2020-2021高考化学专题复习化学能与电能的综合题附答案

2020-2021高考化学专题复习化学能与电能的综合题附答案
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。

【详解】
（1）Fe3+氧化性比Cu2+强，可发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+反应，反应中Cu被氧化，Cu电极为原电池的负极，负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，选用金属性弱于铜的金属或石墨作正极，正极上Fe3+发生还原反应，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，故答案为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；Cu；Fe3+ + e－ = Fe2+；
（2）①若该反应为可逆反应，反应中有碘单质生成，但不足量的Fe3+不能完全反应，溶液中依然存在Fe3+，则证明有碘单质和Fe3+存在的实验设计为：向反应后的溶液再继续加入2mLCCl4，充分振荡、静置、分层，下层（CCl4层）溶液呈紫红色，再取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液呈血红色，故答案为下层（CCl4层）溶液呈紫红色，且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色；
②在振荡过程中，Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+，不能证明反应可逆，反应的化学方程式为4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+，故答案为4Fe2++O2+4H+=2H2O+4Fe3+；
③若该反应为可逆反应，“读数变为零”说明该可逆反应达到了化学平衡状态，故答案为该可逆反应达到了化学平衡状态；
④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，灵敏电流计指针总是偏向电源正极，指针应偏向左，故答案为向左。

【点睛】
本题考查化学反应原理的探究，侧重于分析问题和实验能力的考查，注意把握发生的电极反应、原电池工作原理，注意可逆反应的特征以及离子检验的方法为解答的关键。

2．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。

3．某小组研究 Na2S 溶液与 KMnO4溶液反应，探究过程如下。

资料:Ⅰ.MnO4在强酸性条件下被还原为 Mn2+，在近中性条件下被还原为 MnO2.
Ⅱ.单质硫可溶于硫化钠溶液，溶液呈淡黄色。

（1）根据实验可知，Na2S 具有________性。

（2）甲同学预测实验I中S2－被氧化成 SO32-。

①根据实验现象，乙同学认为甲的预测不合理，理由是_______________。

②乙同学取实验Ⅰ中少量溶液进行实验，检测到有 SO42－，得出 S2－被氧化成 SO42－的结论，丙同学否定该结论，理由是_______________。

③同学们经讨论后，设计了如右下图的实验，证实该条件下 MnO4-的确可以将 S2－氧化成SO42－。

a.左侧烧杯中的溶液是__________。

b.连通后电流计指针偏转，一段时间后，_________（填操作和现象），证明S2－被氧化为SO42－。

（3）实验 I 的现象与资料 i 存在差异，其原因是新生成的产物（Mn2+）与过量的反应物（MnO4-）发生反应，该反应的离子方程式是______________。

（4）实验Ⅱ的现象与资料也不完全相符，丁同学猜想其原因与（3）相似，经验证猜想成立，他的实验方案_______。

（5）反思该实验，反应物相同，而现象不同，体现了物质变化不仅与其自身的性质有关，还与__________因素有关。

【答案】还原溶液呈紫色.说明酸性KMnO4溶液过量SO32-能被其继续氧化KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，故溶液中检测出SO42-不能证明一定是氧化新生成的0.1mol/LNa2S溶液取左侧烧杯中的溶液,用盐酸酸化后, 滴加BaCl2溶液.观察到有白色沉淀生成2MnO4-
+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+H+将实验I中生成的MnO2分离洗涤后(或取MnO2)，加入0.1mol/LNa2S 溶液.观察到有浅粉色沉淀.且溶液呈淡黄色F证明新生成的MnO2与过量的S 反应.故没得到MnO2 沉淀用量、溶液的酸碱性
【解析】(1)根据实验I可知，高锰酸钾溶液的紫色变浅，说明Na2S 具有还原性，故答案为：还原；
(2)①根据实验现象，溶液呈紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，SO32-能被其继续氧化，因此甲的预测不合理，故答案为：溶液呈紫色，说明酸性KMnO4溶液过量，SO32-能被其继续氧化；
②KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，故溶液中检测出SO42-不能证明一定是氧化新生成的，因此S2－被氧化成 SO42－的结论不合理，故答案为：KMnO4溶液是用H2SO4酸化的，故溶液中检测出SO42-不能证明一定是氧化新生成的；
③a.根据图示，左侧烧杯中发生氧化反应，为原电池的负极，根据题意，要达到MnO4-将S2－氧化成SO42－的目的，左侧烧杯中的溶液可以是0.1mol/LNa2S溶液，右侧烧杯中的溶液可以是0.1mol/LKMnO4溶液，故答案为：0.1mol/LNa2S溶液；
b.连通后，高锰酸钾与硫化钠溶液发生氧化还原反应，电流计指针偏转，一段时间后，取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成，证明 S2－被氧化为 SO42－，故答案为：取左侧烧杯中的溶液，用盐酸酸化后，滴加BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成；
(3)Mn2+与过量的MnO4-反应生成二氧化锰沉淀，反应的离子方程式为2MnO4-
+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+H+，故答案为：2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+H+；
(4)实验Ⅱ的现象与资料也不完全相符，丁同学猜想其原因与(3)相似，经验证猜想成立，实验方案可以为：将实验I中生成的MnO2分离洗涤后(或取MnO2)，加入0.1mol/LNa2S溶液.观察到有浅粉色沉淀.且溶液呈淡黄色F证明新生成的MnO2与过量的S 反应.故没得到MnO2 沉淀，故答案为：将实验I中生成的MnO2分离洗涤后(或取MnO2)，加入
0.1mol/LNa2S溶液.观察到有浅粉色沉淀.且溶液呈淡黄色F证明新生成的MnO2与过量的
S 反应.故没得到MnO2 沉淀；
(5)反思该实验，反应物相同，而现象不同，体现了物质变化不仅与其自身的性质有关，还与反应物的用量、溶液的酸碱性等因素有关，故答案为：反应物的用量、溶液的酸碱性。

4．（1）天然气是一种重要的清洁能源和化工原料，其主要成分为甲烷。

①以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。

该电池的负极反应式为___________________________。

②将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuCl2溶液中，铁棒接甲烷燃料电池负极，石墨棒接该电池正极，一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了6.4克。

写出铁棒电极上发生的电极反应式________；则理论上消耗CH4的体积在标准状况下为_____。

（2）如图所示的实验装置中，丙为用碘化钾溶液润湿的滤纸，m、n为夹在滤纸两端的铂夹；丁为直流电源，x、y为电源的两极；G为电流计；A、B、C、D四个电极均为石墨电极。

若在两试管中充满H2SO4溶液后倒立于H2SO4溶液的水槽中，闭合K2，断开K1。

①丙电解时反应的离子方程式为______________。

②继续电解一段时间后，甲池中A、B极均部分被气体包围，此时断开K2，闭合K1，电流计G指针发生偏转，则B极的电极反应式为__________________，C极的电极反应为
__________________。

【答案】 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O Cu2＋＋2e－===Cu 0.56L 2I-+2H2O I2+H2↑+2OH-O2+4e-+4H+=2H2O 4OH--4e－=O2↑+2H2O
【解析】（1）①总反应为甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾，所以总方程式为：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O。

正极是氧气得电子：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，总反应减去正极反应（将正极反应扩大2倍，以消去氧气），得到负极反应为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。

②将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuCl2溶液中，铁棒接甲烷燃料电池负极，石墨棒接该电池正极，则铁棒为电解的阴极，反应为：Cu2+ + 2e- = Cu；石墨棒为电解的阳极，反应为：2Cl- - 2e- = Cl2↑。

一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了6.4克，这6.4g是生成的单质铜（0.1mol），则根据电极反应得到转移电子为0.2mol，1个甲烷生成碳酸根失去8个电子，所以参加反应的甲烷为0.025mol，即0.56L。

（2）①丙是碘化钾溶液，电解时阴阳两极分别是水电离的氢离子和碘化钾电离的碘离子反应，所以总方程式为2I-+2H2O I2+H2↑+2OH-
②闭合K2，断开K1时，是用直流电源对甲乙丙进行串联电解。

A中得到氢气，B中得到氧气（因为A中气体的体积大约是B的2倍），所以A为电解的阴极，B为电解的阳极，进
而得到直流电源x为正极，y为负极。

断开K2，闭合K1，电流计G指针发生偏转，说明形成原电池。

由题意只可能是甲中形成氢气氧气燃料电池，对乙丙进行电解。

所以B电极为原电池的正极，反应为氧气在酸性条件下得电子，方程式为O2+4e-+4H+=2H2O。

因为B为正极，所以C为电解的阳极，注意此时c电极表面应该有刚才断开K2，闭合K1时，进行电解得到的单质银。

所以此时c电极的反应为Ag－e- = Ag+。

5．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。

6．（1）如下图所示，A为电源，B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C．D为电解槽，其电极材料见图，电解质溶液：C装置中溶液为AgNO3溶液，D装置的溶液为Cu(NO3)2溶液，。

关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，则电源a端为_______极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是：_________；
（2）打开K1，关闭K2，通电一段时间后，D装置中Cu极的电极反应式为
______________。

C装置中右端Pt电极上的电极反应式为：______________________。

C 装置中总反应方程式为：_______________________。

（3）假定C．D装置中电解质溶液足量，电解一段时间后，C装置中溶液的pH值_______（填“变大”.“变小”或“不变”，下同），D装置中溶液的pH值______。

【答案】负变红色 Cu – 2e-= Cu2+ 4OH-- 4e-= 2H2O + O2↑
减小不变
【解析】
【分析】
(1)关闭K1，打开K2，为电解饱和食盐水装置，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，根据电解池工作原理可知阴离子向阳极移动判断电源的正负极并判断反应现象；(2)打开K1，关闭K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，D装置中Cu极连接电源的正极，为电解池的阳极，发生氧化反应，C装置中右端Pt电极为阳极，氢氧根离子放电生成氧气；
(3)C为电解硝酸银装置，D为电镀装置。

【详解】
(1)据题意KMnO4紫红色液滴向d端移动，说明高锰酸根离子向d端移动，可推出极为阳极，进一步可确定电源a端为负极，b端为正极，通电一段时间后，滤纸c端发生反应为2H++2e-=H2↑，促进水的电离，滴加酚酞呈红色；
(2)打开K1，关闭K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，D装置中Cu极连接电源的正极，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为Cu-2e-=Cu2+，C装置中右端Pt电极为阳极，氢氧根离子放电生成氧气，电解方程式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，电解总反应为
4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ；
(3)C装置中总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 ，溶液pH减小，D为电镀
装置，溶液浓度不变，则pH不变。

7．（1）工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳中通入氯气，然后结晶除去氯化钙后，再加入适量的（填试剂化学式），过滤后即可得到。

（2）实验室制取氯酸钠可通过如下反应：3C12+6NaOH5NaC1+NaC1O3+3H2O先往-5℃的NaOH溶液中通入适量C12，然后将溶液加热，溶液中主要阴离子浓度随温度的变化如右图表1所示，图中C表示的离子是。

（填离子符号）
（3）某企业采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠。

则阳极反应式
为：。

（4）样品中C1O3-的含量可用滴定法进行测定，步骤如下：
步骤1：准确称取样品ag（约2.20g），经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。

步骤2：从上述容量瓶中取出10.00mL溶液于锥形瓶中，准确加入25mL 1.000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液（过量），再加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸，静置10min。

步骤3：再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种指示剂，用0.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，记录消耗消耗K2Cr2O7标准溶液的体积。

步骤4：为精确测定样品中C1O3-的质量分数，重复上述步骤2、3操作2-3次。

步骤5：数据处理与计算。

①步骤2中反应的离子方程式为；
静置10min的目的是。

②步骤3中K2Cr2O7标准溶液应盛放在（填仪器名称）中。

③用0.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定的目的是。

④在上述操作无误的情况下，所测定的结果偏高，其可能的原因是。

【答案】（1）Na2CO3（2）ClO-（3）Cl--6e-+6OH-=C1O3-+3H2O（4）①ClO3- +6Fe2++ 6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；使溶液中C1O3-与Fe2+反应充分完全②酸式滴定管③计算步骤②消耗的
(NH4)2Fe(SO4)2的量（其他合理答案也给分）④溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化
【解析】
试题分析：（1）石灰乳与氯气反应生成氯化钙和氯酸钙，除去氯化钙后，可加入碳酸钠溶液，以生成碳酸钙沉淀，以此得到氯化钠；（2）氯气与氢氧化钠反应低温时生成NaClO，温度高时生成NaClO3，-5℃时生成ClO-；（3）采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠，
同时生成H2，其反应的方程式为：NaCl + 3H2O 电解
NaClO3 + 3H2↑，阳极发生氧化反
应，反应式为Cl- -6e- + 6OH- = C1O3- + 3H2O；（4）①酸性条件下亚铁离子被ClO3-氧化未
铁离子，自身被还原为氯离子，其反应的离子方程式为：ClO3- +6Fe2++ 6H+=Cl-
+6Fe3++3H2O；静止10min可以使亚铁离子和次氯酸根离子充分反应；②K2Cr2O7溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡胶管，所以改用酸式滴定管盛放；③步骤2中的
(NH4)2Fe(SO4)2没有反应完，用K2Cr2O7溶液滴定步骤2的溶液是为了测得未反应完全的亚铁离子，所以是为了测为反应完全的硫酸亚铁铵的量；④亚铁离子容易被空气中的氧气氧化，测得结果偏高的原因为溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化。

考点：探究物质的组成及测定物质的含量
8．（15分）为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe3++2I-2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化。

实验如下：
（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到。

（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中造成的影响。

（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2+向Fe3+转化。

用化学平衡移动原理解释原因：。

（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe2+向Fe3+转化的原因：外加Ag+使c（I-）降低，导致I-的还原性弱于Fe2+，用下图装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证。

①K闭合时，指针向右偏转，b作极。

②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是。

（5）按照（4）的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了ii中Fe2+向Fe3+转化的原因，
①转化原因是。

②与（4）实验对比，不同的操作是。

（6）实验I中，还原性：I->Fe2+；而实验II中，还原性：Fe2+>I-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是。

【答案】（1）化学平衡状态
（2）溶液稀释对颜色变化
（3）加入Ag+发生反应：Ag++I-=AgI↓，c（I-）降低；或增大c（Fe2+）平衡均逆向移动（4）①正②左管产生黄色沉淀，指针向左偏转。

（5）①Fe2+随浓度增大，还原性增强，使Fe2+还原性强于I-
②向U型管右管中滴加1mol/L FeSO4溶液。

（6）该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向
【解析】
试题分析：（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到化学平衡状态。

（2）根据实验iii和实验ii的对比可以看出是为了排除有ii中水造成溶液中离子浓度改变的影响；
（3）i.加入AgNO3，Ag+与I-生成AgI黄色沉淀，I-浓度降低，2Fe3++ 2I-2Fe2+ + I2平衡逆向移动。

ii.加入FeSO4，Fe2+浓度增大，平衡逆移。

（4）①K闭合时，指针向右偏转，b极为Fe3+得电子，作正极；②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01 mol/L AgNO3溶液，产生黄色沉淀，I-离子浓度减小，2Fe3++ 2I-2Fe2+ + I2平衡左移，指针向左偏转。

（5）①Fe2+向Fe3+转化的原因是Fe2+浓度增大，还原性增强；
②与（4）实验对比，不同的操作是当指针归零后，向U型管右管中滴加1mol/L FeSO4溶液。

将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是在其它条件不变时，物质的氧化性和还原性与浓度有关，浓度的改变可影响物质的氧化还原性，导致平衡移动。

考点：化学平衡移动、电化学知识
9．回收利用印刷电路板上的铜制备铜的化合物，实现资源的再利用。

（1）回收利用印刷电路板上的铜制备CuCl2。

实验室模拟回收过程如下：
已知部分物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
请回答下列问题：
①步骤III的操作名称是_______。

②下列试剂中，可以作为试剂a的是_______。

A．HNO3溶液 B．Fe2(SO4)3溶液 C．FeCl3溶液
③若不加试剂b，直接加入试剂c调节溶液pH，是否可行？_______（填“是”或“否”），理由是______。

（2）用H2O2和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜。

已知：2H2O2(l)=2H2O (l) +O2(g) △H1=－196kJ/mol
H2O(l)=H2(g) +1/2O2(g) △H2=＋286kJ/mol
Cu(s) +H2SO4(aq)=CuSO4(aq) +H2(g) △H3=＋64kJ/mol
则Cu(s) +H2O2(l) +H2SO4(aq) =CuSO4(aq) +2H2O(l) △H =_______。

（3）将反应Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O设计成原电池，其正极电极反应式是_______。

（4）若用硝酸和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜，假设印刷电路板中其他成分不与酸反应，欲制取3mol纯净的硫酸铜，需要0.5 mol/L的硝酸溶液的体积是_______L。

【答案】过滤 C 否不能除去亚铁离子，影响所得氯化铜纯度 -320kJ/mol
H2O2+2H++2e-=2H2O 4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①操作是将固体和液体分开，用过滤；
②利用印刷电路板上的铜制备CuCl2，反应后的溶液中有铁元素，说明使用的是氯化铁，选C；
③需要将溶液中的铁元素变成沉淀，若以氢氧化亚铁的沉淀形式，溶液的pH在7.6到9.6之间，而铜离子已经沉淀，不能分离，若以氢氧化铁的形式沉淀，pH2.7开始沉淀，到3.7沉淀完全，这时铜离子没有开始沉淀，所以要将亚铁氧化成铁离子才能调节溶液的pH值进行沉淀，所以不可行，选否；因为那样不能除去亚铁离子，会影响所得氯化铜纯度；(2)根据盖斯定律，将方程式进行四则运算，③+②/2-②，则反应热=+64-196/2-286=-
320kJ/mol；(3)原电池中铜做负极，过氧化氢在正极反应得到电子，电极反应为：
H2O2+2H++2e-=2H2O；(4)根据离子方程式分析：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O，生成
3mol硫酸铜，需要3mol铜，2mol硝酸，所以硝酸的体积为2/0.5=4L。

10．类比是化学学习中常用的方法之一，已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO3)3，但当铁过量时，产物是Fe(NO3) 2。

某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当 Cl2足量时生成 FeCl3，当铁粉过量时产物是FeCl2 。

为验证该观点是否正确，该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl2中点燃，取其表面生成物并分别编号为A、B，然后通过实验确定其成分。

探究过程如下：
提出假设：A是FeCl3，B是FeCl2 。

（1）设计实验方案：分别取 A、B 的溶液均进行以下实验，但实验现象相同。

请填写下表中的相应空格。

（2）根据上述实验结论，写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式
____________________。

（3）为进一步探究 FeCl3溶液的性质，他又利用 A 溶液做了如下一些实验，其中明显错误的是____（填写序号）。

A．将 A 溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，可得到蓝色液体，该液体能产生丁达尔现象
B．向 A 溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色加深
C．在 A 溶液中滴加NaOH浓溶液，出现红褐色沉淀
D．将 A 溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl3固体
（4）FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂，腐蚀后的废液中含有 FeCl3、FeCl2、CuCl2，某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收 Cu的方案：
方案1：向废液中加入过量的铁粉，充分反应后，过滤。

在所得滤渣中加入足量的盐酸，充分反应后，再过滤即得到铜。

该方案中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为_____________________。

方案2：在废液中加入适量的盐酸调节溶液的 pH=1，用铜和石墨作电极进行电解。

当观察。