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文档简介
1、重庆高考化学备考之化学能与电能压轴突破训练培优易错 难题篇一、化学能与电能1 某实验小组对fecl3 分别与 na2so3、 nahso3 的反应进行探究。(甲同学的实验)装置编号试剂 x实验现象闭合开关后灵敏电流计指ina2so3 溶液( ph9)针发生偏转ii闭合开关后灵敏电流计指nahso3 溶液( ph5)针未发生偏转(1)怎样配制 fecl溶液?3_ 。(2)甲同学探究实验i 的电极产物。取少量 na2so3溶液电极附近的混合液,加入_ ,产生白色沉淀,证明产生了 so42-。该同学又设计实验探究另一电极的产物,其实验方案为_ 。(3)实验 i 中负极的电极反应式为_ 。乙同学进一步
2、探究fecl3 溶液与nahso3 溶液能否发生反应,设计、完成实验并记录如下:装置编号反应时间实验现象01 min产生红色沉淀,有刺激性气味气体逸出iii130 min沉淀迅速溶解形成红色溶液,随后溶液逐渐变为橙色,之后几乎无色与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色,30 min 后随后逐渐变为浅橙色(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能,用离子方程式表示的可能原因。 fe3+ 3hso- 垐 ?fe(oh);3噲 ?33so2 _ 。(5)查阅资料:溶液中fe3+、 so32-、oh 三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化:+4垐 ?+5o 2fe2+2-hofe s o 2 噲
3、 ? hofeo s o2+so4从反应速率和化学平衡两个角度解释130 min 的实验现象:_ 。(实验反思)(6)分别对比 i 和 ii、 ii 和 iii, fecl 能否与 na so 或 nahso 发生氧化还原反应和3233_ 有关(写出两条)。【答案】将 fecl3溶于浓盐酸,再稀释至指定浓度足量盐酸和23溶bacl 溶液 取少量 fecl液电极附近的混合液,加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,证明产生了fe2+3so2-2e-2-+-+h2o=so4+2hso3h +hso3 =h2o+so2 生成红色配合物的反应速率快,红色配合物生成橙色配合物的速率较慢;在o2 的作用下,橙色的
4、hofeoso2 浓度下降,平衡不断正向移动,最终溶液几乎无色溶液 ph 不同、23332-浓度不同(或na233233na so 、 nahso 溶液中 soso与 nahso 不同,或 na so与 nahso 的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物(任写两条)【解析】【分析】甲同学实验:利用铁离子能够将so32- 氧化设计原电池,则原电池中氯化铁溶液为正极得电子发生还原反应,试剂x 为负极,失电子发生氧化反应;实验中x 为 na2so3 溶液时电流计指针发生偏转,说明铁离子将so32- 氧化;实验中x 为 nahso3 溶液时电流计指针未发生偏转,说明二者可能不反应;乙同学进一步探
5、究fecl3 溶液与 nahso3 溶液能否发生反应:01 min 产生红色沉淀,有刺激性气味气体逸出,红色沉淀应为fe(oh)3,气体应为二氧化硫,说明二者发生双水解;130 min 沉淀迅速溶解形成红色溶液,随后溶液逐渐变为橙色,之后几乎无色,结合查阅的资料可知生成了 hofeoso2,该物质存在平衡 hofeoso2?hofeoso2,在氧气的作用下不断正向进行,最终溶液几乎无色; 30min 后反应现象是空气接触部分的上层溶液又变为浅红色,随后逐渐变为浅橙色,反应后的亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子,过量的hso3-电离提供so3 2-,溶液中fe3+、 so32-、 oh-三种微粒会
6、继续反应形成红色配合物。【详解】(1)实验室配制 fecl3 溶液时,为了防止铁离子水解,先将 fecl3 固体溶解在较浓的盐酸中然后加水稀释;(2)若有硫酸根生成,则加入盐酸酸化的氯化钡溶液会有白色沉淀生成;氯化铁溶液为原电池正极,发生还原反应,fe3+被还原成fe2+,铁氰化钾溶液可以与亚铁离子反应生成蓝色沉淀,所以方案为取少量fecl3 溶液电极附近的混合液,加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,证明产生了fe2+;(3)实验 i 中试剂 x 为原电池负极,2- 被氧化生成硫酸根,电极方程式为3so 22e-so332-+h2o=so4+2hso3 ;(4)ph=1 的氯化铁溶液中有大量的氢离
7、子,亚硫酸氢根离子结合氢离子生成二氧化硫气体,反应的离子方程式:h+ +hso3-=h2o+so2;(5)fecl3 溶液与 nahso3 溶液混合反应,在1 30 min 出现现象为:沉淀迅速溶解形成红色溶液,随后溶液逐渐变为橙色,之后几乎无色,根据资料:溶液中fe3+、 so3 2-、 oh-三种微o粒会形成红色配合物并存在转化:hofeoso2?hofeoso22fe2+so42-,可知原因是:生成红色配合物的反应速率快,红色配合物生成橙色配合物的速率较慢;在氧气的作用下橙色的hofeoso2 浓度下降平衡hofeoso2?hofeoso2,不断正向进行,最终溶液几乎无色。(6)分别对比
8、 和 、 和 , fecl 能否与 na so 或 nahso 发生氧化还原反应和溶液ph3233不同、 na2 3332-浓度不同 (或 na233不同,或23与so 、 nahso溶液中 soso与 nahsona sonahso3 的阴离子不同 )、反应物是否接触形成红色配合物有关。【点睛】第 3 题写电极反应方程式时要注意 ph=9 的溶液是由于 so32-水解, oh-来自于水的电离,电极方程式不能写成 so32-2e-+2oh-=so42-+h2o。2 为探究 ag+与 fe3+氧化性的相关问题,某小组同学进行如下实验:已知:相关物质的溶解度(20) agcl:1 5 10- 4g
9、ag2so4: 0 796 g(1)甲同学的实验如下:序号操作现象将 2 ml 1 mol/ l agno3 溶液加产生白色沉淀,随后有黑色固体产生入到 1 ml 1 mol / l feso4 溶液中实验取上层清液,滴加kscn 溶液溶液变红注:经检验黑色固体为ag 白色沉淀的化学式是_ 。 甲同学得出ag+ 氧化了 fe2+的依据是 _。(2)乙同学为探究ag+和 fe2+反应的程度,进行实验。a按右图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),发现电压表指针偏移。偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后,指针偏移减小。随后向甲烧杯中逐渐加入浓fe243溶液,发现电压表指针
10、的变化依次为:偏移减小( so )回到零点逆向偏移。 a 中甲烧杯里的电极反应式是_。 b 中电压表指针逆向偏移后,银为 _极(填“正”或“负”)。 由实验得出 ag+ 和 fe2+ 反应的离子方程式是 _。(3)为进一步验证乙同学的结论,丙同学又进行了如下实验:序号操作现象实验将 2ml 2mol/ l fe( no3) 3 溶液加入有银镜的试管银镜消失中实验将 2ml1 mol/ l fe2( so4) 3 溶液加入有银镜的试管中银镜减少,未消失实验将 2ml 2mol/ l fecl3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失实验 _ (填“能”或“不能”)证明fe3+氧化了 ag,理由是_ 。用
11、化学反应原理解释实验与的现象有所不同的原因:_。【答案】 ag2so4有黑色固体( ag )生成,加入kscn 溶液后变红fe2+ e- fe3+负2+ ag+3+ ag 不能因为 fe( no- 也可能氧化 agfefe3) 3 溶液呈酸性,酸性条件下no3溶液中存在平衡:fe3+ agfe2 + ag+,且 agcl 比 ag2 4- 比 so42-更有so溶解度更小, cl利于降低ag+浓度,所以实验比实验正向进行的程度更大(或促使平衡正向移动,银镜溶解)。【解析】【分析】【详解】( 1)将 2ml 1mol / l agno3 溶液加入到 1ml 1mol/ l硫酸银白色沉淀,银离子具
12、有强氧化性会氧化fe2+为feso4 溶液中发生复分解反应会生成fe3+,银离子被还原为黑色固体金属单质银;取上层清液,滴加kscn溶液溶液变红说明有铁离子生成;上述分析可知白色沉淀为硫酸银,它的化学式是 ag2so4,故答案为 ag2so4;甲同学得出 ag+氧化了 fe2+的依据是实验现象中,银离子被还原为黑色固体金属单质银,取上层清液,滴加kscn溶液溶液变红说明有铁离子生成,故答案为有黑色固体(ag)生成,加入kscn溶液后变红;( 2)实验过程中电压表指针偏移,偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银,依据原电池原理可知银做原电池正极,石墨做原电池负极,负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发
13、生氧化反应生成铁离子, a 中甲烧杯里的电极反应式是 fe2+- e- =fe3+;故答案为 fe2+- e-=fe3+;随后向甲烧杯中逐渐加入浓fe2(so4) 3 溶液,和乙池组成原电池,发现电压表指针的变化依次为,偏移减小回到零点逆向偏移,依据电子流向可知乙池中银做原电池负极,发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子;故答案为负;由实验现象得出,ag+和 fe2+反应生成铁离子和金属银,反应的离子方程式是fe2 +ag+fe3+ag;故答案为fe2+ag+fe3+ag;( 3)将 2ml 2mol / l fe( no3) 3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银杯氧化,可能是溶液中铁离
14、子的氧化性,也可能是铁离子水解显酸性的溶液中,硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性,稀硝酸溶解银,所以实验不能证明3+氧化了 ag,故答案为不fe能;因为 fe( no3) 3 溶液呈酸性,酸性条件下no3- 也可能氧化ag;将 2ml1mol / l fe2( so4) 3 溶液加入有银镜的试管中银镜减少,未消失说明部分溶解,将 2ml 2mol / l fecl3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银溶解完全,依据上述现象+-比 so42-可知,溶液中存在平衡: fe3 +agfe2 +ag ,且 agcl 比 ag2so4 溶解度更小, cl更有利于降低ag+浓度,所以实验比实验正向进行
15、的程度更大,故答案为溶液中存在平衡: fe3+agfe2+ag+,且 agcl 比 ag24- 比 so42 - 更有利于降低 ag+so 溶解度更小,cl浓度,所以实验比实验正向进行的程度更大。3 硝酸是氧化性酸,其本质是no3有氧化性,某课外实验小组进行了下列有关no3氧化性的探究(实验均在通风橱中完成)。实验装置编号溶液 x实验现象6 mol l-1电流计指针向右偏转,铜片表面产生无色气实验稀硝酸体,在液面上方变为红棕色。电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,15 mol l-1 浓硝实验铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为酸绿色。( 1)实验中,铝片作 _(填“正”或“负”)极。液面
16、上方产生红棕色气体的化学方程式是 _。(2)实验中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是 _。查阅资料:活泼金属与-1稀硝酸反应有+h2 的1 mol lh 和 nh 生成, nh 生成的原理是产生244过程中 no3 被还原。( 3)用上图装置进行实验:溶液 x 为 1 mol l-1 稀硝酸溶液,观察到电流计指针向右偏转。反应后的溶液中含+的方法是 _ 。nh 。实验室检验nh44+_。4生成 nh 的电极反应式是(4)进一步探究碱性条件下no3 的氧化性,进行实验:观察到a 中有 nh3 生成, b 中无明显现象。a、 b 产生不同现象的解释是_。a中生成3_。nh 的离子方程式是(5)
17、将铝粉加入到nano溶液中无明显现象,结合实验和说明理由3_。【答案】负2no+o=2no al 开始作电池的负极,al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后,cu 作负极取少量待检溶液于试管中,加入浓naoh溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中含+-+al 与 naoh溶液反应产nh3 8e 10hnh 3h o4no42生 h2 的过程中可将-naoh溶液反应-no3 还原为 nh3,而 mg不能与8al 3no 5oh2h2o-h的过程,无法被还原3nh 8alo2 因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成no23【解析】【分析】( 1)根据实验现象可知,实验 1 电流计指针向右偏
18、转,铜片表面产生无色气体,在液面上方变为红棕色,说明在原电池中铝作负极,发生氧化反应,铜做正极,硝酸根离子被还原成一氧化氮,在空气中被氧化成二氧化氮;(2)实验 2 中电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色,说明开始铝是负极,同实验1,铜表面有二氧化氮产生,很快铝被浓硝酸钝化,铜做负极,发生氧化反应,生成硝酸铜,溶液呈绿色,硝酸根离子在铝电极被还原成二氧化氮,据此答题;(3)溶液x 为1mol?l -1 稀硝酸溶液,反应后的溶液中含nh4+,说明硝酸根离子被还原成了铵根离子,原电池中铝做负极,铜做正极,硝酸根离子在正极还原成铵根离子;(4) al与 n
19、aoh溶液反应产生 h2 的过程中可将 no3- 还原为 nh3,根据电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式,而镁与碱没有反应;(5)铝粉在中性溶液中不产生氢气,也就不与硝酸钠反应,据此分析。【详解】( 1)根据实验现象可知,实验 1 电流计指针向右偏转,铜片表面产生无色气体,在液面上方变为红棕色,说明在原电池中铝作负极,发生氧化反应,铜做正极,硝酸根离子被还原成一氧化氮,在空气中被氧化成二氧化氮,反应方程式为2no+o=2no2;(2)实验 2 中电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色,说明开始铝是负极,同实验1,铜表面有二氧化氮产生,很快铝被浓硝酸钝化
20、,铜做负极,发生氧化反应,生成硝酸铜,溶液呈绿色,硝酸根离子在铝电极被还原成二氧化氮;( 3)溶液 x 为 1mol?l -1 稀硝酸溶液,反应后的溶液中含nh4+ ,说明硝酸根离子被还原成了铵根离子,原电池中铝做负极,铜做正极,硝酸根离子在正极还原成铵根离子,实验室检验 nh4 +的方法是 取少量待检溶液于试管中,加入浓naoh溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中含nh4+; 生成nh4+的电极反应式是no3-+8e-+2 的过程中可将-no 还原为 nh;根+10 h =nh4 +3h2o;( 4) al 与 naoh溶液反应产生 h33据电荷守恒和元素守恒可写出离子
21、方程式,而镁与碱没有反应; 碱性条件下铝将硝酸根还原生成氨气,反应的离子方程式为8al+3no3-+5oh-+2h2 o=3nh3 +8alo2-;( 5)铝与中性的硝酸钠溶液无生成 h2 的过程,也就不与硝酸钠反应,所以无明显现象。【点睛】原电池中失电子发生氧化反应的一极一定是负极,得电子发生还原反应的一极一定是正极;电子流出的一极一定是负极、电子流入的一极一定是正极。4 某兴趣小组利用电解装置,探究“铁作阳极”时发生反应的多样性,实验过程如下。i.kcl作电解质( 1)一定电压下,按图 -1 装置电解,现象如下:石墨电极上迅速产生无色气体,铁电极上无气体生成,铁逐渐溶解。5min 后 u型
22、管下部出现灰绿色固体,之后铁电极附近也出现灰绿色固体,10min 后断开k。按图 -2 进行实验。石墨电极上的电极反应式是_。确认灰绿色固体中含有fe2+的实验现象是 _。灼烧晶体x,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。结合平衡移动原理,解释“试管i 中析出白色晶体”的原因是_。(2)其他条件不变时,用图 -3 装置重复实验, 10min 后铁电极附近溶液依然澄清,断开k。按图 -4 进行实验盐桥的作用是_。与实验 i 中 vi、 vii 与 iiv 中的现象比较,可以得出的结论是(答两点):_。ii.koh 作电解质(3)用图 -1装置电解浓 koh溶液,观察到铁电极上立即有气体生成,附近溶液逐
23、渐变为淡紫色(),没有沉淀产生。-_铁电极上 oh能够放电的原因是。阳极生成的总电极反应式是 _。某同学推测生成的必要条件是浓碱环境,将图-5 中的实验方案补充完整,证实推测成立。_+22= 2oh+ h2中生成蓝色沉淀,【答案】 2h + 2e= h (或2h o + 2e) 试管 iii试管 v 中没有蓝色沉淀试管 i中存在溶解平衡:kcl(s)k+ (aq)+ cl (aq) ,滴加 12mol/l 的盐酸, 增大 c( cl),平衡逆向移动,析出kcl 晶体 阻碍向阳极迁移,避oh免灰绿色固体生成本实验条件下铁在阳极区的产物主要为fe2+ , fe2+在碱性条件下更容易3+增大,反应速
24、率加快(更容易放电)2-被氧化为 fe c(oh )fe 6e+ 8oh = feo+4h o42水;生成红褐色沉淀和无色气体【解析】 (1) 石墨电极为阴极,溶液中的氢离子放电生成氢气,电极反应式为2h+ + 2e =h2(或 2h2 o + 2e = 2oh + h2 ),故答案为:2h+ + 2e = h2(或 2h2o + 2e = 2oh +h2);灰绿色固体用盐酸溶解后的溶液中加入铁氰化钾溶液,生成蓝色沉淀,灰绿色悬浊液过滤后的溶液中加入铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成,说明灰绿色悬浊液中含有fe2+,故答案为:试管 iii 中生成蓝色沉淀,试管v 中没有蓝色沉淀 ;灼烧晶体 x,透过
25、蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,说明含有钾元素,是因为试管i 中存在溶解平衡: kcl(s)k+ (aq)+ cl (aq),滴加 12 mol/l 的盐酸, 增大 c(cl ),平衡逆向移动,析出 kcl 晶体,白色晶体为氯化钾晶体,故答案为:试管i 中存在溶解平衡: kcl(s)k+ (aq)+ cl (aq),滴加 12 mol/l 的盐酸, 增大 c(cl ),平衡逆向移动,析出kcl晶体;(2) 盐桥中的氯离子代替氢氧根离子向阳极移动,避免灰绿色固体生成,故答案为:阻碍oh 向阳极迁移,避免灰绿色固体生成;根据实验i 中 vi、 vii 与 iiv 中的现象比较可知, vii中加入铁氰化
26、钾溶液后生成大量蓝色沉淀,说明在使用盐桥的实验条件下铁在阳极区的产物主要为fe2+ , vi 中溶液在加入kscn溶液后呈浅红色,说明fe2+在碱性条件下更容易被氧化为fe3+,故答案为:本实验条件下铁在阳极区的产物主要为fe2+ ; fe2+在碱性条件下更容易被氧化为fe3+;(3) c(oh )增大,反应速率加快,使得铁电极上 oh-能够放电,故答案为: c(oh)增大,反应速率加快 (更容易放电 );阳极上生成的氧气能够将亚铁离子氧化生成feo 42- ,反应的总电极反应式为fe 6e += feo42- +4h2o,故答案为:8ohfe 6e+ 8oh = feo42- +4h2o;要
27、推测生成 feo 42- 的必要条件是浓碱环境,只需要改变溶液的碱性,看是否仍然生成feo 42- 即可,实验方案为:将淡紫色(feo 42-)溶液加入水中稀释,使溶液的碱性减弱,4feo 4 2-+10h 2o?4fe(oh) 3 +8oh-+3o 2 ,看到生成红褐色沉淀和无色气体,即可说明生成 feo 42- 的必要条件是浓碱环境,故答案为:水;生成红褐色沉淀和无色气体。点睛:本题以“铁作阳极 ”时发生反应的多样性探究实验考查了电解原理的应用。本题的难度中等,掌握铁及其化合物的性质和离子的检验是解题的关键。本题的易错点和难点为(3)实验的设计,需要理解实验的目的并掌握高铁酸根离子的水解方
28、程式。5 保险粉又称连二亚硫酸钠(na2s2 o4),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%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
29、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 na 2s2 o4 溶液在空气中放置,其溶液的ph 与时间 (t) 的关系如图所示。t 1 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na2s2 o4。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 cnaoh+hcoona+2so2 2 422,用乙醇=na s o +co
30、 +h o 连二亚硫酸钠难溶于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na2 2 4晶体析出23为碱性s ona co物质, 提高 “保险粉 ”的稳定性c(hso3-) c(so32-) c(h2so3) 2hso3-+o2=2h+2so4 2- 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和为 0 ,硫元素的化合价为 +
31、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h 2so4 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na 2s2o4 和二氧化碳,反应的化学方程式为naoh+hcoona+2so 2=na 2s2o4+co 2+h2 o,故答案为:naoh+hcoona+2so 2=na 2s2o4+co 2+h2 o;(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
32、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na2 2 4晶体析出 ;s o(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na 2co 3 固体,目的是 na2 co3 为碱性物质,提高“保险粉”的稳定性,故答案为:na 2co3 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(h2 so3);na 2 2 4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠,则1s o0 t 段发生离子反应方
33、程式为2 o42-+o2+2h 2o=4hso 3-,t 1点是为0.1mol/l的nahso 3,根据图像t2时ph=1,说明2snahso3 完全被氧化生成硫酸氢钠,t 1 2段发生化学反应的离子方程式为3-t2hso2+42-,故答案为: 2hso3-2+42-;+o =2h +2so+o =2h+2so .(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
34、,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,得不到连二亚硫酸钠,使连二亚硫酸钠产率下降 。6 ( i)某同学设计实验探究构成原电池的条件,装置如下:实验一:实验探究电极的构成甲图a 、b 两极均选用石墨作电极,发现电流计指针不偏转; a 、 b 两极均选用铜片作电极,发现电流计指针不偏转; a 极用锌片, b 极用铜片,发现电流计指针向左偏转;a 极用锌片,b 极用石墨,发现电流计指针向左偏转。结论一:_ 。实验二:探究溶液的构成甲图,a 极用锌片,b 极用铜片) 液体采用无水乙醇,发现电流计指针不偏转; 改用硫酸溶液,发现电流计指
35、针偏转,b 极上有气体产生。结论二 : _ 。实验三:对比实验,探究乙图装置能否构成原电池将锌、铜两电极分别放入稀硫酸溶液中,发现锌片上有气泡产生,铜片上无明显现象,电流计指针不发生偏转。结论三: _ 。思考:对该同学的实验,同学乙提出了如下疑问,请你帮助解决。(1)在甲图装置中,若a 为镁片, b 为铝片,电解质溶液为naoh 溶液,电流计的指针应向_偏转。(2)一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中,电流计指针_(填 “能 ”或 “不”能 )偏转。(ii)依据氧化还原反应:+2+2ag(aq)+cu(s)=cu (aq)+2ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:(1)电极 x
36、的材料是 _;电解质溶液y 是_;( 2)当电路中转移 0.01mol 电子时,两电极的质量差为 _g。【答案】电极必须是两活泼性不同的电极溶液必须是电解质溶液必须构成闭合回路右不能cuagno31.4g【解析】【分析】(i)实验一:由可知,当两极相同时,不能形成原电池;由可知,当两极是两种活泼性不同的金属或一种是金属一种是非金属时,可以形成原电池;实验二:中乙醇是非电解质,溶液中无自由移动离子;中硫酸是电解质,硫酸溶液中有自由移动离子,能形成原电池;实验三:要有电流,必须能形成闭合回路。思考: (1)相对于电解质溶液来讲,哪个电极更活泼,哪个电极做负极,指针向哪偏转;(2)要形成原电池产生电
37、流,必须形成闭合回路。+2+分”析,在反应中, cu 被氧化,失电子,应为(ii)根据反应 “ 2ag(aq)+cu(s) cu (aq)+2ag(s)原电池的负极,电极反应为cu-2e-=cu2+,则正极为活泼性较cu 弱的 ag, ag+在正极上得电子被还原,电极反应为 ag+e=ag,电解质溶液为 agno3 ,原电池中,电子从负极经外电路流向正极,由此分析解答。【详解】(i)实验一:由可知,当两极相同时,不能形成原电池;由可知,当两极是两种活泼性不同的金属或一种是金属一种是非金属时,可以形成原电池;实验二:中乙醇是非电解质,溶液中无自由移动离子;中硫酸是电解质,硫酸溶液中有自由移动离子
38、,能形成原电池;实验三:要有电流,必须能形成闭合回路;思考: (1)相对于氢氧化钠溶液来讲,铝比镁更活泼,故铝做负极,电流计的指针应向右偏转;(2)一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中,不能形成闭合回路,而要形成原电池产生电流,必须形成闭合回路;+2+(ii)(1)由反应 “ 2ag(aq)+cu(s) cu (aq)+2ag(s) 可”知,在反应中,cu 被氧化,失电子,应为原电池的负极,ag+在正极上得电子被还原,电解质溶液为agno3 ;(2)若刚开始cu电极和银电极的质量相等,当电路中通过0.01mol电子时,正极上生成ag为 0.01mol ,即 1.08g,负极上质量差为 0.
39、32g+1.08g=1.4g。cu 溶解的物质的量为0.005mol ,即0.32g,所以两个电极的7( 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3+-2+3+2+的相互转化。实验如下:研究 “2fe+2i2fe +i2”反应中 fe和 fe(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 fe
40、3+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。k 闭合时,指针向右偏转,b 作极。 当指针归零(反应达到平衡)后,向u 型管左管滴加0.01 mol/l agno 3 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, 转化原因是。 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。【答案】(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(4) 正 左管产生黄色沉淀,指针向左偏转。c(fe2+)平衡均逆向移动(5) fe2+随浓度增大,还原性增强,使fe2+还原性强于i- 向 u 型管右管中滴加1mol/l feso4 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【解析】试题分析:(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
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