化学 化学能与电能的专项 培优易错试卷练习题附详细答案

化学化学能与电能的专项培优易错试卷练习题附详细答案
一、化学能与电能
1．方法与规律提炼：
(1)某同学利用原电池装置证明了反应Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋能够发生，设计的装置如下图所示。

为达到目的，其中石墨为_________极，甲溶液是____________，证明反应Ag＋＋Fe2＋=Ag ＋Fe3＋能够发生的实验操作及现象是_________________________
(2)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。

Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

上图中作负极的物质是___________。

正极的电极反应式是______________。

(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：阴极区的电极反应式为
_______________。

电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_______L(标准状况)。

(4)KClO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。

写出电解时阴极的电极反应式___________________电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________（填a→b或b→a）。

学法题：通过此题的解答，请归纳总结书写电极反应式的方法____
【答案】负 FeSO4或FeCl2溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色加深铁 NO3-＋8e－＋10H＋=NH4+＋3H2O Fe3+＋e－= Fe2+ 5.6L 2H＋＋2e－= H2 ↑ K+a→b原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。

电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。

【解析】
【分析】
根据原电池原理，负极发生氧化反应；根据电解池原理，阴极发生还原反应，通过物质的化合价变化判断反应发生原理，阳离子移动方向与电子移动方向相同，据此回答问题。

【详解】
(1) 已知电池总反应为反应Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋，银离子化合价降低，得到电子，作正极，故石墨一侧仅为导电材料，作负极，甲溶液是含Fe2+的溶液，可以为FeSO4或FeCl2溶液。

证明反应能够发生，实际上即证明有Fe3+生成，实验操作及现象是分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色加深。

(2) 由图可知，电子从铁电极移到外侧，故铁电极失去电子，发生氧化反应，做负极。

正极NO3-得到电子变为NH4+，NO3-＋8e－＋10H＋=NH4+＋3H2O；
(3)由题可知，HCl失去电子变为Cl2，发生氧化反应，做阳极。

阴极区的电极反应式为Fe3+＋e－= Fe2+，外侧Fe2+与氧气反应4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O，电路中转移1 mol电子，需消耗氧气0.25mol，即5.6L(标准状况)。

(4)由图可知，阴极溶液为KOH，根据阳离子放电顺序H+>K+，即电解时阴极的电极反应式为2H＋＋2e－= H2 ↑。

阴极得到电子，阳离子向阴极移动，即电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为K+，其迁移方向是a→b。

归纳电极反应式的书写方法：原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。

电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。

2．某小组同学用如下装置电解食盐水，并对电解产物进行探究。

实验装置电解质溶液实验现象
5mol/L NaCl 溶液a极附近
b极
附近开始时，产生白色浑浊并逐渐增加，当沉
入U形管底部时部分沉淀变为橙黄色；随
后a极附近沉淀自下而上也变为橙黄色
产生
无色
气泡
资料显示：
①氯化亚铜（CuCl ）为白色粉末，微溶于水；
②氢氧化亚铜（CuOH ）为黄色不溶于水的固体，易脱水分解为红色的2Cu O ； ③Cu +水溶液中不稳定，酸性条件下易歧化为2Cu +和Cu ；
④氢氧化铜可以溶于浓NaOH 得到蓝色溶液．
1（）经检验，b 极产生的气体是2H ，b 极附近溶液的pH______
（填“增大”、“减小”、或“不变”）；铜丝a 应与电源的______（填“正”或“负”）极相连。

2（）
同学们分析a 极附近生成的白色浑浊是CuCl ，则该极的电极反应式是______。

3（）
①橙黄色沉淀中含有2Cu O ，则CuCl 转化为2Cu O 的原因是______（用方程式表示）； ②结合离子在溶液中的运动规律，解释“a 极附近沉淀自下而上”变为橙黄色原因是______。

4（）同学们通过实验进一步证实沉淀中含有1
Cu +：将橙黄色沉淀滤出洗涤后，滴加0.2mol /L 24H SO 至过量，应观察到的现象是______。

5（）
同学们根据上述实验提出猜想：电解时，Cu 做阳极先被氧化为1Cu +。

为此，他们用Cu 电极电解5mol /L NaOH 溶液，实验时观察到阳极产生大量无色气泡，附近溶液变蓝，未见预期的黄色沉淀。

根据现象能否得出“该猜想不成立”的结论，并说明理由：______。

【答案】增大 正 Cu e Cl CuCl ---+=↓ CuCl OH CuOH Cl --+=+、222CuOH Cu O H O =+ 通电时，在阴极产生的OH -向阳极定向移动 沉淀溶解，溶液变蓝，且有少量红色固体产生 不能，阳极产生的大量2O 可能将CuOH 氧化
【解析】
【分析】
(1)电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，据此判断；
(2)结合a 极附近生成的白色浑浊是CuCl 写出电极反应式；
(3)根据电极反应式结合溶度积常数判断；
(4)氧化亚铜与稀硫酸反应生成铜单质、铜离子和水；
(5)用Cu 电极电解5mol /LNaOH 溶液，实验时观察到阳极产生大量无色气泡为氧气，氧气具有强的氧化性，能够氧化CuOH 。

【详解】
（1）用铜做电极，电解氯化钠溶液，b 极产生的气体是2H ，则b 极氢离子得到电子发生
还原反应，为阴极，电极反应式为：222H O 2e H 2OH --+=↑+，因为b 极生成氢氧根
离子，所以附近溶液pH 增大；a 为阳极，与电源正极相连，故答案为：增大；正； （2）依据1（）可知a 极为阳极，铜做阳极为活性电极，a 极附近生成的白色浑浊是CuCl ，则其电极反应式为：Cu e Cl CuCl ---+=，故答案为：Cu e Cl CuCl ---+=； （3）用铜电极电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，电极反应为
Cu e Cl CuCl ---+=，阴极发生还原反应，电极方程式为22H 2e H +-+=↑，开始时生
成CuCl 白色生成，随着反应进行，溶液pH 逐渐增大，因ap ap K C (uO (H)K CuCl)<，则可生成CuOH 橙黄色沉淀，CuOH 不稳定分解生成2Cu O 和水。

①橙黄色沉淀中含有2Cu O ，则CuCl 转化为2Cu O 的原因是，随着电解的进行，氢氧根离子浓度增大，使CuCl 转化为CuOH ，方程式：CuCl OH CuOH Cl --+=+，CuOH 不稳定分解生成2Cu O 和水，方程式：222CuOH Cu O H O =+，故答案为：
CuCl OH CuOH Cl --+=+、222CuOH Cu O H O =+；
②通电时，在阴极产生的OH -向阳极定向移动，氢氧根离子浓度增大则CuCl 转化为CuOH ，而CuOH 不稳定分解生成2Cu O 和水，所以看到现象为“a 极附近沉淀自下而上”变为橙黄色，故答案为：通电时，在阴极产生的OH -向阳极定向移动；
（4）氧化亚铜与稀硫酸反应生成铜单质、铜离子和水，化学方程式为：
22442Cu O H SO Cu CuSO H O +=++，铜为红色固体，硫酸铜为蓝色溶液，所以现象为：沉淀溶解，溶液变蓝，且有少量红色固体产生，故答案为：沉淀溶解，溶液变蓝，且有少量红色固体产生；
（5）用Cu 电极电解5mol /LNaOH 溶液，实验时观察到阳极产生大量无色气泡为氧气，氧气具有强的氧化性，能够氧化CuOH ，所以不能依据该现象得出“该猜想不成立”的结论，故答案为：不能，阳极产生的大量2O 可能将CuOH 氧化。

3．以NaCl 为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。

某研究小组探究NaCl 溶液对钢铁腐蚀的影响。

（1）将滤纸用3.5%的NaCl 溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。

在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl 溶液至没过滤纸，操作如下所示：
①实验ⅰ的现象说明，得电子的物质是_______________________________。

②碳粉的作用是___________________________________________________。

③为了说明NaCl 的作用，需要补充的对照实验是_____________________。

（2）向如图示装置的烧杯a 、b 中各加入30mL 3.5%的NaCl 溶液，闭合K ，指针未发生偏转。

加热烧杯a ，指针向右偏转。

①取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，b中铁片作________极。

②加热后，指针发生偏转的原因可能是_____________________。

（3）用（2）中图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液，实验记录如下表所示。

实验a b指针偏转方向
I0.1%0.01%向右
II0.1% 3.5%向左
Ⅲ 3.5%饱和溶液向右
①Ⅱ中，b中电极发生的电极反应式是_______________________________。

②Ⅲ中，铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀。

查阅资料可知：在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀。

设计实验证明：_______________________________。

（4）根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是_______________________________。

【答案】O2与铁组成原电池，作原电池的正极用水代替NaCl溶液进行上述实验正
温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快 Fe－2e-=Fe2+另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3Fe(CN)6溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度
【解析】
【分析】
（1）铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，发生吸氧腐蚀生成氢氧根离子，溶液显碱性，遇到酚酞变红；
（2）①K3[Fe(CN)6]溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀；
②温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快；
（3）①依据不同浓度下，检流计指针偏转方向判断电极，书写电极反应式；
②要证明在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀，可以设计对比试验，一个实验中通入氧气，另一个实验中不通入氧气，观察铁的腐蚀情况；
（4）依据上述实验总结归纳解答。

（1）①铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，酚酞变红说明生成氢氧根离子，发生吸氧腐蚀，故得电子的物质是O2；
②铁与碳以氯化钠溶液为电解质形成原电，铁做原电池负极，碳做正极；
③为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是，用水做电解质，代替氯化钠进行上述实验；
（2）①K3[Fe(CN)6]溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀，而取a、b中溶液少量，滴加
K3[Fe(CN)6]溶液，a中出现蓝色沉淀，说明a中生成二价铁离子，b中无变化，b中没有二价铁离子生成，所以a做负极，b做正极；
②加热后，指针发生偏转的原因可能是：温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快；（3）①依据图表中Ⅱ组数据及指针向左偏转，则可知：b极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：Fe－2e-=Fe2+；
②要证明氧气浓度对金属腐蚀速率的影响，可以设计对比实验，如下：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3Fe(CN)6溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象；
（4）通过上述实验可知：对钢铁腐蚀有影响的因素是有温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度。

4．某同学设计了甲烷燃料电池并探究某些工业电解原理(如图所示)，其中乙装置为探究氯碱工业原理(X为阳离子交换膜，C为石墨电极)，丙装置为探究粗铜精炼原理。

请回答下列问题：
(1)从 a口通入的气体为_______。

(2)B电极的电极材料是________。

(3)写出甲中通甲烷一极的电极反应式：________________________________ 。

(4)写出乙中发生的总反应的离子方程式为________________________________。

【答案】氧气粗铜 CH4 -8e- + 10OH- = CO32－+ 7H2O 2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－【解析】
【分析】
乙装置为探究氯碱工业原理，说明铁电极为阴极，则b为电源的负极，即通入甲烷，a为电源的正极，通入氧气。

丙为电解精炼铜，则A为精铜，B为粗铜。

【详解】
乙装置为探究氯碱工业原理，说明铁电极为阴极，则b为电源的负极，即通入甲烷，a为电源的正极，通入氧气。

丙为电解精炼铜，则A为精铜，B为粗铜。

(1)根据分析a极通入
(2)B连接电源的正极，是电解池的阳极，应为粗铜；
(3)根据电解质溶液为氢氧化钾分析，甲烷失去电子生成碳酸根离子，电极反应为CH4 -8e- + 10OH- = CO32－+ 7H2O；
(4)乙为电解氯化钠溶液，电解反应方程式为2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－。

【点睛】
掌握电解池的工作原理。

若阳极为活性电极，即是除了铂金以外的其它金属时，金属放电，不是溶液中的阴离子放电。

阴极为溶液中的阳离子放电。

掌握燃料电池的电极的书写。

注意电解质的酸碱性。

5．某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。

向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。

(1)检验产物
①取少量黑色固体，洗涤后，_______（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。

②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_______________。

(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是___________________（用离子方程式表示）。

针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。

同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号取样时间/min现象
ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ30产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深
ⅲ120产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅
(资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)
②对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：空气中存在O2，由于________（用离子方程式表示），可产生Fe3+；
假设c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：根据_______现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。

③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。

实验Ⅱ可证实假设d成立。

实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。

实验Ⅱ：装置如图。

其中甲溶液是________，操作及现象是________________。

【答案】加入足量稀盐酸（或稀硫酸），固体未完全溶解（或者加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀）Fe2+Fe+2Fe3+=3Fe2+4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O白色沉淀0.05 mol·L-1 NaNO3溶液FeCl2、FeCl3混合溶液按图连接好装置，电流表指针发生偏转，分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深
【解析】
【详解】
(1)①黑色固体中含有过量铁，如果同时含有银，则可以加入HCl或H2SO4溶解Fe，而银不能溶解，故答案为：加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解；
②K3[Fe(CN)3]是检验Fe2+的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2+，故答案为：Fe2+；
(2)过量铁粉与Fe3+反应生成Fe2+，即Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
②O2氧化Fe2+反应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag+，Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+，故答案为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；白色沉淀；
③实验Ⅰ：证明假设abc错误，就是排除Ag+对实验的影响，相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用0.05mol•L-1NaNO3，故答案为：0.05 mol·L-1 NaNO3溶液；
实验Ⅱ：原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2、FeCl3混合溶液，按图连接好装置，如电流表指针发生偏转，分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深，可说明d正确，故答案为：FeCl2、FeCl3混合溶液；按图连接好装置，电流表指针发生偏转，分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深。

6．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)电极反应式：A池正极2H++2e-====H2↑；
B池负极Al-3e-+4OH-====AlO2 -+2H2O。

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。

7．请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水（含酚酞）的实验，要求测定产生的氢气的体积（大于25mL），并检验氯气的氧化性。

（1） A极发生的电极反应式是__________；B极发生的电极反应式是_______________ （2）电极A可能观察到的现象是_________________
（3）设计检测上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为_______接_______、
_______接A，B接_______、_______接_______。

（4）实验中，在盛有KI­淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为
__________________。

【答案】（1）2H＋＋2e－==H2↑ 2Cl－—2e－==Cl2↑＋2e－
（2）溶液变红，有气体产生（3）H F G D E C
（4）Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
【解析】
试题分析：（1）要达到电解食盐水的目的，则电解池中铁棒必须连接电源的负极而作阴极，碳棒则连接电源的正极而作阳极，反之，铁作阳极则Fe2＋进入溶液，无法实现电解食盐水的目的。

A极发生的电极反应式是2H＋＋2e－==H2↑；B极发生的电极反应式是2Cl－—2e－==Cl2↑＋2e－
（2）电源负极接电解池的铁棒，负极区氢离子放电生成氢气和氢氧化钠，所以电极A可能
观察到的现象是溶液变红，有气体产生。

（3）电解池左边A导管口产生H2，右边B导管口产生Cl2，以电解池为中心，则有：
H←F、G←A、B→D、E→C，相应装置的作用：
（4）实验中，在盛有KI­淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。

考点：本题考查化学反应中的能量变化。

8．工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3，Fe2O3、SiO2)制取铜的操作流程如下：
已知：Cu2O＋2H＋= Cu＋Cu2＋＋H2O
（1）实验操作Ⅰ的名称为；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有 (填仪器名称)。

（2）滤液A中铁元素的存在形式为 (填离子符号)，生成该离子的离子方程式
为，检验滤液A中存在该离子的试剂为 (填试剂名称)。

（3）金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为。

（4）常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH－)前者为后者的108倍，则两种溶液的pH＝。

（5）利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的是 (填代号)。

a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．精铜作阴极，电解后电解液中Cu2＋浓度减小
d．粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
（6）从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤为：称取一定质量的样品→→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。

(填缺少的操作步骤，说出主要操作方法，不必描述操作过程的细节)
【答案】（1）过滤；坩埚；
（2）Fe2＋；Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；硫氰化钾溶液和新制氯水或铁氰化钾溶液；
（3）2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；（4）11；
（5）b c；（6）将浓硫酸用蒸馏水稀释，使样品与足量稀硫酸充分反应。

【解析】
试题分析：（1）操作I得到液体和固体，因此操作步骤为过滤；灼烧固体需要在坩埚中进行，因此缺少的是坩埚；
（2）Cu2O在酸性条件生成Cu，Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，因此铁元素以Fe2＋形式存在；检验Fe2＋：先加KSCN溶液，观察溶液颜色，然后再加氯水，如果溶液变为红色，说明含有Fe2＋，也可以用K3Fe(CN)6，如果产生蓝色沉淀，说明有Fe2＋；（3）焊接钢轨，采用铝热反应，即2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；
（4）设pH=x，NaOH溶液中水电离出c(OH－)=c(H＋)=10－x，则NaAlO2中水电离的c(OH －)=10(8－x)，NaAlO2的pH=10－14/10(8－x)=10(x－22)，两者pH相等，则有x=22－x，解得x=11；（5）a、电解过程一部分能量转化成热能，故错误；b、精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，纯铜作阴极，化合价降低，发生还原反应，故正确；c、粗铜中含有锌、铁等杂质，Zn－2e－=Zn2＋，阴极上：Cu2＋＋2e－=Cu，溶液Cu2＋略有降低，故正确；d、阴极：Cu2＋＋2e －=Cu，能够得到通过的电量和析出铜的量的关系，故错误；(6) 将浓硫酸用蒸馏水稀释，使样品与足量稀硫酸充分反应。

考点：考查物质的提纯、离子检验、铝热反应、电解过程等知识。

9．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Zn g（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Ⅱ．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Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3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）。

【答案】（1）FeO42﹣+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+3NaClO═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FeO42﹣
+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3↓+5OH﹣；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为1×10×60÷96500=0.0062176mol。

理论消耗Zn的质量 0.0062176mol÷2×65=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
Ⅱ．（4）2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+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Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3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。

10．氯碱工业中惰性电极电解饱和的食盐水的原理示意图如图所示:
（1）溶液A的溶质是_________________ 。

（填化学式）
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是________________________ 。

（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：
___________________________。

（4）电解所用的盐水需要精制，去除有影响的的Ca 2+、Mg 2+、NH 4+和SO 42- [c(SO 42-)＞c(Ca 2+ )]。

精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：
①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是_________________ 。

（填化学式）
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是____________________。

③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程Ⅱ中除去的离子有_________________ 。

（填离子符号）
【答案】NaOH氯气和水反应，
，增加盐酸的浓度平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解度，有利于氯气逸出Mg(OH)2SO42-、Ca2+
【解析】
（1）电解饱和食盐水时，阴极反应式为：2H2O-2e-═2OH-+H2↑，阳极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极产物为NaOH和H2，阳极产物是Cl2，据此可以确定溶液A的溶质是NaOH，故答案为：NaOH；
（2）根据阳极极和阴极的反应式可得电解反应的离子方程式是2Cl-
+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-，故答案为：2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl 2+H2O HCl+HCl O向左移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出，故答案为：Cl2与水的反应为Cl2+H2O HCl+HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动．减少Cl 2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出；（4）①根据粗盐水和淡盐水的化学成分，代入题给精制盐水的流程进行分析，可知过程I 是将Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀除去，即盐泥a中除泥沙外，还含有的物质是Mg（OH）2，故答案为：Mg（OH）2；
②将NH4+转化为N2的氧化剂是Cl2，对应的离子方程式是2NH4++3Cl2+8OH-═N2↑+6Cl-
+8H2O，故答案为：2NH4++3Cl2+8OH-═N2↑+6Cl-+8H2O；
③过程II是利用沉淀溶解平衡原理，将溶液中的Ca2+和SO42-
分别转化为CaCO3和BaSO4沉淀除去，故答案为：SO42-、Ca2+。

点睛：本题考查饱和食盐水的电解和粗盐的提纯，注意平衡移动原理的应用以及电极反应式、离子反应式的书写，做题时注意题中所给信息，用守恒的方法解答。

电解饱和食盐水时，阴极反应式为：2H2O-2e-═2OH-+H2↑，阳极反应式为：2Cl--2e-
═Cl2↑，阴极产物为NaOH和H2，阳极产物是Cl2。