2020-2021高考化学化学能与电能的综合热点考点难点及详细答案

2020-2021高考化学化学能与电能的综合热点考点难点及详细答案
一、化学能与电能
1．电解原理在化学工业中有广泛应用。

如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题。

若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则：
(1)电解池中X极上的电极反应式是____________，在X极附近观察到的现象是
_________________。

(2)Y电极上的电极反应式是____________，检验该电极反应产物的方法是____________。

【答案】2H++2e－=H2↑放出气体，溶液变红 2Cl－－2e－=Cl2↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝
【解析】
【详解】
由题意或图像可知，此池为电解池，X极为阴极，Y极为阳极。

电极为惰性电极，饱和NaCl溶液中存在Na+、Cl－、H+、OH－，在阴极上，H+放电能力强于Na+，故阴极上发生的电极反应式为2H++2e－=H2↑，因而导致X极附近有气体放出，溶液呈碱性，溶液颜色由无色变为红色；在阳极上，Cl－放电能力强于OH－，故阳极上发生的电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑。

2．（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。

3．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_______________________。

（2）已知Sc3++3HTBP Sc(TBP)3+3H+，则上述洗脱剂最好选择___________(选填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。

在实验室模拟完成上述操作Ⅰ和操作Ⅱ所涉及的玻璃仪器有______________。

（3）草酸“沉钪”得到草酸钪的化学反应类型为____________________________。

（4）在空气中灼烧草酸钪即可得到氧化钪(Sc2O3)，其化学反应方程式为
__________________________。

（5）“水相”的主要离子有TiOCl42-、H+、Cl- 及________，写出加入大量的水并加热发生的相关离子反应方程式__________________________。

（6）钛的冶炼新法是剑桥电解法（如右图）。

以含少量CaCl2的CaO熔融物作为介质，电解时。

在阴极生成的Ca进一步还原TiO2得钛。

写出阳极电极主要反应方程式：__________________________；利用中学所学知识可以预测CaCl2的作用包含增强导电性、___________；F=96500C/mol，当I=0.5A，通电80分
钟，理论上获得Ti的质量为__________g（计算表达式）。

【答案】抑制TiOCl42-的进一步水解（多答Mg2+、Sc3+水解亦给分）酸性分液漏斗、烧杯复分解反应3O2+2Sc2（C2O4）32Sc2O3+12CO2Mg2+TiOCl42-+（1+x）
H2O TiO2·xH2O+2H++4Cl-2O2--4e-=O2↑降低CaO的熔点
【解析】
(1)为了防止TiOCl42-、Mg2+、Se3+水解，酸浸过程中加入HCl可以，故答案为：抑制TiOCl42-的进一步水解；
(2)根据Sc3++3HTBP Sc(TBP)3+3H+，则上述洗脱剂最好选择酸性溶液洗涤，可以抑制Sc3+与HTBP的反应；操作Ⅰ和操作Ⅱ为分液，所涉及的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯，故答案为：酸性；分液漏斗、烧杯；
(3)ScCl3与草酸发生复分解反应生成草酸钪，故答案为：复分解反应；
(4)在空气中灼烧草酸钪即可得到氧化钪(Sc2O3)，同时草酸根离子被氧化生成二氧化碳，反应的化学反应方程式为3O2+2Sc2(C2O4)32Sc2O3+12CO2，故答案为：
3O2+2Sc2(C2O4)32Sc2O3+12CO2；
(5)根据流程图，钛工厂TiCl4烟尘中含有大量的ScCl3、MgCl2及SiO2小颗粒等物质，酸浸后，过滤除去了二氧化硅，再用有机溶剂萃取，“水相”中主要离子有TiOCl42-、H+、Cl- 及Mg2+，在水相中加入大量的水并加热促进TiOCl42-水解生成TiO2·xH2O，反应的离子方程式
为TiOCl42-+(1+x)H2O TiO2·xH2O+2H++4Cl-，故答案为：Mg2+；TiOCl42-
+(1+x)H2O TiO2·xH2O+2H++4Cl-；
(6)在阴极，氧化钙被还原生成Ca，被还原的Ca进一步还原TlO2获得钛，电极反应为
Ca2++2e-=Ca、2Ca+TlO2=2CaO+Ti，阳极石墨上氧离子失去电子生成氧气，电极反应式为2O2--4e-=O2↑，电解质为混有氯化钙的熔融的氧化钙，加入氯化钙可以增强电解质的导电性，同时可以降低CaO的熔点，节约能量；电流强度为0.5A，电池工作80分钟，则电量为
0.5A×80×60s=2400C，转移电子的物质的量=，生成Ti的质量
=×48g/mol=×48g，故答案为：2O2--4e-=O2↑；降低CaO 的熔点；×48。

4．硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯璜化剂，用于制作药品、染料、表面活性剂等。

有关物质的部分性质如下表：
物质熔点/℃沸点/℃其它性质
SO2Cl2-54.169.1①易水解，产生大量白雾
②易分解：SO2Cl2 SO2↑+Cl2↑
H2SO410.4338具有吸水性且不易分解
实验室用干燥而纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯，反应的化学方程式为SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l)△H=-97.3kJ/mol。

装置如图所示（夹持仪器已省略），请回答有关问题：
（1）仪器B的作用是_____________________。

（2）若无装置乙硫酰氯会发生水解，则硫酰氯水解反应的化学方程式为
________________。

（3）写出丁装置中发生反应的化学反应方程式并标出电子的转移__________________。

（4）为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有_________(填序号)①先通冷凝水，再通气②控制气流速率，宜慢不宜快
③若三颈烧瓶发烫，可适当降温④加热三颈烧瓶
（5）少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解获得，该反应的化学方程式为
________________________，此方法得到的产品中会混有硫酸。

从分解产物中分离出硫酰氯的方法是___________________。

（6）工业上处理SO2废气的方法很多，例如可以用Fe2(SO4)3酸性溶液处理，其工艺流程如下溶液②转化为溶液③发生反应的离子方程式为__________________________ ；
有的工厂用电解法处理含有SO2的尾气，其装置如下图所示（电极材料均为惰性电极）。

下列说法不正确的是_______
A．电极a连接的是电源的正极
B．若电路中转移0.03mole-，则离子交换膜左侧溶液中增加0.03mol离子
C．图中的离子交换膜是阳离子交换膜
D．阴极的电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+==S2O42-+2H2O
【答案】吸收未反应完的氯气和二氧化硫，防止污染空气；防止空气中水蒸气进人甲，防
止SO2Cl2水解 SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl ①②③
2ClSO3H＝H2SO4+SO2Cl2蒸馏 4H++4Fe2++O2＝4Fe3++2H2O B
【解析】（1）.甲装置发生的反应是：SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(l)，二氧化硫和氯气都是有毒的气体，产物SO2Cl2易水解，所以可以在仪器B中盛放碱石灰，以吸收未反应完的氯气和二氧化硫，防止污染空气，同时还可以防止空气中的水蒸气进入甲装置中，防止SO2Cl2水解，故答案为：吸收未反应完的氯气和二氧化硫，防止污染空气；防止空气中水蒸气进人甲，防止SO2Cl2水解；
（2）.乙硫酰氯发生水解生成硫酸和氯化氢，水解反应的方程式为：
SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，故答案为：SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；
（3）.在丁装置中，KClO3与浓盐酸反应生成KCl、Cl2和水，反应方程式
为：KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O，在该反应中，KClO3中氯元素的化合价从+5价降低到0价，HCl中氯元素的化合价从－1价升高到0价，根据得失电子守恒，表示电子转移的式子
为：，故答案为：
；
（4）.由于硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”；100℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解，因此为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有①先通冷凝水，再通气，②控制气流速率，宜慢不宜快，③若三颈烧瓶发烫，可适当降温，但不能加热三颈烧瓶，否则会加速分解，①②③正确，故答案为：①②③；
（5）.根据题意可知，氯磺酸（ClSO3H）加热分解，也能制得硫酰氯与硫酸，该反应的化学方程式为2ClSO3H＝H2SO4+SO2Cl2；硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，而硫酸沸点高，则分离产物的方法是蒸馏，故答案为：
2ClSO3H＝H2SO4+SO2Cl2；蒸馏；
（6）.根据流程图可知，硫酸铁酸性溶液和SO2发生氧化还原反应生成硫酸亚铁和硫酸，所以溶液②中含有硫酸亚铁和硫酸，硫酸亚铁在酸性条件下被空气中的氧气氧化生成硫酸铁，反应的离子方程式为：4H++4Fe2++O2＝4Fe3++2H2O；由装置图可知，通入二氧化硫的一极生成硫酸，则a为阳极，发生氧化反应，b为阴极，发生还原反应，A. a为阳极，则电极a连接的是电源的正极，故A正确；B. 阳极发生SO2−2e−+2H2O=SO42−+4H+，若电路中转移0.03mole−，则离子交换膜左侧溶液中生成0.015molSO42−和0.06molH+，其中0.03molH+移向阴极，增加0.045mol离子，故B错误；C. 电解使阳极生成氢离子，阴极消耗氢离子，
则氢离子向阴极移动，所以图中的离子交换膜是阳离子交换膜，故C正确；D. 阴极发生还原反应，电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+==S2O42-+2H2O，故D正确；故答案为：
4H++4Fe2++O2＝4Fe3++2H2O；B。

5．钢铁分析中常用高氯酸(HClO4)溶解矿样，某研究性学习小组欲制取少量高氯酸。

该学习小组查阅到：
a．HClO4浓度高于60%时遇含碳化合物易爆炸，浓度低于60%时比较稳定;
b．NaClO4与浓硫酸反应可制得高氯酸，若采用真空蒸馏可得纯高氯酸;
c．NaClO3在673K(400℃) 分解产生NaClO4、NaCl和一种气体。

该小组同学设计实验分三步制备高氯酸：
（一）制氯气并使制得的氯气与氢氧化纳溶液反应制氯酸纳;
（二）氯酸钠分解制高氯酸钠;
（三）高氯酸纳与浓硫酸反应制高氯酸[2NaClO 4+H2SO4(浓)Na2SO4+2HClO4]。

（1）制取氯酸钠的装置连接顺序为A,___________
（2）B 装置中发生反应的离子方程式为__________________________。

（3）为了制备高氯酸钠并推出氯酸钠分解制高氯酸钠的化学方程式，该小组设计了两组装置(甲，乙)如下：
该小组经过分析决定选用甲装置制备高氯酸钠，取NaClO3样品2.13 g,加热充分反应后集气瓶中收集到224 mL (标准状况下)气体，则该反应的化学方程式为
_________________________；不选用乙装置的原因可能为______________________。

（4）用丙裝置制备高氯酸，向烧瓶中加入高氯酸钠，然后加入浓硫酸后，加热可制取高氯酸。

实验开始前，胶塞及导管接口需要包锡箔纸，其原因是___________，仪器E的名称为___________。

该组同学发现操作中少加入一种物质，该物质的名称为___________。

发现后的正确操作为_________________。

（5）工业上大量制备NaClO4常用高电流密度电解NaClO3的方法，试写出以惰性电极电解时的阳极反应式：_______________________________________________。

【答案】C,B,D 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O 2 NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑乙装置不
能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集橡胶中含有“碳”，若生成的高氯
酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸锥形瓶碎瓷片(或沸石) 停止实验，冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验 ClO3--2e+H2O=ClO4-+2H+
【解析】
（1）. 装置A制取的氯气通过装置C除去氯化氢杂质，在装置B中，氯气与氢氧化钠溶液反应制得氯酸钠，用D吸收多余的氯气，防止污染环境，所以制取氯酸钠的装置连接顺序为A，C，B，D，故答案为C，B，D；
（2）.在B 装置中，氯气和氢氧化钠溶液在加热的条件下发生反应，生成氯化钠、氯酸钠和水，反应的离子方程式为：3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O，故答案为3Cl2+6OH-5Cl-
+ClO3-+3H2O；
（3）. 用甲装置制备高氯酸钠，2.13gNaClO3样品的物质的量为0.02mol，224mL(标准状况下)气体的物质的量为0.01mol，则该反应的化学方程式为2NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑；因乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集，所以不选用乙装置，故答案为2NaClO3NaClO4+NaCl+O2↑；乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应
后气体无法收集；
（4）. 实验开始前，胶塞及导管接口需要包锡箔纸，其原因是橡胶中含有“碳”，若生成的
高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸；仪器E的名称为锥形瓶；该组同学发现操作中少加入一种物质，该物质的名称为碎瓷片（或沸石），发现后的正确操作为停止实验，冷却后加入碎瓷片（或沸石）再继续进行实验，故答案为橡胶中含有“碳”，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸；锥形瓶；碎瓷片(或沸石)；停止实验，冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验；
（5）.工业上大量制备NaClO4常用高电流密度电解NaClO3的方法，以惰性电极电解时，阳
极发生氧化反应，则阳极反应式为：ClO3--2e-+H2O=ClO4-+2H+，故答案为ClO3--2e-+H2O=ClO4-
+2H+。

6．电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。

某兴趣小组做如下探究实验：
（1）如上图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，若盐桥中装有饱和的KNO3溶液和琼胶制成的胶冻,则NO3-移向_____________装置（填写“甲或乙”）。

其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，发现生成无色无味的单质气体，则石墨上电极反
应式______________________。

（2）如上图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲装置是
____________（填“原电池或电解池”），乙装置中石墨（2）为极，乙装置中与铁线相连的石墨（1）电极上发生的反应式为。

（3）在图2乙装置中改为加入CuSO4溶液，一段时间后，若某一电极质量增重 1.28 g，则另一电极生成______________mL（标况下）气体。

【答案】（1）甲；2H++2e-＝H2；
（2）原电池；阳；Cu2++2e－=Cu
（3）224
【解析】
试题分析：（1）装置1中铁是负极、石墨是正极，阴离子在原电池中移向负极，NO3-移向甲装置；若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，发现生成无色无味的单质气体，则石墨上电极反应式2H++2e-＝H2；（2）图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲装置中两个电极不同，构成原电池；，乙装置是电解池，石墨（2）与正极相连，石墨（2）为阳极，乙装置中与铁线相连的石墨（1）是阴极，电极上发生的反应式为Cu2++2e－
=Cu；（3）某一电极生成 1.28 g铜，转移电子
1.28
20.04
64/
g
mol
g mol
⨯=，则另一电极生
成氧气，根据转移电子相同，生成氧气0.01mol，标况下的体积为224mL。

考点：本题考查电解原理和原电池原理。

7．某课外小组分别用图中所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。

请回答：
Ⅰ.用甲图装置进行第一组实验。

（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是________(填序号)。

A．铝 B．石墨 C．银 D．铂
（2）N极为_______（填“正”“负”“阴”“阳”）电极，发生反应的电极反应式为__________。

（3）实验过程中，SO42－________(填“从左向右”“从右向左”或“不”)移动；滤纸上能观察到的现象有_____。

Ⅱ.用乙图装置进行第二组实验。

实验过程中，观察到与第一组实验不同的现象：两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。

查阅资料得知，高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色，且需碱性环境才可产生。

（4）电解过程中，X极区溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为_______________和____________________。

（6）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积)，则Y电极(铁电极)质量减少________g。

（7）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为
2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ZnO＋2K2ZnO2。

该电池正极发生的反应的电极反应式为
__________________________________。

【答案】A 阴 2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－) 从右向左滤纸上有红褐色斑点产生(答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可) 增大 Fe－6e－＋8OH－=FeO42－
＋4H2O 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 0.28 2FeO42－＋6e－＋5H2O=Fe2O3＋10OH－
【解析】
(1)在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选A；
(2)N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-═H2↑(或2H2O+2e-═H2↑+2OH-)，故答案为2H++2e-═H2↑(或2H2O+2e-═H2↑+2OH-)；
(3)原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，故答案为从右向左，滤纸上有红褐色斑点产生；
(4)电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；
(5)铁是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O和4OH--4e-
═2H2O+O2↑，故答案为Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O；4OH--4e-═2H2O+O2↑；
(6)X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，且Y电极失电子进入溶液，设铁质量减少为xg，根据转移电子数相等有：
0.672 22.4/L
L mol×2＝
0.168
22.4/
L
L mol×4+56/
xg
g mol
×6，x=0.28，故答案为0.28g；
(7)正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO42-+6e-
+5H2O═Fe2O3+10OH-，故答案为2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-。

点睛：本题考查了原电池和电解池原理，注意：电解池中如果活泼金属作阳极，则电解池工作时阳极材料失电子发生氧化反应，为易错点。

8．(1)研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强，他设计了如下几种方案，其中合理的是________(填序号)
A．铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；
B．铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2；
C．铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解(2FeCl3+Cu＝2FeCl2+ CuCl2)
D．铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡
E．常温下，分别将铁片和铜片置于浓硝酸中，铁片不溶解，而铜片溶解
(2)请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。

要求：
a．此方案的原理不同于上述任一合理方案；
b．在方框内绘出实验装置图并注明所需的药品；
c．写出实验过程中的主要实验现象并用相关化学用语解释现象
_______________
现象_______________ 解释_______________
现象_______________ 解释_______________
【答案】AD 铜片表面有气泡 2H++2e-=H2↑铁片逐渐溶解； Fe-
2e-=Fe2+
【解析】
【分析】
(1)根据金属的活泼性顺序表可以确定金属性的强弱；
(2)除了金属活动顺序表外，原电池装置也可以证明两电极材料的金属性强弱。

【详解】
(1)A．铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出，说明金属铁的活泼性强于铜，能证明铁的金属性比铜强，故A正确；
B．铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2，证明氯气是氧化性强的物质，能将金属氧化为高价，不能说明铁的金属性比铜强，故B错误；
C．铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，说明还原性是铜单质强于亚铁离子，不能说明铁的金属性比铜强，故C错误；
D．铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡，证明金属铁能和硫酸之间发生置换反应，但是铜不能，所以能证明铁的金属性比铜强，故D正确；
E．常温下，分别将铁片和铜片置于浓硝酸中，铁片会钝化，不溶解，而铜片则不会产生钝化现象，会溶解，不能说明铁的金属性比铜强，故E错误；
故选AD；
(2)除了金属活动顺序表外，在原电池中，如果两电极材料都是金属，负极金属的活泼性一
般是强于正极金属的活泼性的，如Cu、Fe、硫酸原电池中金属铁是负极，金属铜是正极，
能证明铁的金属性强于铜，设计的原电池装置如：，可观察到的现象
是：铜片表面有气泡放出，发生的电极反应为2H++2e-=H2↑；铁片溶解，发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+。

9．氰化钠（NaCN）是一种重要化工原料，用于化学合成、电镀、冶金等方面。

NaCN有剧毒，含氰废水需经无害化处理才能排放，某电镀厂含氰废水的一种工业处理流程如下：
已知：HCNO的结构式是：H-O-C≡N
HCN的Ka= 6.02×10-10
[Ag(CN)2]-(aq)Ag+(aq)+ 2CN-(aq)K = 1.3×10-21
回答下列问题：
（1）CN-中两原子均为8电子稳定结构，请写出CN-的电子式_______________。

（2）氰化钠遇水会产生剧毒氢氰酸，请写出相应的离子方程式_______________。

（3）向发生塔中通水蒸汽的目的是____________。

（4）氧化池中氰化物的降解分两步进行
CN-被氯气氧化成低毒的CNO- ，写出相应的离子方程式____________________，
CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体，写出相应的离子方程式________________。

（5）贮水池中废水须先经碱化后再进行氧化的原因_______________________。

（6）电镀厂电镀银时需要降低镀层金属的沉积速度，使镀层更加致密。

电解液使用
Na[Ag(CN)2]，请写出阴极反应式，解释工业电镀中使用氰离子（CN-）的原
因。

【答案】(每空2分，共16分)
（1）
（2）CN-+H2O HCN + OH-
（3）促使HCN挥发进入吸收塔
（4）CN-+Cl2+ 2OH- = CNO- + 2Cl-+ H2O
2CNO- + 3Cl2+ 4OH-= N2 ↑ + CO2↑+ 6Cl- + 2H2O
（5）防止生成HCN 其他合理答案均得分
（6）[Ag(CN)2]-+ e-=" Ag" + 2CN-；Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物，可以控制银离子浓
度，使镀层致密。

【解析】
试题分析：（1）CN-中各原子均满足8电子稳定结构，存在C≡N键，电子式为
，故答案为；
（2）氰化钠易发生水解产生氰化氢，方程式为CN-+H2O⇌HCN+OH-，故答案为CN-
+H2O⇌HCN+OH-；
（3）向发生塔中通水蒸汽的目的是促使HCN挥发进入吸收塔，故答案为促使HCN挥发进入吸收塔；
（4）CN-被氯气氧化成低毒的CNO-，同时得到还原产物氯离子，即CN-+Cl2+2OH-=CNO-+2Cl-+H2O；CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体是氮气和二氧化碳，即2CNO-+3Cl2+4OH-
=N2↑+CO2↑+6Cl-+2H2O；
（5）贮水池中废水须先经碱化后再进行氧化，这样可以防止生成HCN，故答案为防止生成HCN；
（6）电解池中，电解液使用Na[Ag(CN)2]，在阴极上发生得电子的还原反应，即：
[Ag(CN)2]-+e-=Ag+2CN-，工业电镀中使用氰离子，这样Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物，可以控制银离子浓度，使镀层致密，故答案为[Ag(CN)2]-+e-=Ag+2CN-；Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物，可以控制银离子浓度，使镀层致密。

【考点定位】考查电解原理；离子方程式的书写；氧化还原反应
【名师点晴】本题是一道注重了化学与实际生产的联系的综合知识题，考查利用氧化还原反应来实现废水的转化，涉及氧化还原反应等，明确该反应中的生成物是解本题关键，还可以结合原子守恒、转移电子守恒来分析解答。

本题中（4）CN-被氯气氧化成低毒的CNO-，同时得到还原产物氯离子；CNO-被氯气氧化成无毒的两种气体是氮气和二氧化碳，据此书写方程式；（6）电解池的阴极上发生得电子的还原反应；根据Ag+和CN-可以结合成稳定的络合物。

10．（15分）用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液，通过控制电压电解得以再生。

某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液，研究废液再生机理。

记录如下（a、b、c代表电压值：）
序号电压/V阳极现象检验阳极产物
I x≥a电极附近出现黄色，有气泡产生有Fe3+、有Cl2
II a＞x≥b电极附近出现黄色，无气泡产生有Fe3+、无Cl2
III b＞x＞0无明显变化无Fe3+、无Cl2。