2020-2021全国备战高考化学化学能与电能的综合备战高考真题分类汇总及答案解析

2020-2021全国备战高考化学化学能与电能的综合备战高考真题分类汇总及答
案解析
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。

【解析】
【分析】
根据原电池原理，负极发生氧化反应；根据电解池原理，阴极发生还原反应，通过物质的化合价变化判断反应发生原理，阳离子移动方向与电子移动方向相同，据此回答问题。

【详解】
(1) 已知电池总反应为反应Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋，银离子化合价降低，得到电子，作正极，故石墨一侧仅为导电材料，作负极，甲溶液是含Fe2+的溶液，可以为FeSO4或FeCl2溶液。

证明反应能够发生，实际上即证明有Fe3+生成，实验操作及现象是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。

(2) 由图可知，电子从铁电极移到外侧，故铁电极失去电子，发生氧化反应，做负极。

正极NO3-得到电子变为NH4+，NO3-＋8e－＋10H＋=NH4+＋3H2O；
(3)由题可知，HCl失去电子变为Cl2，发生氧化反应，做阳极。

阴极区的电极反应式为Fe3+＋e－= Fe2+，外侧Fe2+与氧气反应4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O，电路中转移1 mol电子，需消耗氧气0.25mol，即5.6L(标准状况)。

(4)由图可知，阴极溶液为KOH，根据阳离子放电顺序H+>K+，即电解时阴极的电极反应式为2H＋＋2e－= H2 ↑。

阴极得到电子，阳离子向阴极移动，即电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为K+，其迁移方向是a→b。

归纳电极反应式的书写方法：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。

2．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
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
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-的原因：_______。

（资料：Ag+ + I-= AgI↓ K1 =1.2×1016；2Ag+ + 2I-= 2Ag↓+ I2 K2 = 8.7×108）
【答案】Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+ AgI Cu2+ AgCl CuI+2Ag+=Cu2++Ag+AgI 2
22
I e I
--
-=将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L 24
Na SO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AgI 2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2，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。

3．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现反应条件不同，反应速率不同。

请回答下列问题：
（1）在用稀硫酸与锌制氢的实验中，加入少量下列物质可加快氢气生成速率的是_____（填序号）
A ．Na 2SO 4 溶液
B ．MgSO 4 溶液
C ．SO 3
D ．CuSO 4 溶液
（2）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的实
验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

请完成此实验设计，其中：V1＝____ mL， V6＝______ mL。

该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析速率下降的主要原因__________ 。

（3）该同学为探究其它因素对锌与稀硫酸反应速率的影响，又做了以下实验，记录数据如下，回答下列问题：
①由实验可推知，反应物的总能量_______产物的总能量（填“＜”、 “＞” 或“＝”）。

②实验2和5表明，______对反应速率有影响。

③实验4和5表明，______对反应速率有影响，能表明同一规律的实验还有 _________ （填实验序号）。

④本实验中影响反应速率的其他因素还有________。

【答案】 C D 30 10 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＞浓度固体表面积 1和2 温度
【解析】（1）在用稀硫酸与锌制氢气的实验中，加入Na2SO4溶液，减小了硫酸的浓度，使速率减小，故A错误；B、加入MgSO4 溶液，减小了硫酸的浓度，使速率减小，故B错误；C、通入SO3相当于加入了硫酸，增大了硫酸的浓度，加快了化学反应速率；D、加入CuSO4溶液，锌为活泼金属，发生Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，置换出铜，与锌形成原电池反应，化学反应速率加快；故选CD；
（2）研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响要求硫酸的量不变，所以V1=30，分析可以看出为了消除硫酸的物质的量浓度不同引起的误差，所以加入的硫酸铜和水的体积和要求一样为20mL，所以V6＝ 10 ，加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4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
的主要原因是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；
（3）①从表中看出，反应后的温度高于反应前的温度，说明这是一个放热反应，即反应物的总能量大于产物的总能量；
②实验2和5表明只要硫酸的物质的量浓度不同，是为了探究浓度对反应速率的影响；
③实验4和5、1和2，都是为了探究固体表面积对反应速率的影响，粉末反应的时间短，说明固体表面积越大，反应速率越快；
④由于这是一个放热反应，所以温度也是影响本实验的反应速率的因素之一。

4．某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。

装置现象
电解一段时间时，阳极石墨表面产生
气体，阴极石墨上附着红色物质，烧
杯壁变热，溶液由蓝色变为绿色
（1）甲认为电解过程中阳极产生的是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：。

（2）乙查阅资料，CuCl2溶液中存在平衡：Cu2+ + 4Cl＿ [CuCl4]2＿(黄色) ΔH＞0。

据此乙认为:电解过程中，[CuCl4]2＿(黄色)浓度增大，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。

乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2＿浓度增大的原因：。

（3）丙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。

装置现象
电解相同时间时，阳极石墨表面产生气泡，溶液仍
为蓝色；阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变
为绿色；U型管变热，冷却后阴极附近溶液仍为绿色
是，否定乙的依据是。

（4）丙继续查阅资料：
i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]＿，[CuCl2]＿掺杂Cu2+后呈黄色
ii. 稀释含[CuCl2]＿的溶液生成CuCl白色沉淀据此丙认为：电解过程中，产生[CuCl2]＿掺杂Cu2+后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。

丙进行如下实验：
a．取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2 mL浓盐酸，加热获得含[CuCl2]＿的黄色溶液。

c. 冷却后向上述溶液……
d. 取c中2 mL溶液，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

① a的目的是。

② 写出b中生成[CuCl2]＿的离子方程式：。

③ 补充c中必要的操作及现象：。

丙据此得出结论：电解时阴极附近生成[CuCl2]＿是导致溶液变绿的原因。

【答案】
（1）Cl2；2Cl－-2e－= Cl2↑
（2）电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动；
（3）阳极附近溶液仍为蓝色；U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色；
（4）①证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－；
②Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－；
③加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。

【解析】
试题分析：（1）电解过程中阳极发生氧化反应，溶液中的氯离子放电生成氯气，氯气溶于水，溶液可能呈现绿色，故答案为：Cl2；2Cl－-2e－= Cl2↑；
（2）电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动，[CuCl4]2＿浓度增大，故答案为：电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动；（3）阳极生成了氯气，但阳极附近溶液仍为蓝色，说明不是生成氯气的缘故；Cu2+ + 4Cl＿ [CuCl4]2＿(黄色) ΔH＞0，温度降低，平衡正向移动，溶液应该呈现黄色，但U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色，因此乙的推断也不正确，故答案为：阳极附近溶液仍为蓝色；U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色；
（4）①根据信息，取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀，说明电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－，故答案为：证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－；
②氯化铜晶体和铜粉加入2 mL浓盐酸中，加热获得含[CuCl2]＿的黄色溶液，反应的离子方程式为Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－，故答案为：Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－；
③c的步骤就是证明电解时阴极附近生成[CuCl2]＿是导致溶液变绿的原因，因此操作及现象为加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同，故答案为：加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。

考点：考查了物质性质的探究实验方案的设计的相关知识。

5．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 ＋NaFeO4=K2FeO4＋2NaOH，请根据反应原理分析反应能发生的原因。

(5)K2FeO4在水溶液中易发生反应：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，则洗涤剂最好选用 (填序号)。

A．H2O B．稀KOH溶液 C．NH4Cl溶液 D．Fe(NO3)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)Fe3+ +3H2O Fe(OH)3+3H+；水解产生的Fe(OH)3胶体能够吸附杂质；
(2)FeCl2；NaClO
(3)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－=2FeO42－＋3Cl－＋5H2O
(4)K2FeO4溶解度小于NaFeO4，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)FeO42- + 3e- + 4SO3 = Fe3+ + 4SO42-
【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：Fe3+ +3H2O 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。

6．如图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液如图所示。

(1)关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴向c端移动,则电源b端为极，通电一段时间后,滤纸d端的电极反应式是。

(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3,且均为0.1 mol,打开K1,关闭K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示,则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是。

(3)D装置中溶液是H2SO4溶液,则电极C端从开始至一段时间后的实验现象是。

【答案】
(1)负极，2H+ + 2e-- = H2
(2)Cu2+ >H+ >X3+
(3)产生无色气体，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出
【解析】
试题分析：(1)据题意B的KMnO4紫红色液滴向c端移动，说明高锰酸根离子向c端移动，可推出极c端为阳极，则与之相连的电源a端为正极，b端为负极，所以通电滤纸d端为阴极，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：负；2H++2e-=H2↑；
(2)根据电解C的图象可知，通电后就有固体生成，当通过电子为0.2mol时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是铜．如果是X3+析出，电子数应该是0.3mol，则氧化能力为Cu2+＞X3+，当电子超过0.2mol时，固体质量没变，说明这是阴极产生的是氢气，即电解水，说明氧化能力H+＞X3+，故氧化能力为Cu2+＞H+＞X3+；故答案为：Cu2+＞H+＞X3+；(3)D装置中溶液是H2SO4，电极C端与b负极相连即为阴极，开始为氢离子得电子生成氢气，后阳极的铜失电子生成铜离子进入溶液，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质在阴极析出，所以看到的现象为在C端开始时有无色无味气体产生，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出；故答案为：在C端开始时有无色无味气体产生，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出。

【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理
【名师点晴】本题综合考查电解原理以及根据图象获取信息、运用知识综合分析能力，根据KMnO4紫红色液滴向c端移动判断电源的正负极为解答该题的关键。

打开K1，关闭K2，则为电解C、D两池，根据电解C的图象可知，开始即析出固体，总共0.2mol电子通过时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是铜，此后，继续有电子通过，不再有固体析出，说明X3+不放电，H+放电，从而判断离子氧化性；D装置中溶液是H2SO4，电极C 端与b负极相连即为阴极，开始氢离子得电子生成氢气，后阳极的铜失电子生成铜离子进入阴极在阴极析出。

注意电极方程式的判断，为易错点。

7．（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。

8．（I）某同学设计实验探究构成原电池的条件，装置如下：
实验一：实验探究电极的构成〈甲图〉
①A、B 两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转；② A、B 两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转；③ A极用锌片，B极用铜片，发现电流计指针向左偏转；④ A极用锌片，B极用石墨，发现电流计指针向左偏转。

结论一：____________________________________。

实验二：探究溶液的构成〈甲图，A极用锌片，B极用铜片)
①液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；
②改用硫酸溶液，发现电流计指针偏转，B极上有气体产生。

结论二：____________________________________。

实验三：对比实验，探究乙图装置能否构成原电池
将锌、铜两电极分别放入稀硫酸溶液中，发现锌片上有气泡产生，铜片上无明显现象，电流计指针不发生偏转。

结论三：____________________________________。

思考：对该同学的实验，同学乙提出了如下疑问，请你帮助解决。

（1）在甲图装置中，若A 为镁片，B为铝片，电解质溶液为NaOH溶液，电流计的指针应向_______偏转。

（2）一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中，电流计指针_______（填“能”或“不能”）偏转。

（II）依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：（1）电极X的材料是_________；电解质溶液Y是_________；
（2）当电路中转移0.01mol电子时，两电极的质量差为______g。

【答案】电极必须是两活泼性不同的电极溶液必须是电解质溶液必须构成闭合回路
右不能 Cu AgNO3 1.4g
【解析】
【分析】
(I)实验一：由①②可知，当两极相同时，不能形成原电池；由③④可知，当两极是两种活泼性不同的金属或一种是金属一种是非金属时，可以形成原电池；
实验二：①中乙醇是非电解质，溶液中无自由移动离子；②中硫酸是电解质，硫酸溶液中有自由移动离子，能形成原电池；
实验三：要有电流，必须能形成闭合回路。

思考：(1)相对于电解质溶液来讲，哪个电极更活泼，哪个电极做负极，指针向哪偏转；(2)要形成原电池产生电流，必须形成闭合回路。

(II)根据反应“2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)”分析，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，则正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag++e=Ag，电解质溶液为AgNO3 ，原电池中，电子从负极经外电路流向正极，由此分析解答。

【详解】
(I)实验一：由①②可知，当两极相同时，不能形成原电池；由③④可知，当两极是两种活泼性不同的金属或一种是金属一种是非金属时，可以形成原电池；
实验二：①中乙醇是非电解质，溶液中无自由移动离子；②中硫酸是电解质，硫酸溶液中有自由移动离子，能形成原电池；
实验三：要有电流，必须能形成闭合回路；
思考：(1)相对于氢氧化钠溶液来讲，铝比镁更活泼，故铝做负极，电流计的指针应向右偏转；
(2)一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中，不能形成闭合回路，而要形成原电池产生电流，必须形成闭合回路；
(II)(1)由反应“2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 ；
(2)若刚开始Cu电极和银电极的质量相等，当电路中通过0.01mol电子时，正极上生成Ag 为0.01mol，即1.08g，负极上Cu溶解的物质的量为0.005mol，即0.32g，所以两个电极的质量差为0.32g+1.08g=1.4g。

9．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）。