2020-2021化学化学能与电能的专项培优易错试卷练习题附答案

2020-2021化学化学能与电能的专项培优易错试卷练习题附答案
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24Na SO 、4MgSO 、24Ag SO 、24K SO 等4中溶液，可与实验中4CuSO 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。

①请完成此实验设计，其中：V 1=______，V 6=______，V 9=______；
②该同学最后得出的结论为：当加入少量4CuSO 溶液时，生成氢气的速率会大大提高。

但当加入的4CuSO 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 4=ZnSO 4+Cu ，Zn+H 2SO 4=ZnSO 4+H 2↑ CuSO 4与Zn 反应产生的Cu 与Zn 形成铜锌原电池，加快了氢气产生的速率 Ag 2SO 4 升高反应温度、适当增加硫酸的浓度（答案合理即可） 30 10 17.5 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：CuSO 4＋Zn===ZnSO 4＋Cu 、Zn ＋H 2SO 4=ZnSO 4＋H 2↑。

（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）①因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，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。

②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．钛工厂TiCl4烟尘中含有大量的ScCl3、MgCl2及SiO2小颗粒等物质，某研究所利用上述烟尘回收Sc2O3，并制备钛白粉(TiO2)，其工艺流程如下所示：
（1）酸浸过程中，HCl的作用是_______________________。

（2）已知Sc3++3HTBP Sc(TBP)3+3H+，则上述洗脱剂最好选择___________(选填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。

在实验室模拟完成上述操作Ⅰ和操作Ⅱ所涉及的玻璃仪器有______________。

（3）草酸“沉钪”得到草酸钪的化学反应类型为____________________________。

（4）在空气中灼烧草酸钪即可得到氧化钪(Sc2O3)，其化学反应方程式为
__________________________。

（5）“水相”的主要离子有TiOCl42-、H+、Cl- 及________，写出加入大量的水并加热发生的相关离子反应方程式__________________________。

（6）钛的冶炼新法是剑桥电解法（如右图）。

以含少量CaCl2的CaO熔融物作为介质，电解时。

在阴极生成的Ca进一步还原TiO2得钛。

写出阳极电极主要反应方程式：__________________________；利用中学所学知识可以预测CaCl2的作用包含增强导电性、___________；F=96500C/mol，当I=0.5A，通电80分钟，理论上获得Ti的质量为__________g（计算表达式）。

【答案】抑制TiOCl42-的进一步水解（多答Mg2+、Sc3+水解亦给分）酸性分液漏斗、烧杯复分解反应3O2+2Sc2（C2O4）32Sc2O3+12CO2Mg2+TiOCl42-+（1+x）
H2O TiO2·xH2O+2H++4Cl-2O2--4e-=O2↑降低CaO的熔点
【解析】
(1)为了防止TiOCl42-、Mg2+、Se3+水解，酸浸过程中加入HCl可以，故答案为：抑制TiOCl42-的进一步水解；
(2)根据Sc3++3HTBP Sc(TBP)3+3H+，则上述洗脱剂最好选择酸性溶液洗涤，可以抑制Sc3+与HTBP的反应；操作Ⅰ和操作Ⅱ为分液，所涉及的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯，故答案为：酸性；分液漏斗、烧杯；
(3)ScCl3与草酸发生复分解反应生成草酸钪，故答案为：复分解反应；
(4)在空气中灼烧草酸钪即可得到氧化钪(Sc2O3)，同时草酸根离子被氧化生成二氧化碳，反应的化学反应方程式为3O2+2Sc2(C2O4)32Sc2O3+12CO2，故答案为：
3O2+2Sc2(C2O4)32Sc2O3+12CO2；
(5)根据流程图，钛工厂TiCl4烟尘中含有大量的ScCl3、MgCl2及SiO2小颗粒等物质，酸浸后，过滤除去了二氧化硅，再用有机溶剂萃取，“水相”中主要离子有TiOCl42-、H+、Cl- 及Mg2+，在水相中加入大量的水并加热促进TiOCl42-水解生成TiO2·xH2O，反应的离子方程式
为TiOCl42-+(1+x)H2O TiO2·xH2O+2H++4Cl-，故答案为：Mg2+；TiOCl42-
+(1+x)H2O TiO2·xH2O+2H++4Cl-；
(6)在阴极，氧化钙被还原生成Ca，被还原的Ca进一步还原TlO2获得钛，电极反应为
Ca2++2e-=Ca、2Ca+TlO2=2CaO+Ti，阳极石墨上氧离子失去电子生成氧气，电极反应式为2O2--4e-=O2↑，电解质为混有氯化钙的熔融的氧化钙，加入氯化钙可以增强电解质的导电性，同时可以降低CaO的熔点，节约能量；电流强度为0.5A，电池工作80分钟，则电量为
0.5A×80×60s=2400C，转移电子的物质的量=，生成Ti的质量
=×48g/mol=×48g，故答案为：2O2--4e-=O2↑；降低CaO 的熔点；×48。

3．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
实验试剂
编号及现象
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。

4．硝酸是氧化性酸，其本质是NO3－有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关NO3－氧化性的探究（实验均在通风橱中完成）。

实验装置编号溶液X实验现象
实验Ⅰ 6 mol·L-1稀硝酸电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色。

实验Ⅱ15 mol·L-1浓硝
酸
电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，
铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为
绿色。

（1）实验Ⅰ中，铝片作_____（填“正”或“负”）极。

液面上方产生红棕色气体的化学方程式是_________。

（2）实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边
．．．．．．．．．．的原因是____________________。

查阅资料：活泼金属与1 mol·L-1稀硝酸反应有H2和NH4+生成，NH4+生成的原理是产生H2的过程中NO3－被还原。

（3）用上图装置进行实验Ⅲ：溶液X为1 mol·L-1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向
右偏转。

①反应后的溶液中含NH4+。

实验室检验NH4+的方法是______________________________。

②生成NH4+的电极反应式是_____________________________________________。

（4）进一步探究碱性条件下NO3－的氧化性，进行实验Ⅳ：
①观察到A中有NH3生成，B中无明显现象。

A、B产生不同现象的解释是
_______________。

②A中生成NH3的离子方程式是_______________________________。

（5）将铝粉加入到NaNO3溶液中无明显现象，结合实验Ⅲ和Ⅳ说明理由
_________________。

【答案】负2NO+O2=2NO2Al开始作电池的负极，Al在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后，Cu作负极取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+NO3-＋8e-＋10H+＝NH4+＋3H2O Al与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3-还原为NH3，而Mg不能与NaOH溶液反应8Al＋3NO3-＋5OH-＋2H2O＝3NH3↑＋8AlO2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2的过程，NO3－无法被还原
【解析】
【分析】
（1）根据实验现象可知，实验1电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色，说明在原电池中铝作负极，发生氧化反应，铜做正极，硝酸根离子被还原成一氧化氮，在空气中被氧化成二氧化氮；（2）实验2中电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色，说明开始铝是负极，同实验1，铜表面有二氧化氮产生，很快铝被浓硝酸钝化，铜做负极，发生氧化反应，生成硝酸铜，溶液呈绿色，硝酸根离子在铝电极被还原成二氧化氮，据此答题；（3）溶液X为
1mol•L-1稀硝酸溶液，反应后的溶液中含NH4+，说明硝酸根离子被还原成了铵根离子，原电池中铝做负极，铜做正极，硝酸根离子在正极还原成铵根离子；（4）Al与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3-还原为NH3，根据电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式，而镁与碱没有反应；
（5）铝粉在中性溶液中不产生氢气，也就不与硝酸钠反应，据此分析。

【详解】
（1）根据实验现象可知，实验1电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色，说明在原电池中铝作负极，发生氧化反应，铜做正极，硝酸根离子被还原成一氧化氮，在空气中被氧化成二氧化氮，反应方程式为2NO+O2=2NO2；（2）实验2中电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色，说明开始铝是负极，同实验1，铜表面有二氧化氮产生，很快铝被浓硝酸钝化，铜做负极，发生氧化反应，生成硝酸铜，溶液呈绿色，硝酸根离子在铝电极被还原成二氧化氮；（3）溶液X为1mol•L-1稀硝酸溶液，反应后的溶液中含NH4+，说明硝酸根离子被还原成了铵根离子，原电池中铝做负极，铜做正极，硝酸根离子在正极还原成铵根离子，①实验室检验NH4+的方法是取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+；②生成NH4+的电极反应式是NO3-+8e-
+10 H+=NH4++3H2O；（4）①Al与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3-还原为NH3；根据电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式，而镁与碱没有反应；②碱性条件下铝将硝酸根还原生成氨气，反应的离子方程式为8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=3NH3↑+8AlO2-；（5）铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2的过程，也就不与硝酸钠反应，所以无明显现象。

【点睛】
原电池中失电子发生氧化反应的一极一定是负极，得电子发生还原反应的一极一定是正极；电子流出的一极一定是负极、电子流入的一极一定是正极。

5．保险粉又称连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，可用于纺织工业的漂白剂、脱色剂，脱氯剂。

Na2S2O4是白色粉末，无味，易溶于水、难溶于乙醇，具有极强的还原性，在空气中易被氧化，在碱性介质中稳定。

Ⅰ.甲酸钠( HCOONa) 法制备过程如下：
（1）连二亚硫酸钠中硫元素的化合价为______________。

（2）实验室用Na2SO3 固体和某酸反应制备SO2气体，制备SO2时所选用的酸，你认为下列最适宜选用的是______________。

A．浓盐酸 B．浓硝酸
C．质量分数为70%的硫酸 D．质量分数为10%的硫酸
（3）步骤①中制备连二亚硫酸钠的化学方程式可表示为
____________________________。

（4）上述步骤②中，加入适量乙醇水溶液的作用是______________。

（5）在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体，目的是
_________________________。

（6）①现将0.05mol/L Na2S2O4溶液在空气中放置，其溶液的pH 与时间(t)的关系如图所示。

t1时溶液中只有NaHSO3一种溶质，此时含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为
_______________。

②t1~t2段发生化学反应的离子方程式为______________________________。

Ⅱ.电解法制备:工业上用惰性电极电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4。

过程如图所示
（7）①产品在_________________（填“阳极”、“阴极”）得到。

②若不加隔膜，则连二亚硫酸钠产率降低，其原因是
__________________________________。

【答案】 +3 C NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O 连二亚硫酸钠难溶于乙醇，用乙醇水溶液可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出 Na2CO3为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性 c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3) 2HSO3-+O2=2H++2SO42-阴极若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降或部分HSO3-被阳极产生的 Cl2氧化生成SO42-，使连二亚硫酸钠产率下降
【解析】Ⅰ.(1)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)中钠元素为+1价，氧元素为-2价，根据正负化合价的代数和为0 ，硫元素的化合价为+3价，故答案为：+3；
(2)二氧化硫具有还原性，能被硝酸氧化，盐酸中的氯化氢易挥发，制得的二氧化硫不纯，70%的H2SO4产生二氧化硫的速率较快，故选C；
(3)SO2气体通入甲酸钠的碱性溶液可以生成Na2S2O4和二氧化碳，反应的化学方程式为NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O，故答案为：
NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O；
(4)根据题意，Na2S2O4易溶于水、难溶于乙醇。

加入适量乙醇水溶液可以降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出，故答案为：连二亚硫酸钠难溶于乙醇，用乙醇水溶液可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4晶体析出；(5)由信息可知在碱性介质中稳定，则在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体，目的是Na2CO3为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性，故答案为：Na2CO3为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性；
(6)①NaHSO3的电离程度大于水解程度，溶液显酸性，含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3)，故答案为：c(HSO3-)＞c(SO32-)＞c(H2SO3)；
②Na2S2O4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠，则0～t1段发生离子反应方程式为
2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-，t1点是为0.1mol/L的NaHSO3，根据图像t2时pH=1，说明NaHSO3完全被氧化生成硫酸氢钠，t1~t2段发生化学反应的离子方程式为2HSO3-
+O2=2H++2SO42-，故答案为：2HSO3-+O2=2H++2SO42-；
Ⅱ.(7) ①用惰性电极电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4，反应过程中S元素的化合降低，被还原，应该在阴极上反应得到Na2S2O4，故答案为：阴极；
②若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应，也可能被阳极产生的氯气氧化，结果都会生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降，故答案为：
若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降。

6．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。

7．（一）下图是实验室用氢气还原氧化铜实验的简易装置。

其中的铜质燃烧匙可以在试管
M中上下移动，实验时,先将细铜丝一端被弯成螺旋状，先在空气中加热变黑后再迅速伸入球型干燥管中。

（1）铜质燃烧匙的作用有，。

（2）实验过程中，在试管M中可观察到的现象是，。

（二）原电池与电解池在化学工业中有广泛应用。

如图装置，a为CuCl2溶液，X为Fe 棒，Y为碳棒，回答以下问题：（1）若断开k1，闭合k2，则装置为_____ ；X电极上的电极反应式为_____________；电解质溶液中的阳离子向______极移动(填X或Y)；
（2）若线路中通过3.01×1022的电子，则Y极上析出物质的质量为。

【答案】（一）（1）控制反应的发生和停止与锌构成原电池加快反应速率
(2) 铜匙和锌粒表面都有气泡产生锌粒逐渐变小或消失
（二） (1)原电池 Fe－2e－＝Fe2+ Y (2) 1.6g
【解析】
试题分析：（一）（1）铜质燃烧匙可以上下移动，因此作用之一是的作用有控制反应的发生和停止；其次铜与锌构成原电池加快反应速率。

（2）锌能与盐酸反应生成氢气，其次铜锌构成原电池，铜是正极，其在表明氢离子放电，所以实验过程中，在试管M中可观察到的现象是铜匙和锌粒表面都有气泡产生、锌粒逐渐变小或消失。

（二）（1）若断开k1，闭合k2，则装置为原电池，铁是活泼的金属，铁是负极，则X电极上的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2+；电解质溶液中的阳离子向正极移动，即向Y极移动；
（2）若线路中通过3.01×1022的电子，即0.05mol电子，Y极是铜离子得到电子，电极反
应式为Cu2＋＋2e—＝Cu，所以Y极上析出物质的质量为0.05
64/ 1.6
2
mol
g mol g
⨯=。

【考点定位】本题主要是考查原电池原理的应用
【名师点晴】掌握原电池的工作原理是解答的关键，原电池是把化学能转化为电能的装置，原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。

电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，解答时注意灵活应用。

8．已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（杂质与酸不反应）。

某化学兴趣小组在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。

步骤一：电解精制：
电解时，粗铜应与电源的_______极相连，阴极上的电极反应式为______________。

电解过程中，硫酸铜的浓度会________（选填：变大、不变、变小）。

步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：
（1）阳极泥的综合利用：
稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的离子方程式：_____________。

残渣含有极少量的黄金。

为了回收金，他们查阅了有关资料（见下表）：
序号反应化学平衡常数
1Au + 6HNO 3（浓）Au(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O<< 1
2Au3+ + 4Cl-===AuCl4->>1
从资料中可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1∶3的混合物），请你从化学平衡移动的角度简要解释金能够溶于王水的原因__________。

（2）滤液含量的测定：以下是该小组探究滤液的一个实验流程：
则100mL滤液中Cu2+的浓度为__________mol·L-1，Fe2+的浓度为_________mol·L-1
【答案】正 Cu2++ 2e-= Cu 变小 3Ag + 4H++NO3-= 3Ag++ NO↑+ 2H2O 王水中的Cl-与Au3+反应，降低了Au3+的浓度，使平衡向正反应方向移动，Au不断溶解 0.5 0.1
【解析】
【分析】
步骤一：电解精炼铜时，精铜做阴极，粗铜作阳极，阴极上是铜离子得电子；根据锌、铁与硫酸铜发生置换反应分析；
步骤二：（1）金属银可以和硝酸反应得到硝酸银以及水和一氧化氮；金离子可以和氯离子之间发生反应，形成稳定的AuCl4-离子，可以根据化学平衡移动原理来解释；
（2）根据化学反应原理结合原子守恒的思想来计算回答。

【详解】
步骤一：在电解精炼铜时，阳极反应是金属锌、铁、镍等先失电子，阴极上是铜离子得电
子产生铜，电解反应为：Cu2++2e═Cu，精铜做阴极，粗铜作阳极；硫酸铜的浓度会变小，原因是锌、铁与硫酸铜发生置换反应；
步骤二：（1）金属银可以和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O；根据表中的信息，Au+6HNO3（浓）
═Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O，并且Au3++4Cl-═AuCl4-，在王水中，含有浓硝酸和浓盐酸，浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应1平衡向右移动，则金溶于王水中；
（2）100mL的滤液中含有亚铁离子、铜离子、锌离子，当加入足量的金属Fe以后，会将金属铜全部置换出来，所以生成的3.2g金属是Cu，所以铜离子的浓度
c===0.5mol/L；亚铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁，在空气中更易被氧化为氢氧化铁，受热分解生成的氧化铁的质量是4.8g，根据原子守恒，亚铁离子的物质的量
是：=0.06mol，所以加入铁粉后的滤液中亚铁离子的浓度
c===0.6mol/L，由于加入了铁粉，铁与溶液中的铁离子反应生成了亚铁离子，所以100mL滤液中亚铁离子的浓度为：0.6mol/L-0.5 mol/L=0.1mol/L。

9．(I)一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。

现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，一极通入CO气体，另一极通入空气与CO2的混合气体，制得燃料电池。

该电池工作时的正极反应式为：；
(II)某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题:
（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应为。

向B极附近滴加铁氰化钾溶液现象是发生反应的离子方程式
（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应为，总反应的离子方程式为。

习惯上把该工业生产称为
（3）有关上述实验，下列说法正确的是。

A．溶液中Na＋向A极移动
B．从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
C．反应很短一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
D．若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
（4）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应为。

此时通过阴离子交换膜的离子数
(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)____________导出。

③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因___________________
【答案】(I)O2 + 2CO2 + 4e-= 2CO32-
（1）Fe-2e- = Fe2＋；出现带有特征蓝色的沉淀；3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2
（2）2H＋+2e- = H2↑ 2Cl-+2H2O 2OH－+ H2↑+ Cl2↑ 氯碱工业
（3）B（4）①2H2O－4e- = 4H＋ + O2↑ 小于②D ③
H2O H＋+ OH－，H＋在阴极附近放电，引起水的电离平衡向右移动，使c(OH－)>c(H＋)
【解析】
试题分析：(I) 通入CO的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为2CO-4e-+2CO32-═4CO2，正极上的电极反应式为O2+4e-+2CO2═2CO32-；(II)（1）开始时开关K与a 连接，是原电池，铁为负极，发生氧化反应，电极反应为Fe-2e- = Fe2＋，向B极附近滴加铁氰化钾溶液现象是出现带有特征蓝色的沉淀；离子反应式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-
=Fe3[Fe(CN)6]2；（2）开关K与b连接，装置为电解池，铁为阴极，发生还原反应，氢离子得到电子生成氢气，电极方程式为2H++2e-=H2↑，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢
氧化钠，总方程式为2Cl-+2H2O电解2OH-+H2↑+Cl2↑，通常将惰性电解电解食盐水称为氯碱工业；（3）A．电解过程中阳离子向阴极移动，B为阴极，溶液中Na+向，B极移动，故A错误；B．A生成氯气，能使湿润KI淀粉试纸变蓝，故B正确；C．反应一段时间后加适量HCl气体，可恢复到电解前电解质的浓度，不是加入盐酸，故C错误；D．若标准状况下B极产生2.24L氢气，氢气物质的量为0.1mol，依据电极反应计算，由2H++2e-=H2↑得到电解过程中转移0.2mol电子，溶液里只有离子移动，无电子转移，故D错误；答案为B；（4）①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH--4e-=2H2O+O2↑；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数；②氢氧化钾在阴极生成，所以在D口导出；③通电开始后，阴极上氢离子放电生成氢气，氢离子来自于水，所以促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度，所以溶液的PH值增大。

【考点定位】考查原电池和电解池理论
【名师点晴】本题以原电池和电解池为载体，侧重于学生的分析能力和电化学知识的综合应用，连接外接电源为电解池，电解池的阴极连接电源负极，发生还原反应，没有外接电源是原电池，活泼金属作负极，发生氧化反应，电极反应式书写时要结合电解质溶液对电极反应的影响，根据离子的还原性或氧化性强弱判断电解产物，（3）的D选项是易错点，结合生成的氢气可以确定电子转移数目为0.2mol，但溶液里无电子转移，只有阴阳离子定向移动，如果缺泛对题意的理解易出错，据此分析解题。

10．关于电解池应用的规律提炼题组
某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，回答下列问题：
（1）通O2的Pt电极为电池极（填电极名称），其电极反应式
为。

（2）若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为，电解质溶液为。

（3）若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，在电极（填“X”或“Y”）周围有固体沉积，该电极的电极反应式为。

（4）若X、Y均为Pt，B电池的电解质溶液为500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL（标准状况）无色气体生成（假设电极产生气体完全。