《备战高考化学专题题库∶化学能与电能的综合题含答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战高考化学专题题库∶化学能与电能的综合题含答案（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、备战高考化学专题题库化学能与电能的综合题含答案一、化学能与电能1 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH 在 5.06.0之间，通过电解生成Fe(OH)3 沉淀。 Fe(OH)3 有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉 )浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。（ 1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的_。a H2SO4 b BaSO4cNa2SO4d NaOH（ 2）电解池阳极
2、发生了两个电极反应，电极反应式分别是 ._ ； ._；（ 3）电极反应和的生成物反应得到Fe(OH)3 沉淀的离子方程式是_ ；（ 4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质， CH4 为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。负极的电极反应是 _；为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分 A 物质参加循环（见上图）。A 物质的化学式是 _；（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8 L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况） _L。【答案】 CFe 2e2-222 10H223=Fe4OH-4e =2H O+O 4FeOO =4Fe(OH) 8
3、H432 -22211.2 LCH -8e-+4CO=5CO +2H OCO【解析】【分析】（1）从所加入物质能增大溶液离子的浓度，并能保持污水的pH 在 5.06.0 之间进行分析；（ 2）根据阳极电极材料和离子的放电顺序分析放电的离子，书写电极反应；（ 3）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化为三价；（ 4）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应；根据两极上发生的反应确定循环使用的物质；（ 5）在燃料电池和电解池的串联电路中，转移的电子数目是相同的。【详解】（ 1）为了增强溶液的导电性，可选用易溶的强电解质溶液，排除B 项，考虑到污水的 pH在 5.06.0 之间，因此不能使用氢氧化钠，硫
4、酸能将Fe(OH)3 溶解，因此应向污水中加入适量的硫酸钠；（2）电解时，铁作阳极，失电子，发生反应Fe-2e-=Fe2+，同时溶液中的OH-失电子被氧化为 O2，因此，电极反应为： .Fe-2e-=Fe2+， . 4OH-4e-=2H2O+O2 ；（3） Fe2+具有还原性，能被氧气氧化为三价，那么得到Fe(OH)3 沉淀的离子方程式为： 4Fe2；10H2O O2=4Fe(OH)3 8H（4）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应为：CH4-8e- +4CO3 2 -=5CO2+2H2O；由电极反应可知电池工作时参加循环的物质为CO2；（5）阴极的电极反应为2H+2e-=H2，
5、阴极产生了 44.8 L（即 2mol）气体，转移的电子的物质的量为 4mol ，由 CH4 -32-22O 可知，当转移的电子的物质的量为4mol-8e +4CO=5CO +2H时，消耗 CH4的体积为m1 4mol 22.4L/mol=11.2L 。V=nV =82 为探究 Ag+与 Fe3+氧化性的相关问题，某小组同学进行如下实验：已知：相关物质的溶解度（20） AgCl：1 5 10- 4g Ag2SO4： 0 796 g（1）甲同学的实验如下：序号操作现象将 2 mL 1 mol/ L AgNO3 溶液加产生白色沉淀，随后有黑色固体产生入到 1 mL 1 mol / L FeSO4
6、溶液中实验取上层清液，滴加KSCN 溶液溶液变红注：经检验黑色固体为Ag 白色沉淀的化学式是_ 。 甲同学得出Ag+ 氧化了 Fe2+的依据是 _。（2）乙同学为探究Ag+和 Fe2+反应的程度，进行实验。a按右图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，指针偏移减小。随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe243溶液，发现电压表指针的变化依次为：偏移减小( SO )回到零点逆向偏移。 a 中甲烧杯里的电极反应式是_。 b 中电压表指针逆向偏移后，银为 _极（填“正”或“负”）。 由实验得出 Ag+ 和 Fe2+ 反应的离子方
7、程式是 _。（3）为进一步验证乙同学的结论，丙同学又进行了如下实验：序号操作现象实验将 2mL 2mol/ L Fe( NO3) 3 溶液加入有银镜的试管银镜消失中实验将 2mL1 mol / L Fe243溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失( SO )实验将 2mL 2mol/ L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失实验 _ （填“能”或“不能”）证明Fe3+氧化了 Ag，理由是_ 。用化学反应原理解释实验与的现象有所不同的原因：_。【答案】 Ag2 4有黑色固体（ Ag ）生成，加入KSCN 溶液后变红2+ e- Fe3+负SOFe2+ Ag+3+ Ag 不能因为 Fe( NO-
8、 也可能氧化 AgFeFe3) 3 溶液呈酸性，酸性条件下NO3溶液中存在平衡：+-比 SO4-Fe3 AgFe2 Ag ，且 AgCl 比 Ag2SO4溶解度更小， Cl2 更有利于降低Ag+浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大（或促使平衡正向移动，银镜溶解）。【解析】【分析】【详解】（ 1）将 2mL 1mol / L AgNO3 溶液加入到 1mL 1mol/ L FeSO4 溶液中发生复分解反应会生成硫酸银白色沉淀，银离子具有强氧化性会氧化Fe2+为 Fe3+，银离子被还原为黑色固体金属单质银；取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成；上述分析可知白色沉淀为硫酸银，它的化
9、学式是 Ag2SO4，故答案为 Ag2SO4；甲同学得出 Ag+氧化了 Fe2+的依据是实验现象中，银离子被还原为黑色固体金属单质银，取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成，故答案为有黑色固体（Ag）生成，加入KSCN溶液后变红；（ 2）实验过程中电压表指针偏移，偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银，依据原电池原理可知银做原电池正极，石墨做原电池负极，负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子， a 中甲烧杯里的电极反应式是 Fe2+- e- =Fe3+；故答案为 Fe2+- e-=Fe3+；随后向甲烧杯中逐渐加入浓 Fe2（SO4） 3 溶液，和乙池组成原电池，发现
10、电压表指针的变化依次为，偏移减小回到零点逆向偏移，依据电子流向可知乙池中银做原电池负极，发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子；故答案为负；由实验现象得出，Ag+和 Fe2+反应生成铁离子和金属银，反应的离子方程式是Fe2 +Ag+Fe3+Ag；故答案为Fe2+Ag+Fe3+Ag；（3）将 2mL 2mol / L Fe（ NO3） 3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银杯氧化，可能是溶液中铁离子的氧化性，也可能是铁离子水解显酸性的溶液中，硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性，稀硝酸溶解银，所以实验不能证明3+氧化了 Ag，故答案为不Fe能；因为 Fe（ NO3） 3 溶液呈酸性，酸性条件下
11、NO3- 也可能氧化Ag；将 2mL1mol / L Fe2（ SO4） 3 溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失说明部分溶解，将 2mL 2mol / L FeCl3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银溶解完全，依据上述现象可知，溶液中存在平衡：Fe3+AgFe2+Ag+，且 AgCl 比 Ag24-比 SO42 -SO 溶解度更小， Cl更有利于降低Ag+浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大，故答案为溶液中存在+Fe2+-比 SO42-更有利于降低+平衡： Fe3 +Ag+Ag ，且AgCl 比 Ag2SO4 溶解度更小， ClAg浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大。3 某同学设计了甲烷燃料电池并探究某些工业电解原理 (如图所示 )，其中乙装置为探究氯碱工业原理 (X 为阳离子交换膜， C 为石墨电极 )，丙装置为探究粗铜精炼原理。请回答下列问题：(1)从 a 口通入的气体为 _。(2)B 电极的电极材料是_。(3)写出甲中通甲烷一极的电极反应式
