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文档简介
1、高考化学化学能与电能- 经典压轴题及答案 (1)一、化学能与电能1 二氧化氯 (clo2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。clo2 是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备clo2,回答下列问题:( 1)以黄铁矿 (fes2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备 clo2,黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被 clo3-氧化成 so42-,写出制备 clo2 的离子方程式 _。(2)用过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原naclo3 制备 clo2,并将制得的clo2 用于处理含 cn-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略 )如图所示
2、。装置 a 的名称是 _,装置 c 的作用是 _。反应容器 b 应置于 30左右的水浴中,目的是 _。通入氮气的主要作用有 3 个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将clo2 排出,三是_。clo2 处理含cn-废水的离子方程式为_,装置e 的作用是_。(3)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产clo2 的方法。用于电解的食盐水需先除去其中的ca2+、 mg 2+、 so42-等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的_(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的na2co3 和naoh,充分反应后将沉淀一并滤去。用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取clo2,工作原理如图所示,写出阳极
3、产生 clo2 的电极反应式 _。【答案】 fes2+15clo3 -+14h+ =15clo2+fe3+2so42-+7h2o恒压漏斗安全瓶提高化学反应速率,同时防止过氧化氢受热分解稀释 clo2,防止其爆炸-222-吸收2cn+2clo =2co +n +2clclo2 等气体,防止污染大气bacl2 cl-5e-+2h2 o=clo2+4h+【解析】【分析】二氧化氯 (clo2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯,三种方法均利用了氧化还原反应。【详解】(1)以黄铁矿 (fes2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备clo2,黄铁矿中的硫元素在酸
4、性条件下被 clo3-氧化成 so42-,根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒,可以写出制备clo2的离子方程式为 fes23-+23+42-2+15clo+14h =15clo +fe+2so+7h o。(2) 装置 a 的名称为恒压漏洞,装置c 为安全瓶,起到防止液体倒吸的作用。 升高温度可以提高化学反应速率,但是原料中含有过氧化氢,过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应,因此反应容器b 应置于 30左右的水浴中。 根据题文可知, clo 是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆2炸,故通入氮气的主要作用有3个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将clo2 排出,三是稀释
5、clo2,防止其爆炸。 clo 2 处理含 cn-废水发生氧化还原反应,将 cn-转化为无污染的 co2 和 n2,故离子方程式为 2cn-+2clo2=2co2+n2 +2cl-;装置 e 在整套装置之后,起到吸收尾气,防止环境污染的作用。(3) 用于电解的食盐水需先除去其中的ca2+、 mg2+、 so42-等杂质,需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子,过量的钡离子可以用碳酸根离子除去,因此在加入na2co3 之前应先加入过量bacl2。 用石墨做电极,电解池的阳极发生氧化反应,元素化合价升高,因此氯离子在阳极失电子和水反应得到 clo2 ,电极反应式为 cl-5e-+2h2o=clo
6、2+4h+。2 我在故宫修文物这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧 ”是文物保护的主旨。(1)查阅高中教材得知铜锈为cu2(oh)2co3,俗称铜绿,可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有cu 和 _。(2)继续查阅中国知网,了解到铜锈的成分非常复杂,主要成分有cu223和(oh) cocu2(oh)3cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈,结构如图所示:cu2(oh)2co3 和 cu2(oh)3cl 分别属于无害锈和有害锈,请解释原因_。( 3)文献显示有害锈的形成过程中会产生 cucl(白色不溶于水的固体),请结合下图回答:
7、 过程的正极反应物是_。 过程负极的电极反应式是_ 。( 4)青铜器的修复有以下三种方法:柠檬酸浸法:将腐蚀文物直接放在2%-3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈;碳酸钠法:将腐蚀文物置于含na2co3 的缓冲溶液中浸泡,使 cucl 转化为难溶的cu2(oh)2co3; bta保护法:请回答下列问题:写出碳酸钠法的离子方程式_。三种方法中,bta保护法应用最为普遍,分析其可能的优点有_。a在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜b替换出锈层中的cl-,能够高效的除去有害锈c和酸浸法相比,不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,做到“修旧如旧 ”【答案】 o2、 h2o、co2碱式碳酸铜为致密结构,可以阻止
8、潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜;而碱式氯化铜为疏松结构,潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀氧气(h2o) cu-e-+cl- =cucl 4cucl+o2+2h2o+2co32-=2cu2(oh)2co3+4cl- abc 【解析】【分析】( 1)由质量守恒定律可知,反应前后元素种类不变;( 2)结合图像可知, cu2(oh)2co3 为致密结构, cu2 (oh)3cl 为疏松结构;(3)正极得电子发生还原反应,过程的正极反应物是氧气,cu 作负极;(4)在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜;替换出锈层中的cl-,能够高效的除去有害锈; bta保护法不破坏无害锈。【详解】( 1)铜锈为
9、 cu2(oh)2co3,由质量守恒定律可知,反应前后元素种类不变,参与形成铜绿的物质有 cu 和 o2、h2 o、 co2;( 2)结合图像可知, cu2(oh)2co3 为致密结构,可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜,属于无害锈。 cu2(oh)3cl 为疏松结构,潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀,属于有害锈;(3)结合图像可知,正极得电子发生还原反应,过程的正极反应物是氧气,电极反应式为 o2+4e-+2h2o=4oh-;结合图像可知,过程中cu 作负极,电极反应式是cu-e-+cl- =cucl;(4)碳酸钠法中, na2co3 的缓冲溶液使 cucl转化为难溶的 cu2(
10、oh)2co3,离子方程式为 4cucl+o2+2h2o+2co32-=2cu2(oh)2 co3+4cl-;a在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜,能保护内部金属铜,这能使bta保护法应用更为普遍,故a 正确;b cu2(oh)3cl 为疏松结构,潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀,属于有害锈。替换出锈层中的cl-,能够高效的除去有害锈,这能使bta保护法应用更为普遍,故b正确;c酸浸法会破坏无害锈 cu2(oh)2 co3, bta保护法不破坏无害锈,可以保护青铜器的艺术价值,做到 “修旧如旧 ”,这能使 bta保护法应用更为普遍,故 c正确;答案选 abc。3 某小组同学利用下图
11、装置对电解氯化铜实验进行了研究。装置现象电解一段时间时,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,烧杯壁变热,溶液由蓝色变为绿色(1)甲认为电解过程中阳极产生的是溶液变绿的原因,写出产生该物质的电极反应式:。(2)乙查阅资料, cucl2 溶液中存在平衡:cu2+ + 4cl cucl 4 2 ( 黄色 )h 0。据此乙认为 : 电解过程中, cucl 4 2 ( 黄色 ) 浓度增大,与cucl2 蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中cucl 4 2 浓度增大的原因:。(3)丙改用下图装置,在相同条件下电解cucl2 溶液,对溶液变色现象继续探究。装置现象电解相同时间时,
12、阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色; u 型管变热,冷却后阴极附近溶液仍为绿色丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。丙否定甲的依据是,否定乙的依据是。(4)丙继续查阅资料:i. 电解 cucl2 溶液时可能产生 cucl 2 , cucl 2 掺杂 cu2+后呈黄色ii. 稀释含 cucl 的溶液生成 cucl 白色沉淀据此丙认为:电解过程中,产生cucl掺222+杂 cu 后呈黄色,与2蓝色溶液混合呈绿色。cucl丙 行如下 :a取 解后 色溶液2 ml ,加20 ml水稀 ,静置5 分 后溶液中 生白色沉淀。b.另取少量 化
13、 晶体和 粉,向其中加2 ml 酸,加 得含cucl 2 的黄色溶液。c. 冷却后向上述溶液d. 取 c 中 2 ml 溶液,加 20 ml 水稀 ,静置5 分 后溶液中 生白色沉淀。 a 的目的是。 写出 b 中生成 cucl 2 的离子方程式:。 充 c 中必要的操作及 象:。丙据此得出 : 解 阴极附近生成cucl是 致溶液 的原因。2【答案】( 1) cl 2; 2cl -2e = cl 2(2) 解 程放 致温度升高,cu2+ + 4clcucl4 2 正向移 ;(3)阳极附近溶液仍 色;u 型管冷却后阴极附近溶液仍 色;(4) 明在上述 条件下, 解后的 色溶液中存在cucl 2
14、;cu2+ + 4cl + cu = 2cucl2 ;加入 cucl2 色溶液,直至溶液 色与 解后 色溶液基本相同。【解析】 分析:( 1) 解 程中阳极 生氧化反 ,溶液中的 离子放 生成 气, 气溶于水,溶液可能呈 色,故答案 :cl 2;2cl -2e = cl 2;(2) 解 程放 致温度升高,cu2+ + 4clcucl4 2 正向移 , cucl 42 度增大,故答案 : 解 程放 致温度升高,cu2+ + 4cl cucl 4 2正向移 ;(3)阳极生成了 气,但阳极附近溶液仍 色, 明不是生成 气的 故;cu2+ + 4cl cucl 4 2( 黄色 )h 0,温度降低,平衡
15、正向移 ,溶液 呈 黄色,但u 型管冷却后阴极附近溶液仍 色,因此乙的推断也不正确,故答案 :阳极附近溶液仍 色; u 型管冷却后阴极附近溶液仍 色;(4)根据信息,取 解后 色溶液2 ml ,加 20 ml 水稀 ,静置5 分 后溶液中 生白色沉淀, 明 解后的 色溶液中存在cucl ,故答案 : 明在上述 条件下,2 解后的 色溶液中存在cucl ;2 化 晶体和 粉加入2 ml 酸中,加 得含cucl 的黄色溶液,反 的离子方22+,故答案 :2+ cu = 2cucl程式 cu + 4cl+ cu = 2cuclcu+ 4cl2 ;2c的步 就是 明 解 阴极附近生成cucl 2 是
16、致溶液 的原因,因此操作及 象 加入 cucl2 色溶液,直至溶液 色与 解后 色溶液基本相同,故答案 :加入 cucl2 色溶液,直至溶液 色与 解后 色溶液基本相同。考点:考 了物 性 的探究 方案的 的相关知 。4 某化学 趣小 了探索 极在原 池中的作用, 并 行了以下一系列 , 果 如下: 号 极材料 解 溶液 流指 偏 方向1mgal稀盐酸偏向 al2alcu稀盐酸偏向 cu3al石墨稀盐酸偏向石墨4mgalnaoh溶液偏向 mg5alzn浓硝酸偏向 al试根据上表中的实验现象回答下列问题:(1)实验 1、 2 中 al 所作的电极是否相同?(2)实验 1、 4 中 al 所作的电
17、极是否相同?(3)写出实验3 中的电极反应式正极:(4)用电子式表示氯化镁的形成过程:【 答 案 】 ( 1 ) 不 同 ; ( 2 ) 不 同; (3 )2h 2e; =h2 ; (4 )。【解析】试题分析:(1)实验 1: mg 比 al活泼,两者都和盐酸反应,因此mg 作负极, al 作正极,实验2: al 比 cu 活泼, al 作负极, cu 作正极,故al 所作的两极不相同;(2)实验4 中,虽然 mg比 al 活泼,但 mg不与氢氧化钠反应,而al 可以,因此 al 作负极, mg作正极,因此al所作的两极不相同;(3)实验 3中,正极反应式为 2e=h;( 4)2h2mgcl
18、是离子 化 合 物 ,用 电 子式 表示 氯 化镁形 成过 程 :2。考点:考查原电池中正负极的判断、电子式表示化合物形成过程等知识。5高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。i高铁酸钾 ( k2fe04)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:(1)该电池放电时正极的电极反应式为;若维持电流强度为1a,电池工作十分钟,理论消耗zng(已知f=96500 c mol)。(2)盐桥中盛有饱和kc1 溶液,此盐桥中氯离子向移动(填 “左 ”或“右 ”);若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向移动(填 “左”或 “右 ”)。( 3)图 2 为高铁电池和
19、常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有工业上湿法制备 k2fe04 的工艺流程如图 3。(4)完成 “氧化 ”过程中反应的化学方程式:其中氧化剂是(填化学式)。(5)加入饱和 koh溶液的目的是(6)已知 25 时 kspfe(oh)3=4.0 ,此温度下若在实验室中配制5mol/l l00ml fecl 3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入ml 2 mol/l 的盐酸(忽略加入盐酸体积)。2【答案】( 1) feo4 +4h2o+3e=fe( oh) 3 +5oh;0.2(2)右;左(3)使用时间长、工作电压稳定(4) 2fecl3+10naoh+3nacl
20、o 2na2feo4+9nacl+5h2o; naclo(5)减小高铁酸钾的溶解,促进高铁酸钾晶体析出(6) 2.5【解析】试题分析:(1)放电时高铁酸钾为正极,正极发生还原反应,电极反应式为feo421a,电池工作十分钟,转移电子的物质+4h2o+3e =fe(oh)3 +5oh;若维持电流强度为的量为 1106096500=0.0062176mol。理论消耗zn 的质量 0.0062176mol 265=0.2g(已知f=96500 c mol )。( 2)电池工作时,阴离子移向负极,阳离子移向正极,所以盐桥中氯离子向右移动;若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向左移动。( 3)图 2 为高
21、铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定( 4) 2fecl3+10naoh+3naclo2na2feo4+9nacl+5h2o 氧化剂所含元素化合价降低,氧化剂是 naclo;(5)加入饱和koh溶液的目的是减小高铁酸钾的溶解,促进高铁酸钾晶体析出;(6)已知 25 时 kspfe(oh)3=4.0 ,此温度下若在实验室中配制5mol/l l00ml fecl 3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入 2.5ml 2 mol/l 的盐酸。考点:本题考查氧化还原反应、原电池、沉淀溶解平衡。6( 15 分)为探讨化学平衡移动原理与氧化还
22、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 fe3+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
23、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c(fe2+)平衡均逆向移动(4) 正
24、 左管产生黄色沉淀,指针向左偏转。(5) fe 2+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 中水造成溶液中离子浓度改变的影响;(3) i.加入 agno3+与 i-生成 agi 黄色沉淀, i-浓度降低, 2fe3+ -2+2, ag+
25、2i2fe+ i 平衡逆向移动。42+浓度增大,平衡逆移。ii.加入 feso, fe(4) k 闭合时,指针向右偏转,b 极为 fe3+得电子,作正极; 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,产生黄色沉淀,i-离子浓度减小,3+-2+22fe + 2i2fe+ i 平衡左移,指针向左偏转。(5) fe 2+向 fe3+转化的原因是fe2+浓度增大,还原性增强; 与( 4)实验对比,不同的操作是当指针归零后,向u 型管右管中滴加1mol/l feso4 溶液。 将( 3)和( 4)、( 5)作对比,得出的结论是在其它条件不变时,物质的氧化性
26、和还原性与浓度有关,浓度的改变可影响物质的氧化还原性,导致平衡移动。考点:化学平衡移动、电化学知识7(11 分 )已知金属活动相差越大,形成原电池时越容易放电。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) zn2e22e2=zn2cl=cl ag e =ag(3) 65 216 ( 4) c 池【解析
27、】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
28、 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h2so4 变为4离子,在阴极上是 ag得到zn so ;b 池会逐渐变为naoh 溶液;而在 c 池因为阳极产生 ag电子,被还原,所以仍然是agno3溶液, 浓度基本不变。选项为c。考点:考查多个池串联时各个池的作用、电极反应、质量变化及溶液的浓度的变化情况的知识。8 重金属元素铬的毒性较大,含铬废水需经处理达标后才能排放。. 某工业废水中主要含有3+3+、al3+
29、2+2+cr ,同时还含有少量的fe、 ca 和 mg 等,且酸性较强。为回收利用,通常采用如下流程处理:注:部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的ph 见下表氢氧化物fe(oh)3fe(oh)2mg(oh)2al(oh)3cr(oh) 3ph3.79.6ll.l89(9溶解 )(1) 氧化过程中可代替 h2o2 加入的试剂是 _( 填序号 ) 。a na2o2b hno3c fecl 3d kmno4(2) 加入 naoh溶液调整溶液 ph 8 时,除去的离子是 _;已知钠离子交换树脂的原n+理: m nnarmrn nna ,此步操作被交换除去的杂质离子是_。3+a feb al3
30、+c2+ cad2+ mg(3) 还原过程中,每消耗 172.8g cr 2o72- 转移 4.8 mol e - ,该反应离子方程式为_。. 酸性条件下,六价铬主要以cr2o72- 形式存在,工业上常用电解法处理含cr2o72- 的废水。实验室利用如图装置模拟处理含cr2o72- 的废水,阳极反应是 fe-2e - =fe2+,阴极反应式是2h+ +2e- =h2。(1) 电解时能否用cu 电极来代替阳极上的fe 电极? _( 填“能”或“不能” ) ,理由是 _。(2)电解时阳极附近溶液中2-转化为 cr3+cr2o7的离子方程式为 _。(3)上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从
31、其对水的电离平衡影响角度解释其原因 _。(4)若溶液中初始含有0.1mol cr2-o ,则生成的阳离子全部转化化成沉淀的质量是27_g。【答案】 a ab cd3s22-2-+13h2-+8cr (oh)-因阳极o3 +4cr2o72 o=6so 43 +2oh 不能2+2-还原到低价态2-2+3+3+o+产生的 cu 不能使 cr2o7cr2o7+6fe +14h =2cr+6fe +7h 2水中的 h+-向右移动,阴极区-浓度增在阴极区放电, h 浓度减小促使水的电离平衡h 2o=h +ohoh大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全84.8【解析】i某工业废水中主要含有cr3+,同时还含有
32、少量的fe3+、 al3+、 ca2+和 mg 2+等,加双氧水把亚铁离子氧化为铁离子,同时3+被氧化为2 72-crcr o,加氢氧化钠调节 ph=8,则 fe3+、 al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,过滤,滤液中主要2-含有 cr2o72+2+2+2+2-、ca 和 mg等,通过钠离子交换树脂,除去ca 和 mg,然后加 na2s2o3把 cr2o7还原为 8cr3+,再调节 ph得到 cr(oh)(h2o)5so4。(1)加氧化剂主要目的是把亚铁离子氧化为铁离子,同时不能引入新的杂质,所以可以用na2o 代替 h o ,故答案为 a;222(2)根据表中数据可知,ph=8时, fe3
33、+、al3+转化为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀,则fe3+、 al3+被除去;通过钠离子交换树脂,除去ca2+和 mg2+;故答案为 ab; cd;2-2-3+2-(3)每消耗 0.8mol cr 2o7转移 4.8mol e,则 1molcr2o7转移 6mol 电子,所以生成 cr, s2o3被氧化为 so4 2-,则反应的离子方程式为:3s2o32-+4cr2o7 2-+13h2o=6so42- +8cr (oh)3 +2oh-;故答案为 3s2o3 2-+4cr2o72-+13h2o=6so4 2-+8cr (oh)3 +2oh-;ii (1)若用 cu电极来代替 fe电极,在阳极上铜失去电
34、子得到的阳离子是铜离子,该离子不具有还原性,不能和重铬酸根之间发生反应,故答案为不能;因阳极产生的cu2+不能使 cr22-o7 还原到低价态;2-(2)cr2o7具有强氧化性,可以将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原为2cr3+,反应的实质是:6fe2+cr2o72- +14h+ 6fe3+2cr3+7h2o,故答案为 6fe2+cr2o72-+14h+ 6fe3+2cr3+7h2o;(3) 随着电解进行,溶液中 c(h+)逐渐减少,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中oh-浓度增大,溶液的碱性增强,生成fe(oh)3和 cr(oh)3沉淀,金属阳离子在阴极区可沉淀完全,故答案为水中的
35、h+在阴极区放电,h+浓度减小促使水的电离平衡h2o? h+oh-向右移动,阴极区oh-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全;(4)根据 cr2o72-+6fe2+14h+ 2cr3+6fe3+7h2 o, cr3+3oh-cr(oh)3、 fe3+3oh-2-fe(oh)3知0.1mol cr 2o7,可生成 0.2molcr(oh)3, 0.6molfe(oh) ,质量为 0.6mol 107g/mol+0.2mol 103g/mol3=84.8g,故答案为 84.8。点睛:本题考查了物质分离提纯的操作及方法应用、电解原理、物质的量的计算等,题目难度较大。注意掌握电解原理、氧化还原反
36、应配平、化学方程式的计算方法等。本题的难点是氧化还原反应的离子方程式的书写和配平。9 氯化亚铜( cucl)常用作有机合成工业中的催化剂。有关资料为: cucl 为微溶于水的白色固体,在空气中可被迅速氧化cuoh为难溶于水的黄色固体,易分解为红色的cu2ocu+可与浓氨水反应生成cu(nh3) 2+(无色),该无色物质在空气中易被氧化为蓝色i. 甲小组同学用如下装置电解食盐水,并对电解产物进行研究。实验装置电解质溶实验现象液a 极附近b 极附近5mol/l开始时,产生白色浑浊并逐渐增加,nacl 溶液当沉入 u 型管底部时部分沉淀变为橙产生无色黄色;随后 a 极附近沉淀自下而上也气泡变为橙黄色
37、(1)若 a 极附近生成的白色浑浊是cucl,则铜丝a 应与电源的 _极相连,铜丝a的电极反应式是_。( 2) b 极附近溶液的 ph_ (填“增大”、“减小”或“不变”)。( 3)橙黄色沉淀中含有 cu2o,则 cucl 转化为 cu2o的原因是 _(用方程式表示)。(4) a 极附近沉淀自下而上变为橙黄色原因是_。ii. 乙小组同学通过以下方案制取cucl 并对其组成进行研究。将 na so 的水溶液逐滴加入cucl的水溶液中,再加入少量浓盐酸调节到ph=3左右,即可232得到白色沉淀cucl。( 1)写出产生 cucl 的离子方程式 _。(2)为了提高cucl 的产率,可采用_法快速过滤
38、,生产过程中调节溶液的ph不能过大的原因是 _。( 3)为探究白色沉淀的化学组成,将制得的白色沉淀溶于浓氨水,得到无色溶液,将无色溶液分成两份,一份放置于空气中,一段时间后溶液变为蓝色;另一份的实验方法及现象为_ 。【答案】正cu+cle =cucl增大 cucl+oh =cuoh+cl 、 2cuoh=cuo+h2o 通电时,在阴2+22+2h+抽滤或减极产生的 oh 自下而上向阳极定向移动2cu+so3+2cl +h2o=2cucl +so4压过滤防止cucl 的水解加入足量的稀硝酸,再滴加几滴硝酸银溶液,有白色沉淀生成【解析】试题分析:本题为化学综合实验题。考查物质的制备和检验,化学实验
39、基本操作,化学实验方案的分析、评价和设计等,题目难度中等。i. ( 1)分析电解装置和信息知a 极铜丝转化为 cucl,铜元素的化合价由0 价升高到 +1价。,发生氧化反应,作电解池的阳极,则铜丝a 应与电源的正极相连,的电极反应式是。cu+cle =cucl(2) b 极为电解池的阴极,电极反应式为2h2o+2e-=2oh-+h2,阴极附近溶液的ph 增大。(3) cucl 转化为 cu222o 的原因是 cucl+oh =cuoh+cl 、 2cuoh=cu o+h o 。(4) a 极附近沉淀自下而上变为橙黄色原因是通电时,在阴极产生的oh 自下而上向阳极定向移动, cucl 与 oh-反应生成 cuoh,进一步分解生成cu2o。ii. ( 1)根据题给信息知na so 的水溶液与cucl 的水溶液在酸性条件下发生反应,cucl2322被还原生成 cucl,则 na2so3 被氧化为 na2so4,利用化合价升降法配平,该反应的离子方程式为 2cu2+so32+2cl +h2o=2cucl +so42+2h+。(2)为了提高 cucl 的产率,可采用抽滤或减压过滤法快速过滤,生产过程中调节溶液
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