备战高考化学备考之化学能与电能压轴突破训练∶培优易错试卷篇含答案解析一

1、备战高考化学备考之化学能与电能压轴突破训练培优易错试卷篇含答案解析(1)一、化学能与电能1 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：（ 1）上述实验中发生反应的化学方程式有_ ；（ 2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_；（3）实验室中现有na 2so4 、 mgso 4 、 ag 2so4 、 k 2 so4 等 4 中溶液，可与实验中cuso 4 溶液起相似作用的是_ ；（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措旌有_（答两种）；（ 5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所

2、给的混合溶液分别加入到 6 个盛有过量 zn 粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。请完成此实验设计，其中：v1=_，v6=_， v9=_；该同学最后得出的结论为：当加入少量cuso4 溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的 cuso4 溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 _【答案】 zn+cuso=znso+cu4， zn+h2so4=znso4 +h2 cuso4 与 zn 反应产生的 cu 与 zn 形4成铜锌原电池，加快了氢气产生的速率ag2so4 升高反应温度、适当增加硫酸的浓度（答案合理即可）30 10 17.

3、5当加入一定量的硫酸铜后，生成的单质铜会沉积在锌的表面，降低了锌与溶液的接触面积【解析】【详解】（1）在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：cuso4 zn=znso4 cu、 znh2so4=znso4 h2。（ 2）由于 zn 与反应生成的 cu 及硫酸铜溶液组成了 cuzn 原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。（ 3）只要是比锌的金属性弱的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有 ag2so4符合题意。（ 4）要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。（ 5）因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响

4、，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 ml，根据 f 中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 ml，可以求得v6 10 ml， v9 17.5 ml。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢。2 某小组设计不同实验方案比较cu2+、 ag+ 的氧化性。（1）方案 1：通过置换反应比较向酸化的agno3 溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝。反应的离子方程式是_，说明氧化性ag+ cu2+。（2）方案 2：通过 cu2+、 ag+ 分别与同一物质反应进行比较试剂实验编号及现象试管滴管1.0mol/lagno 3 溶 产生

5、黄色沉淀，溶液无色1.0 mol/l液ki 溶液1.0mol/lcuso4 溶 产生白色沉淀 a，溶液变黄液经检验， 中溶液不含 i2，黄色沉淀是 _。经检验， 中溶液含 i2。推测 cu2+做氧化剂，白色沉淀a 是 cui。确认 a 的实验如下：a 检验滤液无i2。溶液呈蓝色说明溶液含有_（填离子符号）。b白色沉淀b 是 _。c白色沉淀 a 与 agno3 溶液反应的离子方程式是_，说明氧化性ag+ cu2+。（3）分析方案 2 中 ag+ 未能氧化 i- ，但 cu2+氧化了 i-的原因，设计实验如下：编号实验 1实验 2实验3实验现象a 中溶液较快变棕黄色,b 中电极c 中溶液较慢变浅黄

6、色；无明显变化上析出银；电流计指针偏转电流计指针偏转（电极均为石墨，溶液浓度均为1 mol/l ，b 、d 中溶液 ph4） a 中溶液呈棕黄色的原因是_（用电极反应式表示）。 “实验 3”不能说明 cu2+氧化了 i-。依据是空气中的氧气也有氧化作用，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是 _。 方案 2 中， cu2+能氧化 i- ,而 ag+未能氧化 i-的原因： _。 （资料： ag+ + i- = agi 1k16+-2 28=1.2 10； 2ag + 2i = 2ag + i k = 8.7）10+2+2+agcl+2+2e i 2将【答案】 cu+2ag =2ag+cuagi

7、cucui+2ag=cu +ag+agi 2id 烧杯内的溶液换为ph4的 1 mol/l na2 so4溶液， c 中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转 k1 2更易与i发生复分解反应，生成 agi2cu2+-2cui k，故 ag+ 4i = 2cui + i ，生成了沉淀，使得cu 2 的氧化性增强【解析】（1）向酸化的agno3 溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明铜置换出了金属银，反应的离子方程式为cu2 ag2 agcu2 ，说明氧化性ag+cu2+，故答案为cu2 ag2agcu 2 ；（ 2） 经检验，中溶液不含 i2，黄色沉淀是碘离子与银离子形成的碘化银沉淀，故答案为 ag

8、i；中溶液含i2，说明 cu2+做氧化剂，将碘离子氧化，本身被还原为cu+，因此白色沉淀a是 cui。a检验滤液无i2。溶液呈蓝色说明溶液含有cu2+，故答案为cu2+；b滤渣用浓硝酸溶解后，在上层清液中加入盐酸，生成的白色沉淀b 为 agcl，故答案为agcl；c白色沉淀a 与 agno3 溶液反应生成了cu2+和灰黑色沉淀，灰黑色沉淀用浓硝酸溶解后的溶液中含有银离子，黄色沉淀为agi，说明灰黑色沉淀中含有金属银，反应的离子方程式为 cui2 agcu 2agagi ，说明氧化性ag+ cu2+，故答案为cui2 agcu 2agagi ；（3） 碘化钾溶液与硝酸银溶液构成了原电池，a 中溶

9、液中的碘离子发生氧化反应生成碘单质，溶液呈棕黄色，电极反应式为2i 2ei 2 ，故答案为 2i2ei 2； “实验 3”不能说明 cu2+氧化了 i-。依据是空气中的氧气也有氧化作用，只需设计没有铜离子的情况下，也能看到相似的现象即可，可以设计实验：将d 烧杯内的溶液换为ph4的 1mol/lna2so4 溶液， c 中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转，故答案为将d 烧杯内的溶液换为 ph4的 1 mol/lna2so4 溶液， c 中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转；ag+-116；2ag+-2 28， k12更易与i+ i = agik =1.2 10+ 2i = 2ag + i k = 8

10、.7 10 k ，故 ag发生复分解反应，生成agi。2cu2+ + 4i- = 2cui + i2 ，生成了cui 沉淀，使得cu 2 的氧化性增强 ，因此方案2 中， cu2+能氧化 i-，而 ag+未能氧化i- ，故答案为k1 k2，故 ag更易与i发生复分解反应，生成 agi。 2cu2+-2cui 沉淀，使得cu2的氧化+ 4i = 2cui + i ，生成了性增强 。点睛：本题考查了化学实验方案的设计与探究，本题的难度较大，理解实验的设计意图是解题的关键。本题的难点为（ 3 ），要注意根据反应进行的趋势大小和化学平衡移动的原理分析解答。3 某兴趣小组利用电解装置，探究“铁作阳极”时

11、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2+fe 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

12、 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。_【答案】 2h+ + 2e= h 2（或 2h2o + 2e = 2oh + h 2） 试管 iii中生成蓝色沉淀，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

13、 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+fe 6e2-+4h 2o被氧化为 fe c(oh ) 增大，反应速率加快（更容易放电）+ 8oh = feo4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 =222+22+h(或 2h o + 2e= 2oh + h )，故答案为：2h + 2e = h (或 2h o + 2e= 2oh2)；h灰绿色固体用盐酸溶解后的溶液中加入铁氰化钾溶液，

14、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

15、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 )；

16、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 +42-242-28oh= feo+4h o，故答案为： fe 6e+ 8oh= feo+4h o；要推测生成 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 4 2-)溶液加入水中稀释，使溶液的碱性减弱，4feo 42-+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

17、”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程式。4 （ 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

18、醇，发现电流计指针不偏转； 改用硫酸溶液，发现电流计指针偏转，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)

19、设计的原电池如图所示。请回答下列问题：（1）电极 x 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

20、极做负极，指针向哪偏转；(2)要形成原电池产生电流，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

21、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；(ii)(1)由反应 “2ag+(aq)+cu(s) cu2+(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为 0.01mol ，即电极和银电极的质量相等，当电路中通过1.08g，负极上cu 溶

22、解的物质的量为0.01mol0.005mol ，即电子时，正极上生成ag0.32g，所以两个电极的质量差为0.32g+1.08g=1.4g。5 （ 1）某课外活动小组同学用图 1 装置（ m、 n 为外电源的两个电极）进行实验，试回答下列问题：若开始时开关k 与 a 连接，则铁发生电化学腐蚀中的_腐蚀。请写出正极反应式： _ 。若开始时开关k 与 b 连接时，两极均有气体产生，则铁电极为_极（填“阴”或“阳”），该电极上发生的电极反应式为_ ，总反应的离子方程式为_ 。（ 2）该小组同学设想，用如图 2 所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。b 出口导出的气体是_ ，制得的氢

23、氧化钠溶液从出口_（填“ a”、“b”、“ c”或“ d”）导出。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。 氢 气 、 氧 气 和 氢 氧 化 钠 溶 液 又 可 制 成 燃 料 电 池 ， 该 电 池 的 负 极 反 应 式 为_ 。【答案】（ 1） 吸氧 (1 分 ) ； o-；+ 2h o + 4e= 4oh22 阴 2h+ 2e-= h 2( 或 2h2o + 2e-= h 2+ 2-oh) ，2cl - + 2h 2o2oh- + h 2+cl 2（ 2）o2； d ； na ，所以在阴极发生反应：2h + 2e氢气，附近溶液中水的电离平衡

24、被破坏，溶液中c(oh-) 增大，因此溶液显碱性，有一定浓度 的- 2- - - naoh； 溶 液 中 阴 离 子 的 放 电 能 力 ： ohso4 ， 所 以 在 阳 极 发 生 反 应 ： 4oh-4e=2h2o+o2，由于氢氧根离子放电，使附近溶液中h+浓度增大，溶液显酸性，附近的溶液为h2so4 溶液。b 出口导出的气体是o2，从 a 口出去的溶液含有硫酸溶液；制得的氢氧化钠溶液从出口 d 导出， c 口处出去的气体是2-带有 2 个单位的负电荷，+h2。由于 so4na带有一个定位的正电荷，在整个闭合回路中电荷转移总量相等，所以通过阴离子交换膜的离子数 h fe阴 fe +e=f

25、e2+、 cu2+2e-=cu 、 2h+ +2e-=h2污染性气体cl2 产生；使用了电解装置，成本较高等【解析】【分析】【详解】（ 1）铁离子与 kscn溶液反应溶液显红色，则实验现象是溶液变红色， kmno4 溶液颜色无明显变化，说明不存在氯化亚铁；（ 2）根据以上分析可知铁与氯气反应只能生成氯化铁，反应的化学方程式为2fe+3cl22fecl3；（3） a将 a 溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，可得到蓝色液体，这是由于碘化钾被氧化为单质碘，淀粉溶于水能形成胶体，因此该液体能产生丁达尔现象，a 正确；b向a 溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，生成亚铁离子，溶液颜色变浅，b 错误；c在a 溶液中滴加

26、naoh 浓溶液，出现红褐色沉淀，该沉淀是氢氧化铁，c正确；d氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢，水解吸热，且生成的氯化氢挥发，所以将加热蒸干得到氢氧化铁，并灼烧得到氧化铁固体， d 错误；a 溶液答案选bd；（ 4）方案 1：四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为fe3+cu2+h +fe2+；方案 2：要回收铜，即铜离子放电形成铜，所以铜应该作阴极；氧化性是铁离子强于铜离子，铜离子强于氢离子，则阴极电极反应式依次为fe3+e-= fe2+、 cu2+2e-=cu、2h+2e-=h2；用于使用了电解装置，成本较高等，且阴极氯离子放电产生污染性气体cl2。9(11 分 )已知金属活动相差越大，形成原电

27、池时越容易放电。请根据如图装置，回答下列问题：（1）各装置名称是：a 池_， b 池_， c 池 _。（2）写出电极上发生的反应：_ _， _ ， _ 。（3）当电路上有 2 mol 电子流过时， 极上质量变化 _g， 极上质量变化_g。（4）反应进行一段时间后，a、 b、 c 三池中电解质溶液浓度不变的是_。【答案】（ 1）原电池 电解池 电镀池 （2） zn2e=zn22cl 2e=cl2 ag e =ag（3） 65 216 （ 4） c 池【解析】试题分析：由于两个电极活动性的差异最大的是zn 与 ag,所以 a 池是原电池。 zn是负极，发生氧化反应， ag 为正极，在正极上发生还原

28、反应。相对其它池来说是电源。b池是电解池； c 池是电解池。由于ag 电极与电源的正极连接，是阳极，cu 是与电源的负极连接的，是阴极。因此该池也就是电镀池。（2 ） 在 zn 电极上发生反应 : zn 2e=zn2 ;在 电极上 cl 放电，电极反应式是2cl -2e-= cl2；在 上由于 ag 作阳极，所以是单质 ag 失去电子，电极反应式是2 mol 电子流过时，ag e=ag 。（ 3）当电路上有因为 zn 是 +2 价的金属，所以有 1mol 的 zn 发生氧化反应，所以 极上质量会减轻65g。在 极上会有质量变化2mol 的 ag得到电子，被还原，析出金属ag,其质量为2mol 108g/mol=216g。（ 4）反应进行一段时间后，a 池的电解质溶液会逐渐有h so 变为24zn so4;b 池会逐渐变为naoh 溶液；而在 c 池因为阳极产生离子，在阴极上是agag 得到电子，被还原，所以仍然是agn