_。（2）若无装置乙硫酰氯会发生水解，则硫酰氯水解反应的化学方程式为_。（3）写出丁装置中发生反应的化学反应方程式并标出电子的转移_。 （4）为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有_(填序号)先通冷凝水，再通气 控制气流速率，宜慢不宜快 若三颈烧瓶发烫，可适当降温 加热三颈烧瓶（5）少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解获得，该反应的

8、化学方程式为_，此方法得到的产品中会混有硫酸。从分解产物中分离出硫酰氯的方法是_。（6）工业上处理SO2废气的方法很多，例如可以用Fe2(SO4)3酸性溶液处理，其工艺流程如下溶液转化为溶液发生反应的离子方程式为_ ；有的工厂用电解法处理含有SO2的尾气，其装置如下图所示（电极材料均为惰性电极）。下列说法不正确的是_A电极a连接的是电源的正极B若电路中转移0.03mole-，则离子交换膜左侧溶液中增加0.03mol离子C图中的离子交换膜是阳离子交换膜D阴极的电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O【答案】 吸收未反应完的氯气和二氧化硫，防止污染空气；防止空气中水蒸气进人

9、甲，防止SO2Cl2水解 SO2Cl2+2H2OH2SO4+2HCl 2ClSO3HH2SO4+SO2Cl2 蒸馏 4H+4Fe2+O24Fe3+2H2O B【解析】（1）.甲装置发生的反应是：SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l)，二氧化硫和氯气都是有毒的气体，产物SO2Cl2易水解，所以可以在仪器B中盛放碱石灰，以吸收未反应完的氯气和二氧化硫，防止污染空气，同时还可以防止空气中的水蒸气进入甲装置中，防止SO2Cl2水解，故答案为：吸收未反应完的氯气和二氧化硫，防止污染空气；防止空气中水蒸气进人甲，防止SO2Cl2水解；（2）.乙硫酰氯发生水解生成硫酸和氯化氢，水解反应的方程式为：

10、SO2Cl2+2H2OH2SO4+2HCl，故答案为： SO2Cl2+2H2OH2SO4+2HCl；（3）.在丁装置中，KClO3与浓盐酸反应生成KCl、Cl2和水，反应方程式为：KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O，在该反应中，KClO3中氯元素的化合价从+5价降低到0价，HCl中氯元素的化合价从1价升高到0价，根据得失电子守恒，表示电子转移的式子为：，故答案为：；（4）.由于硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1，沸点为69.1，在潮湿空气中“发烟”；100以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解，因此为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有

11、先通冷凝水，再通气，控制气流速率，宜慢不宜快，若三颈烧瓶发烫，可适当降温，但不能加热三颈烧瓶，否则会加速分解，正确，故答案为：；（5）.根据题意可知，氯磺酸（ClSO3H）加热分解，也能制得硫酰氯与硫酸，该反应的化学方程式为2ClSO3HH2SO4+SO2Cl2；硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1，沸点为69.1，而硫酸沸点高，则分离产物的方法是蒸馏，故答案为：2ClSO3HH2SO4+SO2Cl2；蒸馏；（6）.根据流程图可知，硫酸铁酸性溶液和SO2发生氧化还原反应生成硫酸亚铁和硫酸，所以溶液中含有硫酸亚铁和硫酸，硫酸亚铁在酸性条件下被空气中的氧气氧化生成硫酸铁，反应的离子方程式为

12、：4H+4Fe2+O24Fe3+2H2O；由装置图可知，通入二氧化硫的一极生成硫酸，则a为阳极，发生氧化反应，b为阴极，发生还原反应，A. a为阳极，则电极a连接的是电源的正极，故A正确；B. 阳极发生SO22e+2H2O=SO42+4H+，若电路中转移0.03mole，则离子交换膜左侧溶液中生成0.015molSO42和0.06molH+，其中0.03molH+移向阴极，增加0.045mol离子，故B错误；C. 电解使阳极生成氢离子，阴极消耗氢离子，则氢离子向阴极移动，所以图中的离子交换膜是阳离子交换膜，故C正确；D. 阴极发生还原反应，电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-

13、+2H2O，故D正确；故答案为：4H+4Fe2+O24Fe3+2H2O；B。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：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。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12s）指向铁丝一端。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

14、积（mL）117。22。42T12。53T22。3请回答下列问题：（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/L NO3e2H=NO2H2O = 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

15、入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中 【解析】【详解】（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

16、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。4I硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na2S2O35H2O）。【查阅资料】1. Na2S2O35H2O是无色透明晶体，易溶于水。其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。 向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。2. Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。【制备产品】实验装置如图所示（省略夹持装置）实验步骤： 按图示加入试剂之前，必须进行的操作是 。仪器a的名称是 ；E中的试剂是

17、 （选填下列字母编号）。A稀H2SO4 BNaOH溶液 C饱和NaHSO3溶液 先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加H2SO4。 等Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应。过滤C中混合物，将滤液 （填写操作名称）、冷却、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。【探究与反思】为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。（所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择）取适量产品配成稀溶液，滴入足量的BaCl2溶液， ，则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。 为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装

18、置的基础上对实验步骤 进行了改进，改进后的操作是 。 Na2S2O35H2O的溶液度随温度升高显著增大，所得产品通过 方法提纯。高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示（假设电解前后体积变化忽略不计）。下列推断不合理的是 。A铁是阳极，电极反应为Fe6e+ 4H2O = FeO42+ 8H+B电解时电子的流动方向为：负极Ni电极溶液Fe电极正极C若隔膜为阴离子交换膜，则OH自右向左移动D电解时阳极区pH降低、阴极区pH升高，撤去隔膜混合后，pH比原溶液降低【答案】 检查装置的气密性（2分） 分液漏斗（1分） B （1分）

19、 蒸发（1分） 有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀HCl，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生（2分） 先向A中烧瓶滴加浓H2SO4，产生的气体将装置中空气排尽后，再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液。（2分） 冷却结晶或重结晶（2分）ABC （3分）【解析】试题分析：（2）装置连接好以后必须进行的操作是检验装置的气密性。仪器a的名称是分液漏斗；SO2有毒，需要进行尾气处理，E中的试剂是NaOH溶液，目的是吸收剩余的二氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应，与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应，故答案选B。将Na2S2O3结晶析出的操作应为：蒸发

20、、结晶、过滤、洗涤、干燥。（3）【探究与反思】根据：Na2S2O35H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成；Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl；BaSO4难溶于水，难溶于稀HCl，以及硝酸具有强氧化性、加入硫酸会引入硫酸根离子可知，取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。因为亚硫酸钠易被氧化生成硫酸钠，所以为减少装置C中生成Na2SO4的量，改进后的操作是先向A中烧瓶滴加浓硫酸，产

21、生的气体将装置中的空气排尽后，再向C中烧瓶加入硫化钠和碳酸钠的混合溶液。（4）Na2S2O35H2O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过冷却结晶或重结晶方法提纯。A、铁是阳极，但溶液显碱性，不可能生成H+，A错误；B、电解时电子的流动方向为：负极Ni电极，溶液中是离子导电，电子再通过是Fe电极正极，B错误；C、因阳极消耗OH，故OH通过阴离子交换膜自左向右移动，C错误；D、电解时阳极吸引OH而使附近的pH降低、阴极区因OH向右侧移动而pH升高；因为总反应消耗OH，撤去隔膜混合后，与原溶液比较pH降低，D正确，答案选ABC。考点：考查物质制备实验设计及电化学原理的应用51、右图是某化学兴趣小

22、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

23、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： _。6(1)研究性学习小组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

24、(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_【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

25、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

26、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；铁片溶解，发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+。7某课外活动小组用如右图所示装置进行实验，请回答下列问题：（1）若开始实验时开关K与a连接，则A极的电极反应式为_。（2）若开始时开关K与b连

27、接，下列说法正确的是_（填序号）。从A极处逸出的气体能使湿润淀粉KI试纸变蓝反应一段时间后，加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子（3）根据氯碱工业原理用如图所示装置电解K2SO4溶液。该电解槽的阳极反应式为 ，通过阴离子交换膜的离子数 （填“”、”=”或“”）通过阳离子交换膜的离子数。图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为 。电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为 。【答案】（1）O2 +2H2O+4e-=4OH-（2） （3）4OH-4e-=2H2O+O2 bacd 81【解析】试题

28、分析：（1）若开始实验时开关K与a连接，则构成原电池，铁是负极，石墨A电极是正极，溶液中的氧气得到电子，则A极的电极反应式为O2 +2H2O+4e-=4OH-。（2）若开始时开关K与b连接，则构成电解池。A与电源的正极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电产生氯气，因此从A极处逸出的气体能使湿润淀粉KI试纸变蓝，正确；阴极是氢离子放电，则反应一段时间后，加适量氯化氢可恢复到电解前电解质的浓度，错误；溶液不能传递电子，只能通过导线传递，错误，答案选。（3）根据氯碱工业原理用如图所示装置电解K2SO4溶液。该电解槽的阳极是氢氧根放电产生氧气，则反应式为4OH-4e-=2H2O+O2。通过阴离子交换膜的离

29、子是硫酸根，通过阳离子交换膜的离子是钾离子，因此根据电荷守恒可知通过阴离子交换膜的离子数通过阳离子交换膜的离子数电解后硫酸和氢氧化钾的浓度增大，则a、b、c、d由小到大的顺序为bacd。左侧产生硫酸，则B口生成的是氧气，右侧C口生成的氢气，因此电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为16:28:1。考点：考查电化学原理的应用【答案】（1）A、B、C（2）Ag+eAg（3）滤纸变蓝（4）H2+2OH2e2H2O 减小【解析】试题分析：闭合K2、断开K1，则构成电解池。A、B两极产生的气体体积之比为2:1，所以气体分别是氢气和氧气。则A是阴极，B是阳极。所以m是阳极，n是阴极，y是电源的负极，x是电源的正极，D是阳极，C是阴极。（1）由于甲中生成物是氢气和氧气，即电解的是水，电解硝酸钾、氢氧化钡