【化学】培优易错试卷化学能与电能辅导专题训练及详细答案

【化学】培优易错试卷化学能与电能辅导专题训练及详细答案
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。

①由上述实验及资料可推断，实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]－与_________作用的结果。

②为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]－，应补充的实验是_________。

（6）上述实验说明，铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与_________有关。

【答案】3Cu2+ + 2Al2Al3+ + 3Cu 0.117 证明增大CuSO 4溶液的浓度能够使Al和CuSO4的反应发生金属铜电流计指针偏转，两极均有白色沉淀生成 Al3+、Cu2+取适量实验4的棕褐色溶液，加水稀释，观察是否出现白色沉淀铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等
【解析】
(1)实验1中，铝与氯化铜反应置换出铜，反应的离子方程式为3Cu2+ + 2Al= 2Al3+ + 3Cu，故答案为3Cu2+ + 2Al= 2Al3+ + 3Cu；
(2)实验1中n(Cl-)=0.005L×0.2 mol·L-1×2=0.002mol，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
0.002mol×58.5g/mol= 0.117g，故答案为0.117；
(3)实验3与原实验相比，增大了硫酸铜溶液的浓度，铝条表面有少量气泡产生，并有少量红色固体，说明增大CuSO4溶液的浓度能够使Al和CuSO4的反应发生，故答案为证明增大CuSO4溶液的浓度能够使Al和CuSO4的反应发生；
(4)① Cu + CuCl2=2CuCl反应中铜被氧化，铜应该做负极，CuCl2被还原，在正极放电，因此A极为负极，选用铜作负极，故答案为铜；
②构成原电池后，铜溶解进入溶液，与溶液中的氯离子反应生成白色沉淀，正极铜离子被还原，也生成白色沉淀，电流计指针偏转，故答案为电流计指针偏转，两极均有白色沉淀生成；
(5)①由上述实验ii及资料可推断，实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]－与
Al3+、Cu2+作用的结果，故答案为Al3+、Cu2+；
②根据信息知，取适量实验4的棕褐色溶液，加水稀释，观察是否出现白色沉淀可以确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2]－，故答案为取适量实验4的棕褐色溶液，加水稀释，观察是否出现白色沉淀；
(6)根据实验1和2、2和3、1和4中所用试剂的种类和浓度以及实验现象可知，铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等有关，故答案为铜盐中阴离子的种类、铜盐溶液的浓度等。

2．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。

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．Na2SO4溶液 B．MgSO4 溶液 C．SO3 D．CuSO4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．某化学课外活动小组的同学利用原电池原理探究一定温度下（实验时实际的环境温度）使铁钝化的硝酸的最低浓度。

实验步骤如下：
①向两支具支试管中分别加入浓硝酸5。

0mL（质量分数为65%，
密度为1。

4g/mL）。

按图组装好实验装置。

②将铜丝和铁丝同时插入浓硝酸中，观察到灵敏电流计指针先指向铜丝，但又迅速反转（只需1—2s）指向铁丝一端。

③用盛有5。

0mL蒸馏水的注射器向具支试管内加水，并注视电流计的指针偏转方向。

在指针恰好发生反转又指向铜丝时停止
实验，记录此时已注入的水的体积。

重复三次实验获得的数据如下：
实验次数实验温度（℃）注入水的体积（mL）
117。

22。

4
2T12。

5
3T22。

3
请回答下列问题：
（1）在该装置中仪器a 因其作用而称为____；指针指向铁丝时，铁丝为___极（填“正”或“负”）
（2）65%的硝酸的物质的量浓度是_________；在未注水前正极的电极反应式为________。

（3）T 1_______T 2（填“>”、“<”或“=”）
（4）在本实验温度下，使铁钝化的硝酸最低浓度为_____%；利用本实验数据判断，若以45%的硝酸进行实验（不再注水），则电流表的指针应指向_____电极（填“铁”或“铜”） （5）该实验装置上的不足是_________，改进方法是________________________。

【答案】盐桥 正 14。

4mol/L NO 3－＋e －＋2H ＋=NO 2↑＋H 2O = 48 铜 缺少尾气处理装置 应在两侧支管口处均连接导管，将产生气体导入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中
【解析】
【详解】
（1）在该装置中仪器a 因其作用而称为盐桥；铁在浓硝酸中发生钝化，所以铜是正极，所以铁是正极；
（2）根据10001000 1.465%c 14.4mol /L M 63
ρω⨯⨯===；正极是硝酸根离子发生还原反应，电极反应式为:32NO e 2H NO --+++=↑2H O +；
（3）温度相同条件下加入水探究一定温度下(实验时实际的环境温度)使铁钝化的硝酸的最低浓度，改变加入水的量体坛就钝化浓度，所以温度不变，故12T T =；
（4）重复三次实验平均加水量 2.3 2.5 2.4mL=2.4mL 3
++=，使铁钝化的硝酸最低浓度5.0 1.465%100%48%5.0 1.4 2.4
⨯⨯=
⨯=⨯+，利用本实验数据判断，若以45%的硝酸进行实验（不再注水），铁不发生钝化，铁做负极，则电流表的指针应指向电极铜电极； （5）反应过程中所生产的了氮的氧化物是有毒气体会污染空气，该实验装置的不足之处是没有尾气处理装置，应在两侧支管口处均连接导管，将产生的气体导入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中吸收尾气，避免排放到空气中污染环境。

5．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KMnO 4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K 1,打开K 2,通电后,B 的KMnO 4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。

6．工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3，Fe2O3、SiO2)制取铜的操作流程如下：
已知：Cu2O＋2H＋= Cu＋Cu2＋＋H2O
（1）实验操作Ⅰ的名称为；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有 (填仪器名称)。

（2）滤液A中铁元素的存在形式为 (填离子符号)，生成该离子的离子方程式
为，检验滤液A中存在该离子的试剂为 (填试剂名称)。

（3）金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为。

（4）常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH－)前者为后者的108倍，则两种溶液的pH＝。

（5）利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的是 (填代号)。

a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．精铜作阴极，电解后电解液中Cu2＋浓度减小
d．粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
（6）从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤为：称取一定质量的样品→→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。

(填缺少的操作步骤，说出主要操作方法，不必描述操作过程的细节)
【答案】（1）过滤；坩埚；
（2）Fe2＋；Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；硫氰化钾溶液和新制氯水或铁氰化钾溶液；
（3）2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；（4）11；
（5）b c；（6）将浓硫酸用蒸馏水稀释，使样品与足量稀硫酸充分反应。

【解析】
试题分析：（1）操作I得到液体和固体，因此操作步骤为过滤；灼烧固体需要在坩埚中进行，因此缺少的是坩埚；
（2）Cu2O在酸性条件生成Cu，Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，因此铁元素以Fe2＋形式存在；检验Fe2＋：先加KSCN溶液，观察溶液颜色，然后再加氯水，如果溶液变为红色，说明含有Fe2＋，也可以用K3Fe(CN)6，如果产生蓝色沉淀，说明有Fe2＋；（3）焊接钢轨，采用铝热反应，即2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；
（4）设pH=x，NaOH溶液中水电离出c(OH－)=c(H＋)=10－x，则NaAlO2中水电离的c(OH －)=10(8－x)，NaAlO2的pH=10－14/10(8－x)=10(x－22)，两者pH相等，则有x=22－x，解得x=11；（5）a、电解过程一部分能量转化成热能，故错误；b、精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化
反应，纯铜作阴极，化合价降低，发生还原反应，故正确；c、粗铜中含有锌、铁等杂质，Zn－2e－=Zn2＋，阴极上：Cu2＋＋2e－=Cu，溶液Cu2＋略有降低，故正确；d、阴极：Cu2＋＋2e －=Cu，能够得到通过的电量和析出铜的量的关系，故错误；(6) 将浓硫酸用蒸馏水稀释，使样品与足量稀硫酸充分反应。

考点：考查物质的提纯、离子检验、铝热反应、电解过程等知识。

7．某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
编号电极材料电解质溶液电流指针偏转方向
1Mg Al稀盐酸偏向Al
2Al Cu稀盐酸偏向Cu
3Al 石墨稀盐酸偏向石墨
4Mg Al NaOH溶液偏向Mg
5Al Zn浓硝酸偏向Al
试根据上表中的实验现象回答下列问题：
（1）实验1、2中Al所作的电极是否相同？．
（2）实验1、4中Al所作的电极是否相同？．
（3）写出实验3中的电极反应式．正极：；
（4）用电子式表示氯化镁的形成过程：
【答案】（1）不同；（2）不同；（3）2H＋＋2e－=H2↑；（4）。

【解析】
试题分析：（1）实验1：Mg比Al活泼，两者都和盐酸反应，因此Mg作负极，Al作正极，实验2：Al比Cu活泼，Al作负极，Cu作正极，故Al所作的两极不相同；（2）实验4中，虽然Mg比Al活泼，但Mg不与氢氧化钠反应，而Al可以，因此Al作负极，Mg作正极，因此Al所作的两极不相同；（3）实验3中，正极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；（4）MgCl2是离子化合物，用电子式表示氯化镁形成过程：。

考点：考查原电池中正负极的判断、电子式表示化合物形成过程等知识。

8．某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。

Ⅰ．利用如图所示装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。

（1）写出负极的电极反应式：_______ _____。

（2）某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：
假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe2＋；
假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe3＋；
假设3：__________________________。

（3）为了探究假设1、2，他采取如下操作：
①取0．01 mol/L FeCl3溶液2 mL于试管中，加入过量铁粉；
②取操作①试管的上层清液加入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；
③取少量正极附近溶液加入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，未见蓝色沉淀生成；
④取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变红。

据②、③、④现象得出的结论是________________________。

（4）该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀，请再举一例防护钢铁腐蚀的措施_____________。

Ⅱ．利用如图所示装置做电解50 mL 0．5 mol/L的CuCl2溶液实验。

实验记录：
A．阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色（提示：Cl2氧化性大于IO－3）；
B．电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。

（1）分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：①___ _______；②__ _________。

（2）分析实验记录B中浅蓝色固体可能是________________（写化学式）
【答案】Ⅰ．（1）Zn－2e－===Zn2＋（2）铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋
（3）正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋（4）油漆（其他合理答案均可）
Ⅱ．（1）2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ 5Cl2＋I2＋6H2O===10Cl－＋2IO3－＋12H＋
（2）Cu（OH）2
【解析】
试题分析：Ⅰ．（1）锌比铁活泼，锌为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。

（2）根据假设1、2进行分析，得出假设3为铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋。

（3）从②分析得出①的试管中含有Fe2＋；③现象说明不含Fe2＋；④现象说明不含Fe3＋；因此可得出的结论是正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋。

（4）防护钢铁腐蚀的措施有油漆、电化学保护法等。

Ⅱ．（1）阳极上氯离子放电，有氯气产生，由于2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；当氯气过量时，会发生反应5Cl2＋I2＋6H2O===10Cl－＋21O3－＋12H ＋，颜色褪去。

（2）电解一段时间后，Cu2＋浓度下降，H＋开始放电，溶液pH增大，Cu2＋转化为Cu（OH）2。

【考点定位】本题主要是考查了原电池和电解池原理的应用与有关判断
【名师点晴】电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据电解时电极质量或溶液p H的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。

解答电解池相关题目时，应从几步入手：①看电极（材料），判断电极本身是否参与反应。

②看溶液，判断电解液中的阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。

③看隔膜，判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化，从而判断溶液中微粒穿过阴（阳）离子隔膜的方向和产物。

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：
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。

10．（12分）将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：
（1）下列说法正确的是____________。

A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B．乙中铜片上没有明显变化
C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D．两烧杯中溶液的c(H+)均增小
（2）在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲____乙（填“＞”、“＜“或“＝”）。

（3）当甲中产生1.12L（标准状况）气体时，通过导线的电子数目为_______________。

（4）当乙中产生1.12L（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L－1（设反应前后溶液体积不变）。

试确定原稀硫酸的物质的量浓度为_________________ mol·L－1。

(5) 甲中锌片上发生的电极反应： _________________________；
(6) 若甲中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为47 g，则：氢气的体积(标准状况)为________L。

【答案】（1）BD （2）甲＞乙（3）6.02×1022(0.1N A)
（4）1 （5）Zn-2e-=Zn2+； (6) 4.48
【解析】（1）根据装置特点可知，甲是原电池，锌比铜活泼，锌是负极，失去电子，铜是正极，溶液中的氢离子得到电子；乙不是原电池，锌能直接和稀硫酸发生置换反应，而铜不能和稀硫酸反应。

所以正确的答案选BD。

（2）通过原电池反应进行的反应速率大于直接发生化学反应的反应速率。

（3）1.12L气体在标准状况下的物质的量是0.05mol，转移电子是0.05mol×2＝0.1mol，数目是6.02×1022(0.1N A)。

（4）溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，所以氢离子的物质的量是0.1mol，因此剩余硫酸是
0.05mol。

消耗硫酸是0.05mol，所以原硫酸的物质的量是0.1mol，其浓度是0.1mol÷0.1L＝
1.0mol/L。

(5) 甲中锌是负极，发生的电极反应为Zn-2e-=Zn2+。

（6）电极减少的质量就是参加反应的锌的质量，即消耗锌是13g，物质的量是0.2mol，生成氢气是0.2mol，标准状况下的体积是4.48L。