2020-2021高考化学培优(含解析)之化学能与电能含详细答案

1、2020-2021 高考化学培优 ( 含解析 ) 之化学能与电能含详细答案一、化学能与电能1 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的ph 在 5.06.0之间，通过电解生成fe(oh)3 沉淀。 fe(oh)3 有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉 )浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。（ 1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的_。a h2so4 b baso4cna2so4d

2、 naoh（ 2）电解池阳极发生了两个电极反应，电极反应式分别是 ._ ； ._；（ 3）电极反应和的生成物反应得到fe(oh)3 沉淀的离子方程式是_ ；（ 4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质， ch4 为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。负极的电极反应是 _；为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分 a 物质参加循环（见上图）。a 物质的化学式是 _；（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8 l（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗ch4（标准状况） _l。【答案】 cfe 2e2-222 10h223=fe4oh-4e =2h o+o 4f

3、eoo =4fe(oh) 8h432 -22211.2 lch -8e-+4co=5co +2h oco【解析】【分析】（1）从所加入物质能增大溶液离子的浓度，并能保持污水的ph 在 5.06.0 之间进行分析；（ 2）根据阳极电极材料和离子的放电顺序分析放电的离子，书写电极反应；（ 3）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化为三价；（ 4）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应；根据两极上发生的反应确定循环使用的物质；（ 5）在燃料电池和电解池的串联电路中，转移的电子数目是相同的。【详解】（ 1）为了增强溶液的导电性，可选用易溶的强电解质溶液，排除b 项，考虑到污水的 ph在 5.06.0 之

4、间，因此不能使用氢氧化钠，硫酸能将fe(oh)3 溶解，因此应向污水中加入适量的硫酸钠；（2）电解时，铁作阳极，失电子，发生反应fe-2e-=fe2+，同时溶液中的oh-失电子被氧化为 o2，因此，电极反应为： .fe-2e-=fe2+， . 4oh-4e-=2h2o+o2 ；（3） fe2+具有还原性，能被氧气氧化为三价，那么得到fe(oh)3 沉淀的离子方程式为： 4fe2；10h2o o2=4fe(oh)3 8h（4）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应为：ch4-8e- +4co3 2 -=5co2+2h2o；由电极反应可知电池工作时参加循环的物质为co2；（5）阴极的电

5、极反应为2h+2e-=h2，阴极产生了 44.8 l（即 2mol）气体，转移的电子的物质的量为 4mol ，由 ch4 -32-22o 可知，当转移的电子的物质的量为4mol-8e +4co=5co +2h时，消耗 ch4的体积为m1 4mol 22.4l/mol=11.2l 。v=nv =82 现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水，并测量电解产生的氢气的体积(约 6 ml)和检验氯气的氧化性 (不应将多余的氯气排入空气中)。(1)试从下图中选用几种必要的仪器，连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序(填编号 )是 a 接 _ ，b 接 _。(2)铁棒接直流电源的 _极；碳棒上发生的电极反应为

6、 _。(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是_。(4)假定装入的食盐水为 50 ml，一段时间后，产生 5.6 ml(标准状况 )h2 时，所得溶液在25 时的 ph _。(5)若将 b 电极换成铁电极，写出在电解过程中u 形管底部出现的现象：_。【答案】 a 接 gfi b接 dec 负极2cl 2e cl2淀粉 ki 溶液变蓝12 白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色【解析】【分析】u 形管装置为电解装置，铁棒为阴极，连接电源负极，发生还原反应：2h 2e=h2；碳棒为阳极，连接电源正极，发生氧化反应：2cl 2e2出来的是2=cl ，所以从 ah ，应该连接 g，然后 f 连接 i。淀粉

7、 ki 溶液可以检验cl2，所以 b 连接 d， e 连接 c，目的是吸收尾气 cl2。【详解】(1)根据以上分析可知：a 接 gfi ， b 接 dec；答案：a 接 gfib接 dec(2)铁棒不可连接电源正极，如果连接正极铁会失电子，发生氧化反应，所以必须连接电源负极；碳棒为阳极，连接电源正极，发生氧化反应： 2cl 2e =cl2；答案：负极 2cl 2e cl2(3)利用 cl2+2ki=2kcl+i，碘单质使得淀粉溶液变蓝，证明氯气具有氧化性；答案：淀粉 ki 溶液变蓝(4)2nacl+2h2o2naoh+ h 2 + cl22mol22.4ln（ naoh） 5.6 10 -3

8、ln（ naoh） = 25.610 3mol=0.0005mol22.4c(naoh)= n naoh= 0.0005mol=0.01mol/lkwv5010 311014ph=-lg=-lg=12c oh0.01答案： 12(5)若将 b 电极换成铁电极，总电极反应为fe+2hofe(oh)2+h2，后续反应 4fe（oh） 2+o2+2h2o=4fe（ oh） 3，因此现象为生成白色沉淀，迅速变成灰绿色最后变成红褐色。答案：白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色【点睛】试题以电解饱和食盐水为载体，旨在考查学生灵活运用电解原理解决实际问题的能力，明确电解原理、物质的性质特点是解答的关键。3

9、电解原理在化学工业中有广泛应用。i 右图表示一个电解池，装有电解液a； x、 y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请完成以下问题：（ 1）若 x、 y 都是惰性电极， a 是饱和 nacl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：在 x 极附近观察到的现象是_；电解一段时间后，该反应总离子方程式_ ；若用该溶液将阳极产物全部吸收，反应的离子方程式_ 。（2）若用该装置电解精炼铜，电解液a 选用 cuso4 溶液，则： x 电极的材料是_，电解一段时间后，cuso4 溶液浓度 _（填 “增大 ”、减小 ”或 “不变”）。（3）若 x、 y 都是惰性电极，a 是溶质为液，通电一段

10、时间后，阴极析出固体质量cu(no3)2 和 x(no3)3，且均为m(g)与通过电子的物质的量0.1 mol 的混合溶n(mol) 关系如图所示，则 cu2+、 x3+、h+氧化能力由大到小的顺序是_。ii右图为模拟工业离子交换膜法电解饱和食盐水制备烧碱的工作原理。下列说法正确的是_。a从 e 口逸出的气体是cl2b从 b 口加入含少量naoh 的水溶液以增强导电性c标准状况下每生成22.4 l cl2 ，便产生2 mol naohd电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度【答案】 放出气体，溶液变红2cl 2h2o2oh cl2 h2 cl2 2oh = cl cloh2o 纯铜 减

11、小 cu2+h+x3+bc【解析】试题分析：本题考查电解的原理和电解原理的应用，离子放电顺序的判断和电化学的计算。i. x 与外加电源的负极相连，x 为阴极，y 为阳极 。（1）若x、 y 都是惰性电极，a 是饱和nacl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞 试 液 。 x电 极 的 电 极 反 应 式 为2h+ +2e- =h2 ， x电 极 附 近 水 的 电 离 平 衡（h 2oh+ +oh -）正向移动， h+继续放电，溶液中c（ oh -）c（h + ），溶液呈碱性，遇酚酞变红色， x 极附近观察到的现象是放出气体，溶液变红。y 电极的电极反应式为-2，电解一段时间后，该反应总

12、离子方程式为-2-222cl -2e =cl2cl +2h o2oh +h +cl ；若用该溶液将阳极产物全部吸收，naoh 与 cl2反应的离子方程式为2 clocl 2oh = clh2o。（2）电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，x 的电极材料为纯铜。阳极（ y 电极）的电极反应为 ：比 cu 活泼的金属发生氧化反应和 cu-2e-=cu2+，阴极（ x 电极）电极反应式为cu2+2e-=cu，根据电子守恒和原子守恒 ，电解一段时间后 cuso4 溶液浓度减小。（ 3）由图像知开始通过 0.2mol 电子析出固体的质量达到最大值，结合阳离子物质的量都为 0.1mol ，则 cu2+优先在

13、阴极放电， cu2+的氧化能力最强，继续通电，阴极不再有固体析出，接着 h+放电， x3+不放电，则 cu2+、x3+、 h+氧化能力由大到小的顺序是cu2+h+ x3+。ii.根据 na+的流向可以判断装置左边电极为阳极，右边电极为阴极。a 项，右边电极的电极反应为 2h+2e-=h2， e 口逸出的气体是 h2，错误； b 项，装置图中的阴极室产生naoh，从 b 口加入含少量 naoh 的水溶液，增大溶液中离子的浓度，增强导电性，正确；c 项， n（cl2 ）=22.4l 22.4l/mol=1mol ，根据电解方程式 2nacl+2h2o2naoh+h2 +cl2，生成 naoh 物质

14、的量为 2mol ，正确； d 项，根据元素守恒，电解一段时间后通入适量的hcl气体可以恢复到电解前的浓度，不是盐酸，错误；答案选bc。4 有a、 b两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序,并探究产物的有关性质。分别设计如图所示的原电池,请完成以下问题：(1)负极材料： a 池 _， b 池 _。(2)电极反应式： a 池正极 _；b 池负极 _。由上述实验分析“利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”是 _(填 “可靠 ”或“不可靠 ”)。【答案】mg al 2h+ +2e- =h2 al-3e-+4oh-=alo2 - +2h2o 不可靠【解析】由两装置图可知，a 池中电解质为

15、硫酸，镁较活泼作负极，总反应为镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气； b 池中电解质为氢氧化钠溶液，由于铝可以被氢氧化钠溶液溶解，而镁不溶，所以此时铝较活泼，铝作负极，总反应为铝 、氢氧化钠 、水反应生成偏铝酸钠和氢气。(1)负极材料： a 池 mg， b 池 al。+-2(2)电极反应式： a 池正极 2h +2e =h ；b 池负极 al-3e-2-+2h2o。+4oh=alo由上述实验分析“利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”是不可靠的。点睛：金属的活动性与所处的化学环境有着密切的关系，所以要具体问题具体分析。本题中镁和铝两种金属，在酸性条件下，镁较活泼，但是在强碱性条件下，铝则较活泼。

16、5 盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸 ”，请就 “三大酸 ”的性质，回答下列问题：稀盐酸与铜不反应，但向稀盐酸中加入h2o2 后，则可使铜溶解。该反应的化学方程式为_ 。某同学未加入氧化剂，而是设计了一个实验装置，也能使铜很快溶于稀盐酸请在下面的方框中画出该装置：某课外活动小组设计了以下实验方案验证 cu 与浓硝酸反应的过程中可能产生 no。其实验流程图如下： 若要测定 no 的体积，从上图所示的装置中，你认为应选用_装置进行 cu 与浓硝酸反应实验，选用的理由是_ 。 选用如上图所示仪器组合一套可用来测定生成no 体积的装置，其合理的连接顺序是_ （填各导管口编号）。 在测定 no

17、的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置_（“下降 ”或 “升高 ”），以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。工业制硫酸时，硫铁矿（fes）高温下空气氧化产生二氧化硫：4fes 11o 8so 22222fe o ，设空气中n、 o的含量分别为 0.800和 0.200（体积分数）， 4.8t fes完全制成硫23222酸，需要空气的体积（标准状况）为_l。【答案】 cu+ho+2hcl=cucl +2h oa 因为a装置可以通n2将装置中的空2 222气排尽 ,防止 no 被空气中o2 氧化1235471.6810 7【解析】【分析】【详解】(1) 双氧水具有氧化性

18、，在酸性环境下能将金属铜氧化，化学方程式为 :cu+h2o2+2hcl=cucl2+2ho，用电解原理实现铜和盐酸的反应，根据电解原理阳极必须是金属铜，电解质必须是稀盐酸，作图：以铜为阳极，以盐酸为电解质溶液的电解池装置为：因此，本题正确答案是: cu+h 2 o2+2hcl=cucl2+2h2o ;；(2) 一氧化氮不溶于水 , 易被氧气氧化 ; 实验方案验证 cu与浓硝酸反应的过程中可能产生no,装置中不含氧气 , 选 a 装置 , 其中氮气不和一氧化氮反应 , 可以起到把装置中的空气赶净的作用 , 防止一氧化氮被氧气氧化 ;因此，本题正确答案是:a; 因为 a 装置可以通n2 将装置中的

19、空气排尽, 防止 no被空气中o2氧化；组合一套可用来测定生成no体积的装置 , 需要先通过水吸收挥发出的硝酸和生成的二氧化氮气体, 然后用排水量气的方法测定生成的一氧化氮的体积; 根据装置导气管的连接顺序,洗气应长进短处, 量气应短进长出, 因此，本题正确答案是:123547;在测定no的体积时, 若量筒中水的液面比集气瓶里的液面要低, 此时应将量筒的位置升高,以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平, 保持内外大气压相同。因此，本题正确答案是: 升高 ;(3) 工业制硫酸时 , 硫铁矿主要成分为 fes2，高温下被空气中的氧气氧化产生二氧化硫，其反应方程式为： 4fes2+11o2=8so2

20、+2 fe 2o3, 已知空气中 n2、 o2 的含量分别为 0.800 和0.200( 体积分数 ), 要使4.8t fes2 完全制成硫酸 , 设硫铁矿完全反应需要氧气物质的量为x;生成二氧化硫物质的量为y; 二氧化硫氧化为三氧化硫需要氧气物质的量为z;4fes2+ 11o2= 8 so2+ 2 fe o,2341201184.8 10 6 xy解得 x=1.1 10 5mol,y=810 4 mol2so 2 + o 2 = 2so 32 18 104 z解得 z=44(114)10422.4=1.68 107l。10 mol ；空气的体积 =0.2因此，本题正确答案是 : 1.6810

21、7。6 i 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. na 2s2o3 5h2o是无色透明晶体，易溶于水。其稀溶液与bacl 2 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na2 so4。2. na 2so3 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

22、剂是（选填下列字母编号）。a稀 h2so4bnaoh溶液c饱和 nahso3溶液 先向 c中烧瓶加入na2s 和 na2 co3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na2 so3和 na2so4。 为减少装置c 中生成

23、na2so4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤 进行了改进，改进后的操作是。 na 2s2o35h2o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 fe 6e + 4h 2o = 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，则自右向左移动ohd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

24、装置的气密性（2 分）分液漏斗（ 1分） b（1 分） 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； so 有毒，需要进行尾气处理，e 中的试剂是naoh溶液，目的是吸收剩余的二2氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应

25、，与稀h so 和饱和 nahso溶液不反应，故答243案选 b。将 na2s2o3 结晶析出的操作应为：蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥。（3）【探究与反思】根据： na2s2o3?5h2o 是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与bacl 2 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

26、na2so3 和na2 so4。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 na2so 的量，改进后的操4作是先向 a 中烧瓶滴加浓硫酸，产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） na s o?5ho 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2232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c 错误； d、电解时阳极吸引极消耗 oh，故 oh 通过阴离子交换膜自左向右移动，oh 而p

27、h 升高；因为总反应消耗使附近的 ph 降低、阴极区因 oh 向右侧移动而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7 高铁酸盐（如 k2feo4）是一种高效绿色氧化剂，可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。（1）电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极，naoh 溶液作为电解质溶液，其电流效率可达到 40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式：_。（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是_ 。研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会产生

28、氧气使阳极表面生成fe2o3膜而 “钝化 ”。写出产生o2 的电极反应方程式：_。（3） feo42易与水 4h 生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图中4h 后）过滤掉氢氧化铁，反应过程中feo42浓度以及电流效率随时间的变化如图1 中实线所示（图中曲线是每隔1h 测得的数据）。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是_(填编号 ) 过滤：掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液 过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大 实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h 后电流效率几乎为 0（4）在相同的 ph 条件下，经过相同的反应时间，高铁酸盐

29、的产率与温度关系如图2。随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是_。（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值有_ （至少答一点）。【答案】 fe-6e feo2+8oh4+4h2o 铁丝网比铁片接触面积更大4oh -4eo2 +2h2o 温度升高加快了高铁酸盐的生成速率，另一方面，温度升高加快了高铁酸盐与水反应， 10 20时生成为主要因素，20以后分解为主要因素。以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐消耗电能少；以铁的氧化物为电极，可以实现变废为宝；以磁铁矿作为多孔电极，不会发生钝化现象等合理答案。【解析】【分析】（ 1）已知反应物

30、和生成物，书写方程式时要根据原子守恒和电荷守恒；（ 2）接触面积越大，电流越大；阳极铁失去电子，氢氧根也可能失去电子生成氧气；（ 3）比较实线和虚线对应的坐标即可得出答案；（ 4）产率增大说明生成速率增大，减小则说明分解速率增大；（ 5）从耗能、环保、提高反应速率等角度解析。【详解】（1）铁失去电子，在碱性溶液中生成高铁酸根离子，同时有水生成，故阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式为： fe-6e feo422+8oh+4h o；（2）铁丝网比铁片接触面积更大，电流效率更高，阳极铁失去电子，氢氧根也可能失去电子生成氧气，再与铁反应生成氧化铁，铁电极上发生析氧反应4oh -4e o2 +2h2o；（

31、3）由图可知， 4h 后若没有过滤氢氧化铁，高铁酸根离子浓度及电流效率均降低，c正确，错误；虚线所示，6h 后电流效率几乎为0，正确，故选；（ 4）高铁酸盐产率增高说明温度升高加快了高铁酸盐的生成速率，产率降低说明温度升高加快了高铁酸盐与水反应， 10 20时生成为主要因素， 20以后分解为主要因素；（ 5）以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值有：以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐消耗电能少；以铁的氧化物为电极，可以实现变废为宝；以磁铁矿作为多孔电极，不会发生钝化现象等。8 （一）如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和nacl 溶液。甲中石墨棒上的电

32、极反应式是_乙中总反应的离子方程式为_若乙中含有0.10 moll-1 nacl 溶液400ml，当阳极产生的气体为560ml（标准状况下）时，溶液的ph=_（ 2 分）（假设溶液体积变化忽略不计），转移电子的个数为 _（二）肼一空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景。其工作原理如上图所示，回答下列问题：该燃料电池中正极通入的物质是_；负极发生的反应式为： _-电池工作时， oh 移向极 _（“ a”或“ b”）当电池放电转移 5mol 电子时，至少消耗燃料肼 _g( 三 ) 全钒液流电池的结构如图所示，其电解液中含有钒的不同价态的离子、+2h和 so4电池放电时，负极的

33、电极反应为：v2+ e =v3+电池放电时的总反应方程式为_充电时，电极 m应接电源的 _ 极若电池初始时左、右两槽内均以voso4和 h2so4 的混合液为电解液，使用前需先充电激活，充电过程阴极区的反应分两步完成：第一步2+3+3+2+vo 转化为 v ；第二步v 转化为 v 则第一步反应过程中阴极区溶液n（ h+） _ _（填“增大”、“不变”或“减小”）（1 分），阳极的电极反应式为_【答案】（一） （ 1）o2 4e 2h2o=4oh 2cl 2h2o cl 2 2 oh h2 13 ； 3.612 10 22 或 0. 06na（二）空气或氧气n-=4h o+ n a40h +4o

34、h -4e2422+2+2+3+正（三） vo2+2h+v =vo +h2o+v减小vo 2+h2o e =vo2+2h+【解析】试题分析：（一）（1）甲装置为原电池，石墨作正极，o2 放电，电极反应为： o2 2h2o 4e =4oh ；乙装置为电解池，fe是阴极，不参与反应，总反应的离子方程式为：2cl 2hocl 2 2 oh h2；阳极生成0.025mol 的气体 , 其中先是氯离子失电子， 0.04mol氯离子失去 0.04mol 电子 , 生成 0.02mol 的氯气，另外的 0.005mol气体是氢氧根离子失电子生成的氧气，可知0.02mol 氢氧根失去0.02mol电子，共失去

35、0.06mol 电子，同时在阴极氢离子得电子0.06mol电子，刚好反应0.06mol氢离子，也就是留下了0.04mol氢氧根离子，氢离子浓度为0.04/0.4=0.1mol/l.ph为 13；转移电子的个数为3.612 10 22或 0. 06na；（二）在肼（ n2h4）燃料电池中，通入燃料气体n2h4 为负极，通入空气或氧气的一极为正极；在原电池中，阴离子向负极移动，在碱性电解质中失去电子生成氮气和水，电极反应2 4-22-a 极；当电池放电转移 5mol为 n h-4e+4oh=n +4ho；电池工作时，oh 移向负极，即电子时，消耗燃料肼1.25mol ，质量为40g；（三）左槽的电

36、极反应式为+-2+vo +2h +e =vo +ho，为原电池的正极，总反应方程式为222 +2+2+23+m应接电源的正极；第一步2+vo +2h+v =vo +h o+v ；充电时，电极vo 转化为+3+）减小；阳极上式为： vo +4h +2e= v +2h o，消耗了h，所以阴极区溶液n（h22+，电极方程式为：2+子生成 vo2vo +h2oe =vo2 +2h 。考点：原电池，电解池原理v3+ 的方程2+vo 失电9（ 16 分）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同

37、时测量容器中的压强变化。（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：编号实验目的碳粉 /g铁粉 /g醋酸 /%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0（2）编号 实验测得容器中压强随时间变化如图 2。 t 2 时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了 腐蚀，请在图 3 中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了 （填 “氧化 ”或 “还原 ”）反应，其电极反应式是 。（3）经过相当长的一段时间，图1锥形瓶中混合物表面生成了一层红棕色的铁锈，取少量铁锈于试管中，加入稀盐酸，取少量反应之后的溶液检验其中的fe3+，检验 fe3+

38、最灵敏的试剂是大家熟知的 kscn，可以检验痕量的fe3+。还可用 ki 来检验： 2fe3+2i2fe2+i2，有资料认为这可能是一个可逆反应。fe3+与 i反应后的溶液显深红色，它是i2 溶于 ki 溶液的颜色。为探究该深红色溶液中是否含fe3+，进而证明这是否是一个可逆反应，试利用实验室常用仪器、用品及以下试剂设计方案并填写位于答题卷的下表。0.1mol/l 的 fecl 、 ki、 kscn、 naoh、h so、 kmno溶液， ccl，蒸馏水。32444编号实验操作预期现象和结论在试管中加入少量该fecl3 溶液和深红色如期出现ki 溶液。（填少量、过量）的将试管中的混合溶液转移至

39、（填仪器）中，倒入一定量的，塞住活塞，充分振荡（萃取），静置。【答案】（ 1）（每空 1 分，共 2 分）编号实验目的碳粉 /g铁粉 /g醋酸 /%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.52.036.0碳粉质量的影响0.22.090.0（2）吸氧 （ 2 分）（ 1 分） 还原（ 1 分） o2+4e-+2h2o=4oh- （ 2 分）（3）（ 8 分）编号实验操作预期现象和结论过量（ 1 分）分液漏斗（ 1 分）； ccl4（ 1 分）；液体分层，上层接近无色，下层紫红色（ 1 分）打开活塞，先放出下层液体，再从分液漏出现血红色，则反应后的混合物中含斗的上口中倒出水层于试管中

40、，加入kscn fe3+，进而证明这的确是一个可逆反应；反之则不含fe3+，进而证明不是溶液（ 2 分）一个可逆反应（2 分）【解析】试题分析：（1）探究影响化学反应速率，每次只能改变一个变量，故有 中铁的量不变，为2.0g； 中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率的影响；（2）压强与气体的物质的量成正比，从图中可以看出，气体的量开始增加，后减少，故为吸氧腐蚀；活泼金属做负极，故碳为正极，发生还原反应，其电极反应为：o2+4e-+2h2o=4oh-；（ 3）经过相当长的一段时间，图1 锥形瓶中混合物表面生成了一层红棕色的铁锈，取少量铁锈于试管中，加入稀盐酸，取少量反应之后的溶液检验其中的fe3+，根据题干所给信息可知： 在试管中加入少量该fecl3 溶液和过量的ki 溶液，现象为出现深红色； 将试管中的混