高考化学专题复习化学能与电能的综合题及答案(1)

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高考化学专题复习化学能与电能的综合题含答案

高考化学专题复习化学能与电能的综合题含答案

高考化学专题复习化学能与电能的综合题含答案一、化学能与电能1.如图所示,E为浸有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。

A、B均为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电源的电极。

M、N为惰性电极。

G为检流计,K为开关。

试管C、D和电解池中都充满KOH溶液。

若在滤纸E上滴一滴紫色的KMnO4溶液,断开K,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。

(1)R为电源的__,S为电源的__。

(2)A极附近的溶液变为红色,B极的电极反应式为__。

(3)滤纸上的紫色点移向__(填“A极”或“B极”)。

(4)当试管C、D中的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,主要是因为_,写出有关的电极反应式:__。

【答案】负极正极 2H2O-4e-=4H++O2↑ B极氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应,消耗了氢气和氧气 2H2+4OH--4e-=4H2O(负极),O2+2H2O+4e-=4OH-(正极)【解析】【分析】(1)根据电极产物判断电解池的阴阳极及电源的正负极;(2)根据电解池原理及实验现象书写电极反应式;(3)根据电解池原理分析电解质溶液中离子移动方向;(4)根据燃料电池原理分析解答。

【详解】(1)断开K,通直流电,电极C、D及氢氧化钾溶液构成电解池,根据离子的放电顺序,溶液中氢离子、氢氧根离子放电,分别生成氢气和氧气,氢气和氧气的体积比为2:1,通过图象知,C极上气体体积是D极上气体体积的2倍,所以C极上得氢气,D极上得到氧气,故R是负极,S是正极,故答案为:负极;正极;(2)A极是阴极,电解高锰酸钾时,在该极上放电的是氢离子,所以该极上碱性增强,酚酞显红色,B极是阳极,该极附近发生的电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,故答案为:2H2O-4e-=4H++O2↑;(3)浸有高锰酸钾的滤纸和电极A、B与电源也构成了电解池,因为R是负极,S是正极,所以B极是阳极,A极是阴极,电解质溶液中的阴离子高锰酸根离子向阳极移动,紫色点移向B极,故答案为:B极;(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,构成氢氧燃料电池,氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应,消耗了氢气和氧气;在燃料电池中,燃料氢气为负极,在碱性环境下的电极反应式为:2H2+4OH--4e-=4H2O,C中的电极作负极,D中的电极作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应,消耗了氢气和氧气;2H2+4OH--4e-=4H2O(负极),O2+2H2O+4e-=4OH-(正极)。

高考化学压轴题专题化学能与电能的经典综合题及答案解析

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高考化学压轴题专题化学能与电能的经典综合题及答案解析一、化学能与电能1.研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。

(1)甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。

某兴趣小组按该装置实验,导管中液柱的上升缓慢,下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有________(填序号)。

A.用纯氧气代替试管内空气 B.用酒精灯加热试管提高温度C.将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D.换成更细的导管,水中滴加红墨水(2)该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验,导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表,根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_______________(填“加快”、“不变”、“减慢”),你认为影响因素为________________________________________时间/min13579液柱高度/cm0.8 2.1 3.0 3.7 4.2(3)为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应,进行以下实验,请完成表格空白:实验操作实验现象实验结论向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示剂a 点附近溶液出现红色a 点电极反应为①___________________然后再滴加 2~3 滴②________________b 点周围出现蓝色沉淀b 点电极反应为③___________________根据以上实验探究,试判断____________(填“a”或“b”)为负极,该点腐蚀更严重。

(4)设计下面装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。

测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化见下图,从图中可分析,t1~t2之间主要发生__________ 腐蚀(填吸氧或析氢),原因是__________________________________________。

(5)金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。

将 Fe 作阳极置于 H2SO4溶液中,一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4氧化膜,试写出该阳极电极反应式________________________。

高考化学化学能与电能的综合复习及详细答案

高考化学化学能与电能的综合复习及详细答案

高考化学化学能与电能的综合复习及详细答案一、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,向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液铁片表面产生蓝色沉淀(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。

①实验i中的现象是___。

②用电极反应式解释实验i中的现象:___。

(2)查阅资料:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①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___。

②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0.5mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液iii.蒸馏水无明显变化iv.1.0mol·L-1NaCl溶液铁片表面产生大量蓝色沉淀v.0.5mol·L-1Na2SO4溶液无明显变化以上实验表明: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K3[Fe(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酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)产生蓝色沉淀(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+4e-+2H2O=4OH- K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2+的检验 Cl-破坏了铁片表面的氧化膜 AC 取铁片(负极)附近溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀【解析】【分析】(1)①实验i中,发生吸氧腐蚀,在碳棒附近溶液中生成OH-,使酚酞变色。

高考化学—化学能与电能的综合压轴题专题复习含答案(1)

高考化学—化学能与电能的综合压轴题专题复习含答案(1)

高考化学—化学能与电能的综合压轴题专题复习含答案(1)一、化学能与电能1.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。

高考化学化学能与电能综合经典题及详细答案

高考化学化学能与电能综合经典题及详细答案

高考化学化学能与电能综合经典题及详细答案一、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。

高考化学专题《化学能与电能》综合检测试卷附答案

高考化学专题《化学能与电能》综合检测试卷附答案

高考化学专题《化学能与电能》综合检测试卷附答案一、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。

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合附答案

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合附答案

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合附答案一、化学能与电能1.研究+6价铬盐不同条件下微粒存在形式及氧化性,某小组同学进行如下实验:已知:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+△H=+13.8kJ/mol,+6价铬盐在一定条件下可被还原为Cr3+,Cr3+在水溶液中为绿色。

(1)试管c和b对比,推测试管c的现象是_____________________。

(2)试管a和b对比,a中溶液橙色加深。

甲认为温度也会影响平衡的移动,橙色加深不一定是c(H+)增大影响的结果;乙认为橙色加深一定是c(H+)增大对平衡的影响。

你认为是否需要再设计实验证明?__________(“是”或“否”),理由是____________________________________________________。

(3)对比试管a、b、c的实验现象,可知pH增大2-272-4c(Cr O)c(CrO)_____(选填“增大”,“减小”,“不变”);(4)分析如图试管c继续滴加KI溶液、过量稀H2SO4的实验现象,说明+6价铬盐氧化性强弱为Cr2O72-__________CrO42-(填“大于”,“小于”,“不确定”);写出此过程中氧化还原反应的离子方程式_________。

(5)小组同学用电解法处理含Cr2O72-废水,探究不同因素对含Cr2O72-废水处理的影响,结果如表所示(Cr2O72-的起始浓度,体积、电压、电解时间均相同)。

实验ⅰⅱⅲⅳ是否加入Fe2(SO4)3否否加入5g否是否加入H2SO4否加入1mL加入1mL加入1mL电极材料阴、阳极均为石墨阴、阳极均为石墨阴、阳极均为石墨阴极为石墨,阳极为铁Cr2O72-的去除率/%0.92212.720.857.3①实验ⅱ中Cr2O72-放电的电极反应式是________________。

②实验ⅲ中Fe3+去除Cr2O72-的机理如图所示,结合此机理,解释实验iv中Cr2O72-去除率提高较多的原因_______________。

高考化学化学能与电能综合题汇编及详细答案

高考化学化学能与电能综合题汇编及详细答案

高考化学化学能与电能综合题汇编及详细答案一、化学能与电能1.(1)利用原电池装置可以验证Fe3+与Cu2+氧化性相对强弱,如下图所示。

该方案的实验原理是自发进行的氧化还原反应可以设计为原电池。

写出该氧化还原反应的离子方程式:__________。

该装置中的负极材料是______(填化学式),正极反应式是_______。

(2)某研究性学习小组为证明2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2为可逆反应,设计如下两种方案。

方案一:取5mL0.1mol/LKI溶液,滴加2mL0.1mol/L的FeCl3溶液,再继续加入2mLCCl4,充分振荡、静置、分层,再取上层清液,滴加KSCN溶液。

①方案一中能证明该反应为可逆反应的现象是______。

②有同学认为方案一设计不够严密,即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象,其原因是(用离子方程式表示)_____。

方案二:设计如下图原电池...装置,接通灵敏电流计,指针向右偏转(注:灵敏电流计指针总是偏向电源正极),随着时间进行电流计读数逐渐变小,最后读数变为零。

当指针读数变零后,在右管中加入1mol/L FeCl2溶液。

③方案二中,“读数变为零”是因为____________.④“在右管中加入1mol/L FeCl2溶液”后,观察到灵敏电流计的指针______偏转(填“向左”、“向右”或“不”),可证明该反应为可逆反应。

【答案】Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ Cu Fe3+ + e- = Fe2+下层(CCl4层)溶液呈紫红色,且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色 4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+该可逆反应达到了化学平衡状态向左【解析】【分析】(1)验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱时,应将反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成原电池,原电池中铜作负极发生氧化反应被损耗,选用金属性弱于铜的金属或非金属C作正极,电解质溶液为可溶性的铁盐;(2)方案一:如该反应为可逆反应,加入四氯化碳,四氯化碳层呈紫红色,上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色;但在振荡过程中,Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+,不能证明Fe3+未完全反应;方案二:图中灵敏电流计的指针指向右,右侧烧杯为正极,当指针读数变零后,在右管中加入1mol/LFeCl2溶液,如为可逆反应,可发生2Fe2++I2⇌2Fe3++2I-,I2被还原,指针应偏向左。

高考化学压轴题专题化学能与电能的经典综合题及详细答案

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高考化学压轴题专题化学能与电能的经典综合题及详细答案一、化学能与电能1.某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。

(甲同学的实验)装置编号试剂X实验现象I Na2SO3溶液(pH≈9)闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转II NaHSO3溶液(pH≈5)闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转(1)怎样配制FeCl3溶液?________________________________________________________。

(2)甲同学探究实验I的电极产物。

①取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液,加入_________________________________,产生白色沉淀,证明产生了SO42-。

②该同学又设计实验探究另一电极的产物,其实验方案为_______________________________。

(3)实验I中负极的电极反应式为______________________________________________________。

乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应,设计、完成实验并记录如下:装置编号反应时间实验现象III 0~1 min产生红色沉淀,有刺激性气味气体逸出1~30 min沉淀迅速溶解形成红色溶液,随后溶液逐渐变为橙色,之后几乎无色30 min后与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色,随后逐渐变为浅橙色(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能,用离子方程式表示②的可能原因。

① Fe3++3HSO3-垐?噲? Fe(OH)3 +3SO2;②_____________________________________________。

(5)查阅资料:溶液中Fe 3+、SO 32-、OH -三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化:2+4+5O 2+2-224HOFe S O HOFeO S O Fe +SO −−→垐?噲? 从反应速率和化学平衡两个角度解释1~30 min 的实验现象:______________________________。

高考化学专题复习化学能与电能的综合题及详细答案

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高考化学专题复习化学能与电能的综合题及详细答案一、化学能与电能 1.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1Cu +: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 。

高考化学——化学能与电能的综合压轴题专题复习及答案(1)

高考化学——化学能与电能的综合压轴题专题复习及答案(1)

高考化学——化学能与电能的综合压轴题专题复习及答案(1)一、化学能与电能1.研究小组进行图所示实验,试剂A为0.2 mol·L−1 CuSO4溶液,发现铝条表面无明显变化,于是改变实验条件,探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。

用不同的试剂A进行实验1~实验4,并记录实验现象:实验序号试剂A实验现象10.2 mol·L−1 CuCl2溶液铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出20.2 mol·L−1 CuSO4溶液,再加入一定质量的NaCl固体开始铝条表面无明显变化,加NaCl后,铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出3 2 mol·L−1 CuSO4溶液铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体4 2 mol·L−1 CuCl2溶液反应非常剧烈,有大量气泡产生,溶液变成棕褐色,有红色固体和白色固体生成(1)实验1中,铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为_________。

(2)实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl−是导致实验1中反应迅速发生的原因,实验2中加入NaCl固体的质量为_________ g。

(3)实验3的目的是_________。

(4)经检验知,实验4中白色固体为CuCl。

甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu + CuCl 22CuCl的反应,他设计了右图所示实验证明该反应能够发生。

① A极的电极材料是_________。

② 能证明该反应发生的实验现象是_________。

(5)为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因,分别取白色CuCl固体进行以下实验:实验序号实验操作实验现象i加入浓NaCl溶液沉淀溶解,形成无色溶液ii加入饱和AlCl3溶液沉淀溶解,形成褐色溶液iii向i所得溶液中加入2 mol·L-1 CuCl2溶液溶液由无色变为褐色查阅资料知:CuCl难溶于水,能溶解在Cl-浓度较大的溶液中,生成[CuCl2]-络离子,用水稀释含[CuCl2]-的溶液时会重新析出CuCl沉淀。

高考化学——化学能与电能的综合压轴题专题复习附答案解析

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高考化学——化学能与电能的综合压轴题专题复习附答案解析一、化学能与电能1.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极通入的为氧气;(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。

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_______________________。

高考化学化学能与电能的综合复习附详细答案

高考化学化学能与电能的综合复习附详细答案

高考化学化学能与电能的综合复习附详细答案一、化学能与电能1.某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。

(甲同学的实验)装置编号试剂X实验现象I Na2SO3溶液(pH≈9)闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转II NaHSO3溶液(pH≈5)闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转(1)怎样配制FeCl3溶液?________________________________________________________。

(2)甲同学探究实验I的电极产物。

①取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液,加入_________________________________,产生白色沉淀,证明产生了SO42-。

②该同学又设计实验探究另一电极的产物,其实验方案为_______________________________。

(3)实验I中负极的电极反应式为______________________________________________________。

乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应,设计、完成实验并记录如下:装置编号反应时间实验现象III 0~1 min产生红色沉淀,有刺激性气味气体逸出1~30 min沉淀迅速溶解形成红色溶液,随后溶液逐渐变为橙色,之后几乎无色30 min后与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色,随后逐渐变为浅橙色(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能,用离子方程式表示②的可能原因。

① Fe3++3HSO3-垐?噲? Fe(OH)3 +3SO2;②_____________________________________________。

(5)查阅资料:溶液中Fe 3+、SO 32-、OH -三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化:2+4+5O 2+2-224HOFe S O HOFeO S O Fe +SO −−→垐?噲? 从反应速率和化学平衡两个角度解释1~30 min 的实验现象:______________________________。

高考化学专题复习化学能与电能的综合题附答案解析

高考化学专题复习化学能与电能的综合题附答案解析

高考化学专题复习化学能与电能的综合题附答案解析一、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。

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合及答案(1)

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合及答案(1)

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合及答案(1)一、化学能与电能1.为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题,某小组同学进行如下实验:已知:相关物质的溶解度(20℃)AgCl:1.5×10-4g Ag2SO4:0.796g (1)甲同学的实验如下:序号操作现象实验Ⅰ将2mL1mol/L AgNO3溶液加入到1mL1mol/L FeSO4溶液中产生白色沉淀,随后有黑色固体产生取上层清液,滴加KSCN溶液溶液变红注:经检验黑色固体为Ag① 白色沉淀的化学式是_____________。

② 甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是_______________。

(2)乙同学为探究Ag+和Fe2+反应的程度,进行实验Ⅱ。

a.按右图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),发现电压表指针偏移。

偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银。

放置一段时间后,指针偏移减小。

b.随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小→回到零点→逆向偏移。

① a中甲烧杯里的电极反应式是___________。

② b中电压表指针逆向偏移后,银为_________极(填“正”或“负”)。

③ 由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是___________。

(3)为进一步验证乙同学的结论,丙同学又进行了如下实验:序号操作现象实验Ⅲ将2mL2mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中银镜消失实验Ⅳ将2mL1mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中银镜减少,未消失实验Ⅴ将2mL2mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失① 实验Ⅲ___________(填“能”或“不能”)证明Fe3+氧化了Ag,理由是_____________。

② 用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ的现象有所不同的原因:_____________。

【答案】Ag2SO4有黑色固体(Ag)生成,加入KSCN溶液后变红 Fe2+-e-=Fe3+负Fe2++Ag+Fe3++Ag 不能因为Fe(NO3)3溶液呈酸性,酸性条件下NO3-也可能氧化Ag 溶液中存在平衡:Fe3++Ag Fe2++Ag+,且AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大(或促使平衡正向移动,银镜溶解)。

高考化学化学能与电能综合题汇编含答案(1)

高考化学化学能与电能综合题汇编含答案(1)

高考化学化学能与电能综合题汇编含答案(1)一、化学能与电能1.亚硝酰氯NOCl可用于合成清洁剂等。

它可用Cl2与NO在常温常压下合成:它的熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,常温下是黄色的有毒气体,遇水易水解。

请按要求回答下列相关问题:(1)过量铁屑和稀硝酸充分反应制备NO的离子方程式为:______________________。

(2)制备NOCl的装置如下图所示,连接顺序为:a→_________________________(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。

①装置A和B作用是①干燥NO和Cl2,②___________________________________________。

②装置D的作用是______________________________________。

③装置E中NOCl发生反应的化学方程式为________________。

(3)工业生产过程中NO尾气处理方法有多种,其中间接电化学法,其原理如图所示:该过程中阴极的电极反应式为:__________________________________________。

【答案】3Fe+8H++2NO3—=3Fe2++2NO↑+4H2O e→f→c→b→d或f→e→c→b→d观察气泡调节气体流速防止E中水蒸气进入F,引起NOCl的水解 NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O 2HSO3—+2e—+2H+= S2O42—+ 2H2O【解析】【分析】(1)过量铁屑和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水;(2)将氯气和NO干燥后在装置F中发生反应,在冰盐中冷凝收集NOCl,氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中,用氢氧化钠溶液吸收,注意NOCl遇水易水解。

(3)由间接电化学法示意图可知,阴极上HSO3—放电生成S2O42—,S2O42—在吸收塔中将NO还原为N2。

【详解】(1)过量铁屑和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式为3Fe+8H++2NO3—=3Fe2++2NO↑+4H2O,故答案为3Fe+8H++2NO3—=3Fe2++2NO↑+4H2O;(2)将氯气和NO干燥后在装置F中发生反应,在冰盐中冷凝收集NOCl,氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中,用氢氧化钠溶液吸收,NOCl遇水易水解,故在收集装置和尾气处理装置之间需加一个干燥装置,故答案为e→f(或f→e)→c→b→d;①装置A和B作用是除干燥NO、Cl2外,另一个作用是通过观察气泡调节气体的流速控制反应的发生,故答案为观察气泡调节气体流速;②NOCl遇水易水解,装置D中氯化钙做干燥剂,吸收水蒸气,防止E中水蒸气进入反应器F中,引起NOCl的水解,故答案为防止E中水蒸气进入F,引起NOCl的水解;③装置E的目的吸收尾气,防止污染环境,NOCl与氢氧化钠溶液反应生成NaCl、NaNO2和H2O,反应的化学方程式为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O,故答案为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O;(3)由间接电化学法示意图可知,阴极上HSO3—放电生成S2O42—,S2O42—在吸收塔中将NO还原为N2,阴极的电极反应式为2HSO3—+2e—+2H+= S2O42—+ 2H2O,故答案为2HSO3—+2e—+2H+= S2O42—+ 2H2O。

高考化学压轴题专题化学能与电能的经典综合题含答案(1)

高考化学压轴题专题化学能与电能的经典综合题含答案(1)

高考化学压轴题专题化学能与电能的经典综合题含答案(1)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。

高考化学化学能与电能综合经典题含答案(1)

高考化学化学能与电能综合经典题含答案(1)

高考化学化学能与电能综合经典题含答案(1)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,向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液铁片表面产生蓝色沉淀(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。

①实验i中的现象是___。

②用电极反应式解释实验i中的现象:___。

(2)查阅资料:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①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___。

②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0.5mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液iii.蒸馏水无明显变化iv.1.0mol·L-1NaCl溶液铁片表面产生大量蓝色沉淀v.0.5mol·L-1Na2SO4溶液无明显变化以上实验表明: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K3[Fe(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酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)产生蓝色沉淀(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+4e-+2H2O=4OH- K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2+的检验 Cl-破坏了铁片表面的氧化膜 AC 取铁片(负极)附近溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀【解析】【分析】(1)①实验i中,发生吸氧腐蚀,在碳棒附近溶液中生成OH-,使酚酞变色。

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合含答案(1)

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合含答案(1)

高考化学压轴题专题复习—化学能与电能的综合含答案(1)一、化学能与电能1.现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(约6 mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。

(1)试从上图图1中选用几种必要的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是:A接______,B接______。

(2)碳棒上发生的电极反应为_______。

(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是_______。

(4)假定装入的饱和食盐水为50 mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得的氢气为5.6 mL(已折算成标准状况)时,溶液的pH为____。

(5)工业上采用离子交换膜法电解饱和食盐水,如上图图2,该离子交换膜是__(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜,溶液A是_______(填溶质的化学式)【答案】G、F、I D、E、C 2Cl--2e-=Cl2↑淀粉-KI溶液变成蓝色 12 阳离子 NaOH 【解析】【分析】(1)实验的目的是电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(约6 mL)和检验氯气的氧化性,结合装置的作用来连接装置;(2)实验目的生成氢气和氯气,所以铁应为阴极,碳棒为阳极;(3)氯气具有氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,使淀粉碘化钾溶液变蓝色说明;(4)电解饱和食盐水的方程式:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,利用公式c=nV来计算NaOH的物质的量浓度,然后求出氢离子的浓度,最后求出pH;(5)氢气在阴极生成,则b为阴极,a为阳极,阳离子向阴极移动,则离子交换膜允许阳离子通过;a极上氯离子失电子,生成氯气同时溶液中生成NaOH。

【详解】(1)产生的氢气的体积用排水量气法,预计H2的体积6ml左右,所以选I不选H,导管是短进长出,所以A接G,用装有淀粉碘化钾溶液的洗气瓶检验氯气时,导管要长进短出,所以B接D,氯气要进行尾气处理,即E接C;(2)实验目的生成氢气和氯气,所以铁应为阴极,连接电源负极,碳棒为阳极,所以炭棒接直流电源的正极,电极反应:2Cl--2e-═Cl2↑;(3)氯气具有氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,碘单质遇到淀粉变蓝色,使淀粉碘化钾溶液变蓝色说明氯气具有氧化性;(4)因电解饱和食盐水的方程式:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,当产生的H2的体积为5.6mL时,物质的量n=35.610L22.4L/mol-⨯=2.5×10-4mol,生成氢氧化钠的物质的量为5×10-4mol,所以溶液中NaOH的物质的量浓度=4510mol0.05L-⨯═0.01mol/L,所以氢离子的浓度=14100.01-mol/L=1×10-12mol/L,pH=12;(5)氢气在阴极生成,则b为阴极,a为阳极,阳离子向阴极移动,则离子交换膜允许阳离子通过,所以离子交换膜为阳离子交换膜;a极上氯离子失电子,生成氯气同时溶液中生成NaOH,所以溶液A是NaOH。

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高考化学专题复习化学能与电能的综合题及答案(1)一、化学能与电能1.某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。

从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下实验作参照0.5 2.090.0②醋酸浓度的影响0.5__36.0③__0.2 2.090.0(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。

t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了_____________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了__(“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是___________________________________。

(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;假设二:______________________________;……(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。

请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程):__________【答案】2.0 碳粉含量的影响吸氧还原反应 2H2O+O2+4e-=4OH- (或4H++O2+4e-=2H2O)反应放热,温度升高,体积膨胀实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)②通入氩气排净瓶内空气;③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe 2+等)。

如果瓶内压强增大,假设一成立。

否则假设一不成立。

(本题属于开放性试题,合理答案均给分)【解析】【详解】(1)探究影响化学反应速率,每次只能改变一个变量,故有②中铁的量不变,为2.0g ; ③中改变了碳粉的质量,故为探究碳粉的量对速率的影响。

(2) t 2时,容器中压强明显小于起始压强,说明锥形瓶中气体体积减小,说明发生了吸氧腐蚀,碳为正极,铁为负极,碳电极氧气得到电子发生还原反应,电极反应式为:O 2+2H 2O+4e -=4OH -,故答案为:还原;O 2+2H 2O+4e -=4OH -;(3) 图2中0-t 1时压强变大的原因可能为:铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应,温度升高时锥形瓶中压强增大,所以假设二为:反应放热使锥形瓶内温度升高,故答案为:反应放热使锥形瓶内温度升高;(4)基于假设一,可知,产生氢气,发送那些变化,从变化入手考虑实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)②通入氩气排净瓶内空气;③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe 2+等)。

如果瓶内压强增大,假设一成立。

否则假设一不成立。

(本题属于开放性试题,合理答案均给分)。

2.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+CuSO4=ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ CuSO4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 Ag2SO4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:CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。

(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。

3.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。

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