备战高考化学复习化学能与电能专项易错题及详细答案

备战高考化学复习化学能与电能专项易错题及详细答案
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。

②在碳棒上，发生O2得电子生成OH-的电极反应。

(2)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，理由是既然
K3[Fe(CN)6]具有氧化性，就可直接与Fe作用。

②用稀硫酸酸洗后，铁片表面的氧化膜去除，再进行实验iii，铁片表面产生蓝色沉淀，则Cl-的作用与硫酸相同。

(3)A. 酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)反应产生蓝色沉淀，表明K3[Fe(CN)6]能与铁作用生成Fe2+；
B.酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2) 反应产生蓝色沉淀，可能是
K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+，也可能是铁片发生了吸氧腐蚀；
C. 铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)反应产生蓝色沉淀，只能是Cl-破坏氧化膜，然后K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+；
D. 铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2) 反应产生蓝色沉淀，可能是铁片与盐酸直接反应生成Fe2+，也可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+。

(4)为证实铁发生了电化学腐蚀，可连好装置一段时间后，不让K3[Fe(CN)6]与Fe接触，而是取Fe电极附近的溶液，进行Fe2+的检验。

【详解】
(1)①实验i中，发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，发生O2得电子生成OH-的反应，从而使碳棒附近溶液变红。

答案为：碳棒附近溶液变红；
②在碳棒上，O2得电子生成OH-，电极反应式为O2＋4e-＋2H2O=4OH-。

答案为：O2＋4e-＋2H2O=4OH-；
(2)①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，理由是既然K3[Fe(CN)6]具有氧化性，就有可能发生K3[Fe(CN)6]与Fe的直接作用。

答案为：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；
②用稀硫酸酸洗后，铁片表面的氧化膜被破坏，再进行实验iii，铁片表面产生蓝色沉淀，
则Cl -的作用与硫酸相同，也是破坏铁表面的氧化膜。

答案为：Cl -破坏了铁片表面的氧化膜；
(3)A. 已除O 2的铁片不能发生吸氧腐蚀，只能发生铁片、K 3[Fe(CN)6]溶液的反应，从而表明K 3[Fe(CN)6]能与铁作用生成Fe 2+，A 符合题意；
B.酸洗后的铁片、K 3[Fe(CN)6]和NaCl 混合溶液(未除O 2)，同时满足两个反应发生的条件，既可能是K 3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe 2+，也可能是铁片发生了吸氧腐蚀，B 不合题意；
C. 铁片、K 3[Fe(CN)6]和NaCl 混合溶液(已除O 2)，不能发生吸氧腐蚀，只能是Cl -破坏氧化膜，然后K 3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe 2+，C 符合题意；
D. 铁片、K 3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O 2) 反应产生蓝色沉淀，可能是铁片与盐酸直接反应生成Fe 2+，也可能是K 3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe 2+，D 不合题意。

答案为：AC ；
(4)为证实铁发生了电化学腐蚀，可连好装置一段时间后，取Fe 电极附近的溶液，放在另一仪器中，加入K 3[Fe(CN)6]溶液，进行Fe 2+的检验。

答案为：取铁片(负极)附近溶液于试管中，滴加K 3[Fe(CN)6]溶液，若出现蓝色沉淀。

【点睛】
在进行反应分析时，我们需明确Cl -的作用，它仅能破坏铁表面的氧化膜，而不是充当铁与K 3[Fe(CN)6]反应的催化剂，从硫酸酸洗铁片，命题人就给我们做了暗示。

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1
Cu +。

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．氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂，下图为制备粗高铁酸钾的工业流程。

请回答下列问题：
(1)氯化铁做净水剂的原因是(结合化学用语表达) 。

(2)吸收剂X 的化学式为 ，氧化剂Y 的化学式为 。

(3)碱性条件下反应①的离子方程式为 。

(4)过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。

该反应的化学方程式为2KOH ＋NaFeO 4=K 2FeO 4＋2NaOH ，请根据反应原理分析反应能发生的原因 。

(5)K 2FeO 4在水溶液中易发生反应：4FeO 42－＋10H 2O=4Fe(OH)3＋8OH －＋3O 2↑。

在提纯K 2FeO 4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用 (填序号)。

A ．H 2O
B ．稀KOH 溶液
C ．NH 4Cl 溶液
D ．Fe(NO 3)3溶液
除了这种洗涤剂外，一般工业生产还要加入异丙醇作为洗涤剂，你认为选择异丙醇的原因是 。

(6)高铁电池是正在研制中的充电电池，具有电压稳定、放电时间长等优点。

以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫为原料，硫酸钾为电解质，用惰性电极设计成能在高温下使用的电池，写出该电池的正极反应式 。

【答案】
(1)Fe 3+ +3H 2O
Fe(OH)3+3H +；水解产生的Fe(OH)3胶体能够吸附杂质；
(2)FeCl 2；NaClO
(3)2Fe 3＋＋3ClO －＋10OH －=2FeO 42－＋3Cl －＋5H 2O (4)K 2FeO 4溶解度小于NaFeO 4，析出晶体，促进反应进行
(5)B ；高铁酸钾在异丙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，用异丙醇洗涤有利于提高产品回收率
(6)FeO 42- + 3e - + 4SO 3 = Fe 3+ + 4SO 42-
【解析】
试题分析：(1)氯化铁水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能够吸附杂质可做净水剂，故答案为：Fe 3+ +3H 2O Fe(OH)3+3H +；水解产生的Fe(OH)3胶体能够吸附杂质；
(2)根据流程图，吸收剂X吸收氯气后能够生成氯化铁，因此X为氯化亚铁，氢氧化钠与氯气反应生成氧化剂Y，因此氧化剂Y为次氯酸钠，故答案为：FeCl2；NaClO；
(3)碱性条件下，氯化铁与次氯酸钠反应生成高铁酸钠，因此反应①的离子方程式为2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O，故答案为：2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O；
(4)由于K2FeO4溶解度小于NaFeO4，析出晶体，促进2KOH＋NaFeO4=K2FeO4＋2NaOH反应进行，故答案为：K2FeO4溶解度小于NaFeO4，析出晶体，促进反应进行；
(5)由于4FeO42－＋10H2O=4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2↑。

在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂最好选用碱性溶液，故选B；除了氢氧化钠外，一般工业生产还要加入异丙醇作为洗涤剂，是因为高铁酸钾在异丙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，用异丙醇洗涤有利于提高产品回收率，故答案为：B；高铁酸钾在异丙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，用异丙醇洗涤有利于提高产品回收率；
(6)高铁酸钾具有氧化性，在设计的电池中发生还原反应，二氧化硫具有还原性，能够发生氧化反应，生成三氧化硫，因此电池的正极反应式为FeO42- + 3e- + 4SO3 = Fe3+ + 4SO42-，故答案为：FeO42- + 3e- + 4SO3 = Fe3+ + 4SO42-。

考点：考查了铁及其化合物的性质、氧化还原反应、化学实验的基本操作、原电池原理的应用的相关知识。

4．（1）某课外活动小组同学用图1装置（M、N为外电源的两个电极）进行实验，试回答下列问题：
①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的_________腐蚀。

请写出正极反应式：____________。

②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则铁电极为__________极（填“阴”或“阳”），该电极上发生的电极反应式为_____________，总反应的离子方程式为________________。

（2）该小组同学设想，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。

①B出口导出的气体是__________，制得的氢氧化钠溶液从出口____________（填“A”、“B”、“C”或“D”）导出。

通过阴离子交换膜的离子数____________（填“>”、“<”或“=”）通过阳离子交换膜的离子数。

②氢气、氧气和氢氧化钠溶液又可制成燃料电池，该电池的负极反应式为__________________。

【答案】（1）① 吸氧(1分)； O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；
② 阴 2H+ + 2e- = H2↑(或2H2O + 2e- = H2↑+ 2OH-)，
2Cl- + 2H2O 2OH- + H2↑+ Cl2↑
（2）①O2；D ； <；②H2+ 2OH- - 2e- = 2H2O。

【解析】
试题分析：①若开始时开关K与a连接，则发生的原电池反应，由于食盐水是中性溶液，故铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，在正极发生的电极反应式是O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-；
②若开始时开关K与b连接时，若Fe与电源的正极连接，Fe是活性电极，Fe电极就会发生反应：Fe-2e-=Fe2+，该电极就不会产生气体，实际上两极均有气体产生，则铁电极应该与电源的负极连接，为阴极，该电极上发生的电极反应式为2H+ + 2e- = H2↑，或2H2O +
2e- = H2↑+ 2OH-；电解的总反应的离子方程式为2Cl- + 2H2O 2OH- + H2↑+ Cl2↑。

（2）该小组同学设想，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。

由于阳离子的放电能力H+>Na+，所以在阴极发生反应：2H+ + 2e- = H2↑，反应产生氢气，附近溶液中水的电离平衡被破坏，溶液中c(OH-)增大，因此溶液显碱性，有一定浓度的NaOH；溶液中阴离子的放电能力：OH->SO42-，所以在阳极发生反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，由于氢氧根离子放电，使附近溶液中H+浓度增大，溶液显酸性，附近的溶液为H2SO4溶液。

①B出口导出的气体是O2，从A口出去的溶液含有硫酸溶液；制得的氢氧化钠溶液从出口D导出，C口处出去的气体是H2。

由于SO42-带有2个单位的负电荷，Na+带有一个定位的正电荷，在整个闭合回路中电荷转移总量相等，所以通过阴离子交换膜的离子数<通过阳离子交换膜的离子数。

②氢气、氧气和氢氧化钠溶液又可制成燃料电池，通入燃料氢气的电极为负极，由于电解质溶液为NaOH碱性溶液，所以该电池的负极反应式为H2+ 2OH- - 2e- = 2H2O。

【考点定位】考查电化学反应原理的应用的知识。

【名师点睛】原电池是把化学能转化为电能的装置，根据该原理可以设计各种燃料电池。

通入燃料的电极为负极，负极失去电子，发生氧化反应，通入氧气的电极为正极，正极发生还原反应。

电极反应式与电解质溶液有关。

以氢氧燃料电池为例。

当电解质溶液为酸溶液时，负极反应式是：H2-2e-=2H+，正极反应式是O2+4e-+4H+=2H2O；当电解质溶液为碱性物质时，负极的电极反应式是：H2-2e-+2OH-=2H2O；正极的电极反应式是O2+4e-+2H2O =4OH-。

因此要根据电解质溶液的酸碱性来书写电极反应的反应式。

电解池是把电能转化为化学能的装置，与电源正极连接的电极为阳极，与电源负极连接的电极为阴极。

阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

若阳极为活性电极(除金、铂之外的金属电极)，阳极失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极，则为溶液中的阴离子失去电子，发生氧化反应；阴极则是溶液中的阳离子放电，遵循离子放电顺序。

掌握原电池、电解池反应原理是本题解答的关键。

5．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：
物质开始沉淀沉淀完全
Fe(OH)27.69.6
Fe(OH)3 2.7 3.7
Cu(OH)2 4.48.0
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。

6．(11分)某化学兴趣小组用如图所示装置电解CuSO4溶液，测定铜的相对原子质量。

（1）若实验中测定在标准状况下放出的氧气的体积VL，B连接直流电源的_________（填“正极”或“负极”）；
（2）电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象有__________________，电解的离子方程式为___________________________________。

（3）实验中还需测定的数据是_______________（填写序号）
①B极的质量增重m g
②A极的质量增重m g
（4）下列实验操作中必要的是________（填字母）
A．称量电解前电极的质量
B．电解后，取出电极直接烘干称重
C．刮下电解过程中电极上析出的铜，并清洗、称重
D．在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法
（5）铜的相对原子质量为：___________（用含有m、V的计算式表示）
（6）如果用碱性(KOH为电解质)甲醇燃料电池作为电源进行实验,放电时负极电极反应式为___________。

【答案】（11分，除标注外每空2分）
（1）正极；
（2）铜电极上有红色固体析出，石墨电极上有无色气体产生，溶液蓝色变浅；
2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；
（3）② ；（4）AD ；（5）；（6）CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O
【解析】
试题分析：（1）铜作电极是活性电极，在溶液中OH－放电生成氧气，说明铜作阴极，与电
源的负极相连，所以B连接直流电源的正极。

（2）惰性电极电解硫酸铜溶液，阴极：2Cu2＋+4e－=2Cu,阳极:4OH－-4e－=2H2O+O2↑，所以电解开始一段时间后，在U形管中可观察到的现象有铜电极上有红色固体析出，石墨电极上有无色气体产生，溶液蓝色变浅；阴极阳极电极反应相加即得电解的总反应，电解的离子方程式为2Cu2++2H2O电解2Cu+O 2↑+4H+；
（3）该实验测定铜的相对原子质量，需要知道铜的质量，铜在A极析出，所以选②
（4）该实验需测定析出铜的质量，阴极析出铜，而阴极用铜作电极，只需要测定反应前后阴极的质量差，在有空气存在的条件下，2Cu+O2△2CuO,所以在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法，选AD。

（5）根据2Cu2++2H2O电解2Cu+O2↑+4H+
2M 22.4
m V 列方程解得M=；
（6）用KOH溶液作电解液的甲醇燃料电池，甲醇在负极是电子生成CO2，CO2与KOH溶液反应生成碳酸钾，所以负极电极反应为CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O。

考点：考查电解的工作原理。

7．铁的单质和化合物在实验和实际生产中都有重要作用。

Ⅰ．某同学将Cl2通入FeCl2和KSCN混合溶液中，现象为：
操作现象
现象1：A中溶液变红
现象2：稍后，溶液由红色变
为黄色
（1）B装置中反应的化学方程式______________________________________________。

（2）A中溶液变红的原因是___________________________________________________。

（3）为探究产生现象2的原因，该同学进行如下实验：
①取少量A中黄色溶液于试管加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在____。

②取少量A中黄色溶液于试管中，加入过量KSCN溶液，最终得到血红色溶液。

实验说明，Fe3+与SCN－生成红色Fe（SCN) 3的反应____可逆反应（是或不是）。

（4）该同学根据实验猜想，SCN－可能被氯水氧化。

查资料得知SCN－的电子式为
，
离子反应为：SCN－+８Cl2+9H2O＝SO42－+NO3－+16Cl－+18H+ + CO2 ；
①上述反应中，0.5molSCN－被氧化时转移的电子总数为____个。

②若要检验产物中含有SO42－，常用的化学试剂是________（写试剂名称）。

Ⅱ．高铁电池因原料丰富、绿色环保而倍受关注。

Zn－K2FeO4碱性电池的某电极的放电产物为FeOOH，该极电极为______极，电极反应式为_______________________________。

【答案】2NaOH + Cl2 ＝NaCl + NaClO + H2O Fe2+ 被Cl2氧化产生Fe3+，Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3呈红色 Fe3+是 8×6.02×1023氯化钡溶液、盐酸正 FeO42－+3e－+3H2O＝FeOOH+5OH－
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：（1）为防止污染，B中氢氧化钠吸收多余氯气，其化学方程式为： 2NaOH + Cl2 ＝NaCl + NaClO + H2O（2）Cl2可氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3溶液，呈红色.（3）①取A中黄色溶液于试管中，加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明有氢氧化铁固体生成，所以原溶液中一定存在Fe3+；另取少量A中黄色溶液于试管中，加入过量KSCN溶液，最终得到血红色溶液。

实验说明，Fe3+与SCN－生成红色Fe（SCN) 3是可逆反应。

（4）①、由SCN－的电子式为可S为-2价，C为+4价，N为-3价，所以在方程式SCN－+８Cl2+9H2O＝SO42－+NO3－+16Cl－+18H+ + CO2 中，S元素与N元素被Cl2氧化，所以1mol反应转移16mole-,则0.5molSCN－被氧化时转移的电子总数为8×6.02×1023个。

②、检验SO42－：加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明白色沉淀为硫酸钡，即溶液中有SO42－；II、已知：Zn－K2FeO4碱性电池的某电极的放电产物为FeOOH，可知在该电极Fe由+6价变为+3价，为正极，电极反应式为FeO42－+3e－+3H2O＝
FeOOH+5OH－。

考点：了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。

了解氧化还原反应的本质是电子的转移。

了解常见的氧化还原反应。

掌握常见氧化还原反应的配平和相关计算。

了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

点评：本题以铁的化合物的性质为载体综合考查了物质的检验，尾气处理，氧化还原反应的分析与相关计算，电化学电极反应分析与电极反应方程式的书写。

8．（17分）氯气在工农业生产中应用非常广泛。

请回答以下问题：
（1）下面是三位同学分别设计的实验室制取和收集氯气的装置，其中最好的是（填序号）：
（2）某课外小组同学用如图所示装置通过电解食盐水并探究氯气相关性质，请回答：
①现有电极:C和Fe供选择，请在虚框中补画导线、电源（），串联变阻器以调节电流，同时标出电极材料；电解的离子反应方程式
为。

②通电一段时间后，玻璃管A、B、C三处是浸有不同溶液的棉花，其中A、B两处的颜色变化分别为、；C处发生的离子反应方程式为。

③为防止氯气逸出造成污染，应采取的措施是。

（3）当在阴极收集到气体448mL（标准状况）后停止实验，将U形管溶液倒于量筒中测得体积为400mL，则摇匀后理论上
．．．计算得溶液pH= 。

【答案】（1）（2分）B
（2）①见右图：（2分） 2Cl-+2H2O====Cl2↑+H2↑+2OH-（3分）
②无色变蓝色
．．（2分）
．．（2分）、浅绿色变黄色
Cl2+SO32-+H2O==2Cl-+ SO42-+2H+（2分）
③在D处放一团浸有NaOH溶液的棉花（或将尾气通入盛有NaOH溶液的烧杯中。

2分）（3）（2分）13
【解析】
试题分析：（1）氯气在水中的溶解度不大，A装置用加热氯水的方法制氯气得到的氯气较少；氯气有毒，应进行尾气处理，装置C缺少尾气处理装置；实验室制取和收集氯气的装置最好的是B；（2）①通过电解食盐水制备氯气并探究氯气相关性质，氯气为阳极产物，
产生氯气的电极应与电源的正极相连，装置图见答案；电解的离子反应方程式为2Cl-
+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2OH-；②通电一段时间后，玻璃管A处氯气与碘化钾反应生成单质碘，碘遇淀粉变蓝色；B处氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，由浅绿色变黄色；C处氯气与亚硫酸钠溶液反应生成硫酸钠和盐酸，发生的离子反应方程式为Cl2+SO32-+H2O==2Cl-+ SO42-+2H+；③为防止氯气逸出造成污染，应采取的措施是在D处放一团浸有NaOH溶液的棉花（或将尾气通入盛有NaOH溶液的烧杯中）；（3）阴极收集到的气体为H20.448L，
n(H2)=0.448L÷22.4L/mol=0.02mol；由方程式：2Cl-+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2OH- 得：
n(OH-)=0.02mol×2=0.04mol；c(OH-)=0.04mol÷0.4L=0.1mol/L 则pH=14-(-lg10-1)=13。

考点：考查氯气的制备和性质，电解原理的应用。

9．重金属元素铬的毒性较大，含铬废水需经处理达标后才能排放。

Ⅰ.某工业废水中主要含有Cr3+，同时还含有少量的Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+等，且酸性较强。

为回收利用，通常采用如下流程处理：
注：部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表
氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Al(OH)3Cr(OH)3
pH 3.79.6ll.l89(>9溶解)
(1)氧化过程中可代替H2O2加入的试剂是________(填序号)。

A．Na2O2 B．HNO3 C．FeCl3 D．KMnO4
(2)加入NaOH溶液调整溶液pH＝8时，除去的离子是________；已知钠离子交换树脂的原理：M n+＋nN aR→MR n＋nNa+，此步操作被交换除去的杂质离子是__________。

A．Fe3+ B．Al3+ C．Ca2+ D．Mg2+
(3)还原过程中，每消耗172.8g Cr2O72-转移4.8 mol e-，该反应离子方程式为
________________。

Ⅱ.酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72-形式存在，工业上常用电解法处理含Cr2O72-的废水。

实验室利用如图装置模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应是Fe-2e-==Fe2+，阴极反应式是
2H++2e-==H2↑。