备战高考化学二模试题分类汇编——化学能与电能综合含详细答案

备战高考化学二模试题分类汇编——化学能与电能综合含详细答案
一、化学能与电能
1．甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2)，发现银镜部分溶解，和大家一起分析原因：
甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag。

乙同学认为：Fe(NO3)3溶液显酸性，该条件下NO3－也能氧化单质Ag。

丙同学认为：Fe3+和NO3－均能把Ag氧化而溶解。

(1)生成银镜反应过程中银氨溶液发生_____________（氧化、还原）反应。

(2)为得出正确结论，只需设计两个实验验证即可。

实验I：向溶解了银镜的Fe(NO3)3的溶液中加入____________（填序号，①KSCN溶液、
②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HC1），现象为___________，证明甲的结论正确。

实验Ⅱ：向附有银镜的试管中加入______________溶液，观察银镜是否溶解。

两个实验结果证明了丙同学的结论。

(3)丙同学又把5mLFeSO4溶液分成两份：第一份滴加2滴KSCN溶液无变化；第二份加入1mL0.1mol/LAgNO3溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体产生（经验证黑色固体为Ag颗粒），再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。

根据上述的实验情况，用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之间的反应关系_______________。

(4)丁同学改用如图实验装置做进一步探究：
①K刚闭合时，指针向左偏转，此时石墨作_________，（填“正极”或“负极。

此过程氧化性：Fe3+_______Ag+（填>或<）。

②当指针归零后，向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液，指针向右偏转。

此过程氧化性：Fe3+_______Ag+（填>或<）。

③由上述①②实验，得出的结论是：_______________________。

【答案】还原②产生蓝色沉淀 pH=2 0.3mol/L KNO3或NaNO3溶液 Ag + Fe3+ ⇌Ag+ + Fe2+或(Ag+ + Fe2+ ⇌Ag + Fe3+) 正极＞＜其它条件不变时，物质的氧化性与浓度有关系，浓度的改变可导致平衡的移动
【解析】
【分析】
(1)根据元素化合价的变化判断；
(2)实验Ⅰ：甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则要证明甲的结论正确，可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在；
实验Ⅱ：进行对照实验；
(3)根据实验现象判断溶液中发生的反应；
(4)根据指针偏转方向判断正负极，判断电极反应，并结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物分析解答。

【详解】
(1)往AgNO3溶液中逐滴加入氨水，银离子和氨水反应生成白色的氢氧化银沉淀和铵根离子，Ag++NH3•H2O═AgOH↓+NH4+；继续滴入氨水白色沉淀溶解，氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液和水，AgOH+2NH3•H2O═Ag(NH3)2OH+2H2O，若用乙醛进行银镜反应，再加入乙醛溶液后，水浴加热，生成乙酸铵，氨气、银和水，化学反应方程式为：
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHΔ
−−→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O，银氨溶液中的银为+1价，被醛基还原生成0价的银单质，故答案为：还原；
(2)实验Ⅰ：甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则要证明甲的结论正确，可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在即可，验证Fe2+的实验是取少量除尽Ag+后的溶液于试管中，加入K3[Fe(CN)6]溶液会和Fe2+反应生成蓝色沉淀，故答案为：②；产生蓝色沉淀；
实验Ⅱ：丙同学认为：Fe3+和NO3－均能把Ag氧化而溶解，且两个实验结果证明了丙同学的结论，而实验I验证了Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则实验II需要验证NO3－也能把Ag氧化而溶解，需进行对照实验，0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2)，NO3－为0.3 mol/L，所以需向附有银镜的试管中加入pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3溶液，故答案为：pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3；
(3)Fe3+遇KSCN溶液变红，第一份滴加2滴KSCN溶液无变化，说明FeSO4溶液中无Fe3+，第二份加入1ml 0.1mol/L AgNO3溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体Ag产生，再取上层溶液滴加KSCN溶液变红，说明有Fe3+产生，说明Fe2+被Ag+氧化生成Fe3+，Ag+被还原为Ag，又Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则该反应为可逆反应，反应的离子方程式为：Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+或Ag++Fe2+⇌Ag+Fe3+；
(4)①K刚闭合时，指针向左偏转，则银为负极，石墨为正极，该电池的反应本质为
Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+，该反应中铁离子为氧化剂，银离子为氧化产物，则氧化性：Fe3+＞Ag+，故答案为：正极；＞；
②当指针归零后，向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液，指针向右偏转，则此时石墨为负极，银为正极，右侧烧杯中银离子浓度增大，反应Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+的平衡左移，发生反应Ag++Fe2+⇌Ag+Fe3+，此时Ag+为氧化剂，Fe3+为氧化产物，则氧化性：Fe3+＜Ag+；
③由上述①②实验，得出的结论是：在其它条件不变时，物质的氧化性与浓度有关，浓度的改变可导致平衡移动。

2．某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+ 的氧化性。

查阅资料：Ag+ + I-= AgI↓ K1=1.2×1016；2Ag+ + 2I-= 2Ag↓+ I2K2= 8.7×108（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，说明氧化性Ag+＞Cu2+。

反应的离子方程式是___________________________________________________。

（2）方案2：通过Cu2+、Ag+ 分别与同一物质反应进行比较
试管滴
管
1.0 mol/L
KI溶液
1.0 mol/L AgNO3溶液Ⅰ．产生黄色沉淀，溶液无色
1.0 mol/L CuSO4溶液Ⅱ．产生白色沉淀A，溶液变黄
①经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀是________。

②经检验，Ⅱ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
KI溶液
KI溶液 AgNO3溶液
a b
KI溶液 CuSO4溶液
c d
现象无明显变化
a中溶液较快变棕黄色,b中电
极上析出银；电流计指针偏转
c中溶液较慢变浅黄色；
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pH≈4）
①a中溶液呈棕黄色的原因是___________________________（用电极反应式表示）。

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，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是_____________________________。

③方案2中，Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-。

其原因一是从K值分析：______；二是从Cu2+的反应特点分析：______________________________________________。

【答案】Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+；AgI Cu2+AgCl CuI+2Ag+＝Cu2++Ag+AgI2I――2e－＝I2
将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L Na2SO4溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转K1＞K2，故Ag+更易与I_发生复分解反应，生成AgI2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2，生成了CuI沉淀，使得Cu2+的氧化性增强
【解析】
【分析】
【详解】
(1)向酸化的硝酸银中插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明银离子氧化铜，反应生成银单质和铜离子，反应的离子方程式为：Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+； (2)经过检验，Ⅱ中溶液含有碘单质，推测铜离子做氧化剂，白色沉淀Ａ为碘化亚铜，沉淀Ａ中加入足量硝酸银溶液得到灰黑色沉淀，过滤得到滤液为蓝色，说明生成了铜离子，滤渣加入浓硝酸得到黄色沉淀为碘化银，溶液中加入稀盐酸生成白色沉淀，说明Ｂ为氯化银。

①经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀为AgI。

②a．检验滤液无I2。

溶液呈蓝色说明溶液含有铜离子；b．白色沉淀B是氯化银；c．白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是CuI+2Ag+＝
Cu2++Ag+AgI。

(３). ①ａ中溶液较快变棕黄色，ｂ中电极上析出银，说明形成原电池，ａ为负极失去电子发生氧化反应，溶液变黄色是生成了碘单质，电极反应为2I――2e－＝
I2。

②实验３不能说明铜离子氧化碘离子，依据是空气中的氧气也有氧化作用，设计实验验证了该依据，实验方案及现象为：将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L Na2SO4溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转。

③方案２中，铜离子氧化碘离子，而银离子未能氧化碘离子的原因，K1＞K2，故Ag+更易与I_发生复分解反应，生成AgI。

铜离子氧化碘离子的方程式为：2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2，生成了CuI沉淀，使得Cu2+的氧化性增强。

3．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
实验试剂
编号及现象
试管滴管
1.0 mol/L
KI溶液
1.0
mol/LAgNO3溶
液
Ⅰ．产生黄色沉淀，溶液无色
1.0
mol/LCuSO4溶
液
Ⅱ．产生白色沉淀A，溶液变黄
①经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀是________。

②经检验，Ⅱ中溶液含I 2。

推测Cu 2+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I 2。

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AgNO 3溶液反应的离子方程式是____，说明氧化性Ag +＞Cu 2+。

（3）分析方案2中Ag + 未能氧化I - ，但Cu 2+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 无明显变化 a 中溶液较快变棕黄色,b 中电极
上析出银；电流计指针偏转 c 中溶液较慢变浅黄色； 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pH≈4）
① a 中溶液呈棕黄色的原因是_______（用电极反应式表示）。

② “实验3”不能说明Cu 2+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_______。

③ 方案2中，Cu 2+能氧化I -,而Ag +未能氧化I -的原因：_______。

（资料：Ag + + I - = AgI↓ K 1 =1.2×1016；2Ag + + 2I - = 2Ag↓+ I 2 K 2 = 8.7×108）
【答案】Cu+2Ag +=2Ag+Cu 2+ AgI Cu 2+ AgCl CuI+2Ag +=Cu 2++Ag+AgI 222I e I ---= 将
d 烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L 24Na SO 溶液，c 中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏
转 K 1＞K 2，故Ag +更易与I -发生复分解反应，生成AgI 2Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 2 ，生成了CuI
沉淀，使得2Cu +的氧化性增强
【解析】
（1）向酸化的AgNO 3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222Cu Ag Ag Cu ++
+=+，说明氧化性Ag +＞Cu 2+，故答案为222Cu Ag Ag Cu +++=+；
（2）① 经检验，Ⅰ中溶液不含I 2，黄色沉淀是碘离子与银离子形成的碘化银沉淀，故答案为AgI ；
②Ⅱ中溶液含I 2，说明Cu 2+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I 2。

溶液呈蓝色说明溶液含有Cu 2+，故答案为Cu 2+；
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AgNO 3溶液反应生成了Cu 2+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22CuI Ag Cu Ag AgI +++=++，说明氧化性Ag +＞Cu 2+，故答案为
22CuI Ag Cu Ag AgI +++=++；
（3）①碘化钾溶液与硝酸银溶液构成了原电池，a 中溶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222I e I ---=，故答案为222I e I ---=；
② “实验3”不能说明Cu 2+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pH≈4的1 mol/L 24Na SO 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pH≈4的1 mol/L 24Na SO 溶液，c 中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转；
③Ag + + I - = AgI↓ K 1 =1.2×1016；2Ag + + 2I - = 2Ag↓+ I 2 K 2 = 8.7×108，K 1＞K 2，故Ag +更易与I -
发生复分解反应，生成AgI 。

2Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 2 ，生成了CuI 沉淀，使得2Cu +的氧化性
增强，因此方案2中，Cu 2+能氧化I -，而Ag +未能氧化I -，故答案为K 1＞K 2，故Ag +更易与
I -发生复分解反应，生成AgI 。

2Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 2 ，生成了CuI 沉淀，使得2Cu +的氧化性增强。

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）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。

4．电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。

某兴趣小组做如下探究实验：
（1）如上图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，若盐桥中装有饱和的KNO 3溶液和琼胶制成的胶冻,则NO 3-
移向_____________装置（填写“甲或乙”）。

其他条件不变，若将CuCl 2溶液换为NH 4Cl 溶液，发现生成无色无味的单质气体，则石墨上电极反应式______________________。

（2）如上图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n 型，则甲装置是____________（填“原电池或电解池”），乙装置中石墨（2）为 极，乙装置中与铁线相连的石墨（1）电极上发生的反应式为 。

（3）在图2乙装置中改为加入CuSO 4溶液，一段时间后，若某一电极质量增重 1.28 g ，
则另一电极生成______________mL（标况下）气体。

【答案】（1）甲；2H++2e-＝H2；
（2）原电池；阳；Cu2++2e－=Cu
（3）224
【解析】
试题分析：（1）装置1中铁是负极、石墨是正极，阴离子在原电池中移向负极，NO3-移向甲装置；若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，发现生成无色无味的单质气体，则石墨上电极反应式2H++2e-＝H2；（2）图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲装置中两个电极不同，构成原电池；，乙装置是电解池，石墨（2）与正极相连，石墨（2）为阳极，乙装置中与铁线相连的石墨（1）是阴极，电极上发生的反应式为Cu2++2e－
=Cu；（3）某一电极生成 1.28 g铜，转移电子
1.28
20.04
64/
g
mol
g mol
⨯=，则另一电极生
成氧气，根据转移电子相同，生成氧气0.01mol，标况下的体积为224mL。

考点：本题考查电解原理和原电池原理。

5．某化学课外活动小组的同学利用原电池原理探究一定温度下（实验时实际的环境温度）使铁钝化的硝酸的最低浓度。

实验步骤如下：
①向两支具支试管中分别加入浓硝酸5。

0mL（质量分数为65%，
密度为1。

4g/mL）。

按图组装好实验装置。

②将铜丝和铁丝同时插入浓硝酸中，观察到灵敏电流计指针先指向铜丝，但又迅速反转（只需1—2s）指向铁丝一端。

③用盛有5。

0mL蒸馏水的注射器向具支试管内加水，并注视电流计的指针偏转方向。

在指针恰好发生反转又指向铜丝时停止
实验，记录此时已注入的水的体积。

重复三次实验获得的数据如下：
实验次数实验温度（℃）注入水的体积（mL）
请回答下列问题：
（1）在该装置中仪器a 因其作用而称为____；指针指向铁丝时，铁丝为___极（填“正”或“负”）
（2）65%的硝酸的物质的量浓度是_________；在未注水前正极的电极反应式为________。

（3）T 1_______T 2（填“>”、“<”或“=”）
（4）在本实验温度下，使铁钝化的硝酸最低浓度为_____%；利用本实验数据判断，若以45%的硝酸进行实验（不再注水），则电流表的指针应指向_____电极（填“铁”或“铜”） （5）该实验装置上的不足是_________，改进方法是________________________。

【答案】盐桥 正 14。

4mol/L NO 3－＋e －＋2H ＋=NO 2↑＋H 2O = 48 铜 缺少尾气处理
装置 应在两侧支管口处均连接导管，将产生气体导入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中
【解析】
【详解】
（1）在该装置中仪器a 因其作用而称为盐桥；铁在浓硝酸中发生钝化，所以铜是正极，所以铁是正极；
（2）根据10001000 1.465%c 14.4mol /L M 63
ρω⨯⨯===；正极是硝酸根离子发生还原反应，电极反应式为:32NO e 2H NO --+++=↑2H O +；
（3）温度相同条件下加入水探究一定温度下(实验时实际的环境温度)使铁钝化的硝酸的最低浓度，改变加入水的量体坛就钝化浓度，所以温度不变，故12T T =；
（4）重复三次实验平均加水量 2.3 2.5 2.4mL=2.4mL 3
++=，使铁钝化的硝酸最低浓度5.0 1.465%100%48%5.0 1.4 2.4
⨯⨯=
⨯=⨯+，利用本实验数据判断，若以45%的硝酸进行实验（不再注水），铁不发生钝化，铁做负极，则电流表的指针应指向电极铜电极； （5）反应过程中所生产的了氮的氧化物是有毒气体会污染空气，该实验装置的不足之处是没有尾气处理装置，应在两侧支管口处均连接导管，将产生的气体导入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中吸收尾气，避免排放到空气中污染环境。

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（Na 2S 2O 3·5H 2O ）。

⑴【查阅资料】
1. Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水。

其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。

②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Na2SO4。

2. Na2SO3易被氧化；BaSO3难溶于水，可溶于稀HCl。

⑵【制备产品】实验装置如图所示（省略夹持装置）
实验步骤：
①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中的试剂是（选填下列字母编号）。

A．稀H2SO4 B．NaOH溶液 C．饱和NaHSO3溶液
②先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶滴加H2SO4。

③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。

⑶【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）
①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Na2SO3和Na2SO4。

②为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤⑵进行了改进，改进后的操作是。

③ Na2S2O3·5H2O的溶液度随温度升高显著增大，所得产品通过方法提纯。

Ⅱ．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－+ 4H2O = 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OH－自右向左移动
D．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】⑵①检查装置的气密性（2分）分液漏斗（1分） B （1分）③蒸发（1分）
⑶①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）②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）③冷却结晶或重结晶（2分）Ⅱ．ABC （3分）
【解析】
试题分析：（2）①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；SO2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
氧化硫，因为二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应，与稀H2SO4和饱和NaHSO3溶液不反应，故答案选B。

②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】
①根据：Na2S2O3•5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2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Na2SO3和Na2SO4。

②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Na2SO4的量，改进后的操作是先向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）Na2S2O3•5H2O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纯。

Ⅱ．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、因阳极消耗OH－，故OH－通过阴离子交换膜自左向右移动，C错误；D、电解时阳极吸引OH－而使附近的pH降低、阴极区因OH－向右侧移动而pH升高；因为总反应消耗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．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。

8．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)
①过滤：掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
③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－+8OH－═FeO42－+4H2O 铁丝网比铁片接触面积更大 4OH－-4e－
═O2↑+2H2O ①③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－+8OH－═FeO42－+4H2O；
（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；（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，①C
正确，②错误；虚线所示，6h后电流效率几乎为0，③正确，故选①③；
（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。

9．取6根铁钉，6支干净的试管及其他材料，如图所示。

试管①放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触；
试管②在试管底部放入硅胶(是一种干燥剂)，再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和干燥空气接触；
试管③先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水(已赶出原先溶解在蒸馏水中的空气)浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触；
试管④中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触；[来源:学§科§网Z§X§X §K]
试管⑤放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片；
试管⑥放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水，浸没铁钉和铜丝。

把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。

（1）上述实验中铁钉发生了电化学腐蚀的是____ (填试管序号)；在电化学腐蚀中，负极反应是__________。

（2）从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉被腐蚀的条件是___________。

（3）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_______(答两种方法)。

【答案】（1）①④⑥ F e-2e-=Fe2+
（2）水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在
（3）在表面涂上油漆、搪瓷、沥青等或镀上不易生锈的合金或牺牲阳极保护法(答出其中两种即可)
【解析】
试题分析：（1）①铁钉与水、空气接触可形成原电池，发生电化学腐蚀；②、③两个试管不具备构成原电池的条件，不能发生电化学腐蚀；④铁钉与食盐水、空气接触可形成原电池，发生电化学腐蚀；⑤尽管具备构成原电池的条件，但锌比铁活泼，在原电池中作负。