2020-2021备战高考化学复习《化学能与电能》专项综合练习

1、2020-2021 备战高考化学复习化学能与电能专项综合练习一、化学能与电能1 某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：装置分别进行的操作现象i连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞ii连好装置一段时间后，向烧杯中滴铁片表面产生蓝加 k3fe(cn)6 溶液色沉淀(1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。实验 i 中的现象是 _。用电极反应式解释实验i 中的现象： _。(2)查阅资料： k3fe(cn)6具有氧化性。据此有同学认为仅通过ii 中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是_。进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：实验滴管试管现象iii蒸馏水无明

2、显变化-1铁片表面产生大量蓝0.5mol liv 1.0mol lnacl 溶液色沉淀136k fe(cn) 溶液-124溶液无明显变化v 0.5mol lna so以上实验表明：在有cl-存在条件下， k3 fe(cn)6溶液可以与铁片发生反应。为探究cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii ，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明cl-的作用是 _。(3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一步探究k3fe(cn)6的氧化性对实验ii 结果的影响，又利用（ 2）中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是_(填字母序号 )。实验试剂现象a酸洗后

3、的铁片、k3fe(cn)6溶液 (已除 o2 )产生蓝色沉淀b酸洗后的铁片、k fe(cn) 和nacl(o )产生蓝色沉淀362c铁片、 k fe(cn) 和 nacl 混合溶液(已除 o )产生蓝色沉淀362d铁片、 k fe(cn) 和盐酸混合溶液 (已除 o )产生蓝色沉淀362(4)综合以上实验分析，利用实验ii 中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是：连好装置一段时间后， _(回答相关操作、现象)，则说明负极附近溶液中产生了fe2 ，即发生了电化学腐蚀。【答案】碳棒附近溶液变红o2-2h2-362 ，会4eo=4ohk fe(cn) 可能氧化fe 生成 fe干扰由于电化学腐蚀负

4、极生成2的检验-ac 取铁片 (负极 )fecl破坏了铁片表面的氧化膜附近溶液于试管中，滴加k3fe(cn)6溶液，若出现蓝色沉淀【解析】【分析】(1)实验 i 中，发生吸氧腐蚀，在碳棒附近溶液中生成-在碳棒上，发生o2 得电子生成oh 的电极反应。oh-，使酚酞变色。(2)据此有同学认为仅通过ii 中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是既然k3fe(cn)6具有氧化性，就可直接与fe 作用。用稀硫酸酸洗后，铁片表面的氧化膜去除，再进行实验iii，铁片表面产生蓝色沉淀，则cl-的作用与硫酸相同。(3)a. 酸洗后的铁片、k3 fe(cn)6溶液 (已除 o2)反应产生蓝色沉淀，表明k3 fe

5、(cn)6 能与铁作用生成 fe2+；b.酸洗后的铁片、 k fe(cn) 和 nacl 混合溶液 (未除 o ) 反应产生蓝色沉淀，可能是362k3fe(cn)6与铁作用生成fe2+，也可能是铁片发生了吸氧腐蚀；362-破坏氧化膜，c. 铁片、 k fe(cn) 和 nacl 混合溶液 (已除 o )反应产生蓝色沉淀，只能是cl然后 k362+；fe(cn) 与铁作用生成fed. 铁片、 k fe(cn) 和盐酸混合溶液 (已除 o ) 反应产生蓝色沉淀，可能是铁片与盐酸直接362反应生成 fe2+，也可能是k362+。fe(cn) 与铁作用生成fe(4)为证实铁发生了电化学腐蚀，可连好装置

6、一段时间后，不让k fe(cn) 与 fe 接触，而是36取 fe 电极附近的溶液，进行 fe2+的检验。【详解】(1)实验 i 中，发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，发生2-的反应，从而使碳棒o 得电子生成oh附近溶液变红。答案为：碳棒附近溶液变红；在碳棒上， o2 得电子生成 oh-，电极反应式为o2 4e-2h2o=4oh-。 答案为： o2 4e-2h2o=4oh-；(2)有同学认为仅通过ii 中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是既然k3fe(cn)6 具有氧化性，就有可能发生k3fe(cn)6与 fe 的直接作用。答案为：k3fe(cn)6可能氧化 fe 生成 fe2 ，会干扰由于电化学

7、腐蚀负极生成fe2的检验；用稀硫酸酸洗后，铁片表面的氧化膜被破坏，再进行实验iii ，铁片表面产生蓝色沉淀，则 cl-的作用与硫酸相同，也是破坏铁表面的氧化膜。答案为：cl-破坏了铁片表面的氧化膜；(3)a.已除o2 的铁片不能发生吸氧腐蚀，只能发生铁片、k3 fe(cn)6 溶液的反应，从而表明k3fe(cn)6能与铁作用生成fe2+，a 符合题意；b.酸洗后的铁片、k3fe(cn)6和 nacl 混合溶液 (未除 o2)，同时满足两个反应发生的条件，既可能是 k3fe(cn)6与铁作用生成fe2+，也可能是铁片发生了吸氧腐蚀，b 不合题意；c. 铁片、 k3fe(cn)6和 nacl 混合

8、溶液 (已除 o2 )，不能发生吸氧腐蚀，只能是cl-破坏氧化膜，然后 k3fe(cn)6与铁作用生成fe2+， c符合题意；d. 铁片、 k fe(cn) 和盐酸混合溶液(已除 o ) 反应产生蓝色沉淀，可能是铁片与盐酸直接362反应生成fe2+，也可能是k3fe(cn)6与铁作用生成fe2+， d 不合题意。答案为：ac；(4)为证实铁发生了电化学腐蚀，可连好装置一段时间后，取fe 电极附近的溶液，放在另一仪器中，加入k3fe(cn)6 溶液，进行fe2+的检验。答案为：取铁片(负极 )附近溶液于试管中，滴加 k3fe(cn)6溶液，若出现蓝色沉淀。【点睛】在进行反应分析时，我们需明确cl

9、 -的作用，它仅能破坏铁表面的氧化膜，而不是充当铁与k3fe(cn)6反应的催化剂，从硫酸酸洗铁片，命题人就给我们做了暗示。2 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 cuso溶液，则： x 电极的材料是4_，电解一段时间

10、后， cuso 溶液浓度 _（填 “增大 ”、减小 ”或 “不4变”）。（3）若 x、 y 都是惰性电极， a 是溶质为 cu(no3 23 30.1 mol 的混合溶)和 x(no ) ，且均为液，通电一段时间后，阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量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

11、量盐酸可以恢复到电解前的浓度【答案】 放出气体，溶液变红2cl2222 2h o2oh cl h cl 2oh = cl cloh2o 纯铜 减小 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 -

12、）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-2-2-222cl -2e =cl ，电解一段时间后，该反应总离子方程式为2cl +2ho2oh +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

13、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

14、（cl2222）=22.4l 22.4l/mol=1mol ，根据电解方程式 2nacl+2h o2naoh+h +cl ，生成 naoh 物质的量为 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。3mnso4 在工业中有重要应用，用软锰矿浆(主要成分为mno2 和水，含有fe2 o3、 feo、al2o3 和少量pbo 等杂质 )浸出制备mnso4 ，其过程如下：（资料）部分阳离子形成氢氧化物沉淀的ph离子fe2+fe3+al3+mn 2+pb2+开始沉淀时的 ph7.62.73.88.38.0完全沉淀时的 p

15、h9.73.74.79.88.8(1)向软锰矿浆中通入so2 生成mnso4，该反应的化学方程是_。(2)加入mno 2 的主要目的是_；(3)在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节ph， ph 应调至 _范围，生成的沉淀主要含有_ 和少量caso4。(4) 阳离子吸附剂可用于主要除去的离子是_。(5) 用惰性电极电解 mnso4溶液，可以制得高活性mno 2。 电解 mnso4、 znso4和 h2so4 的混合溶液可制备 mno2 和 zn，写出阳极的电极反应方程式 _ 。【答案】 so2 +mno 2=mnso4将 fe2+氧化为 fe3+4.7 ph、”“ ”、“ ”或“ =”）通过阳离

16、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）22-= 4oh-； 吸氧 (1 分 ) ； o+ 2h o + 4e 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被破坏，溶液中c(oh-) 增大，因此溶液显碱性，有一定浓-2-度 的 naoh； 溶 液 中 阴 离 子 的 放 电 能 力 ：

17、 ohso， 所 以 在 阳 极 发 生 反 应 ： 4oh-4e4=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，通入燃料氢气的电极为负极，由于电解质溶液为naoh碱性溶液，所以该电池的负极反应式为h2+-= 2h

18、2o。2oh - 2e【考点定位】考查电化学反应原理的应用的知识。【名师点睛】原电池是把化学能转化为电能的装置，根据该原理可以设计各种燃料电池。通入燃料的电极为负极，负极失去电子，发生氧化反应，通入氧气的电极为正极，正极发生还原反应。电极反应式与电解质溶液有关。以氢氧燃料电池为例。当电解质溶液为酸溶液时，负极反应式是：h2-2e - =2h+，正极反应式是o2+4e- +4h+=2h2o；当电解质溶液为碱性物质时，负极的电极反应式是：2-22-2-h -2e+2oh=2ho；正极的电极反应式是o+4e +2h o =4oh。因此要根据电解质溶液的酸碱性来书写电极反应的反应式。电解池是把电能转化

19、为化学能的装置，与电源正极连接的电极为阳极，与电源负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极为活性电极( 除金、铂之外的金属电极) ，阳极失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极，则为溶液中的阴离子失去电子，发生氧化反应；阴极则是溶液中的阳离子放电，遵循离子放电顺序。掌握原电池、电解池反应原理是本题解答的关键。9 (11 分 ) 某化学兴趣小组用如图所示装置电解cuso4溶液，测定铜的相对原子质量。（ 1）若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积 vl，b 连接直流电源的 _（填“正极”或“负极”）；（ 2）电解开始一段时间后，在u 形管中可观察到的现象有 _ ，电解的离子方程式