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1、备战高考化学备考之化学能与电能压轴突破训练培优易错 难题篇附详细答案 (1)一、化学能与电能1 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：（ 1）上述实验中发生反应的化学方程式有_ ；（ 2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_；（3）实验室中现有Na 2SO4 、 MgSO 4 、 Ag 2SO4 、 K 2 SO4 等 4 中溶液，可与实验中CuSO 4 溶液起相似作用的是_ ；（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措旌有_（答两种）；（ 5）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实验。将表
2、中所给的混合溶液分别加入到 6 个盛有过量 Zn 粒的反应瓶中，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=_，V6=_， V9=_；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。请分析氢气生成速率下降的主要原因 _【答案】 Zn+CuSO=ZnSO+Cu4， Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2 CuSO4 与 Zn 反应产生的 Cu 与 Zn 形4成铜锌原电池，加快了氢气产生的速率Ag2SO4 升高反应温度、适当增加硫酸的浓度（答案合理即可）30 10 1
3、7.5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【解析】【详解】（1）在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4 Zn=ZnSO4 Cu、 ZnH2SO4=ZnSO4 H2。（ 2）由于 Zn 与反应生成的 Cu 及硫酸铜溶液组成了 CuZn 原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。（ 3）只要是比锌的金属性弱的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有 Ag2SO4符合题意。（ 4）要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。（ 5）因为要研究硫酸铜的量对反应速率的
4、影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据 F 中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得V6 10 mL， V9 17.5 mL。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢。2 亚硝酰氯NOCl 可用于合成清洁剂等。它可用Cl2 与 NO 在常温常压下合成：它的熔点为-64.5，沸点为 -5.5，常温下是黄色的有毒气体，遇水易水解。 请按要求回答下列相关问题：(1)过量铁屑和稀硝酸充分反应制备NO 的离子方程式为：_ 。(2)制备NOCl 的装置如下图所示，连接顺序为:a( 按气流自左向右方向，用
5、小写字母表示)。装置 A 和 B 作用是干燥NO 和 Cl2， _ 。装置 D 的作用是 _ 。装置 E 中 NOCl 发生反应的化学方程式为 _。(3)工业生产过程中NO 尾气处理方法有多种，其中间接电化学法，其原理如图所示：该过程中阴极的电极反应式为： _ 。【答案】 3Fe+8H+2NO3=3Fe2+2NO +4H2O e f c bd f e c bd或观察气泡调节气体流速防止 E 中水蒸气进入F，引起 NOCl 的水解 NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO+H2O+= S2O42+ 2H2O2HSO3+2e +2H【解析】【分析】（1）过量铁屑和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和
6、水；（2）将氯气和NO 干燥后在装置F 中发生反应，在冰盐中冷凝收集NOCl，氯气、 NO 以及NOCl 均不能排放到空气中，用氢氧化钠溶液吸收，注意NOCl遇水易水解。（3）由间接电化学法示意图可知，阴极上HSO3放电生成S2O4 2， S2O42 在吸收塔中将NO 还原为 N2。【详解】（1）过量铁屑和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为+2+2+3Fe+8H +2NO3 =3Fe +2NO +4H2O，故答案为3Fe+8H +2NO3 =3Fe +2NO +4H2O；（2）将氯气和NO 干燥后在装置F 中发生反应，在冰盐中冷凝收集NOCl，氯气、 NO 以及NOCl
7、均不能排放到空气中，用氢氧化钠溶液吸收，气处理装置之间需加一个干燥装置，故答案为NOCl 遇水易水解，故在收集装置和尾e f （或 f e） c b d； 装置 A 和 B 作用是除干燥 NO、 Cl2 外，另一个作用是通过观察气泡调节气体的流速控制反应的发生，故答案为观察气泡调节气体流速； NOCl 遇水易水解，装置 D 中氯化钙做干燥剂，吸收水蒸气，防止器 F 中，引起 NOCl 的水解，故答案为防止 E 中水蒸气进入 F，引起E 中水蒸气进入反应 NOCl 的水解； 装置 E 的目的吸收尾气，防止污染环境，NOCl 与氢氧化钠溶液反应生成NaCl、 NaNO2和 H2O，反应的化学方程式
8、为 NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO+H2O，故答案为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO+H2O；（3）由间接电化学法示意图可知，阴极上HSO3放电生成S2O4 2， S2O42 在吸收塔中将NO 还原为 N2，阴极的电极反应式为2HSO3+2e+2H+= S2O42+ 2H2O，故答案为2HSO3+2e+2H+= S2 O42+ 2H2O。【点睛】本题考查化学实验方案的设计与评价，侧重考查分析问题和解决问题的能力，注意化学方程式的书写和排列实验先后顺序的方法，掌握电极反应式的书写方法是解答关键，3 甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1mol/L 的 Fe( NO3) 3 溶液
9、( pH=2) ，发现银镜部分溶解，和大家一起分析原因：甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag。乙同学认为：Fe( NO3) 3 溶液显酸性，该条件下NO3也能氧化单质Ag。丙同学认为：Fe3+和 NO3 均能把Ag 氧化而溶解。(1) 生成银镜反应过程中银氨溶液发生_ （氧化、还原）反应。(2) 为得出正确结论，只需设计两个实验验证即可。IFe NO33实验 ：向溶解了银镜的()的溶液中加入_（填序号，KSCN溶液、K3Fe( CN) 6溶液、稀 HC1），现象为 _，证明甲的结论正确。实验：向附有银镜的试管中加入_溶液，观察银镜是否溶解。两个实验结果证明了丙同学的结论。(3) 丙
10、同学又把 5mLFeSO4溶液分成两份：第一份滴加2 滴 KSCN溶液无变化；第二份加入1mL0.1mol/LAgNO 3溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体产生（经验证黑色固体为Ag 颗粒），再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。根据上述的实验情况，用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、 Ag+ 、Ag 之间的反应关系 _。(4) 丁同学改用如图实验装置做进一步探究：K 刚闭合时，指针向左偏转，此时石墨作_，（填 “正极 ”或 “负极。此过程氧化性： Fe3+_Ag+（填 或或 ）。由上述实验，得出的结论是：_。【答案】还原产生蓝色沉淀pH=2 0.3mol/L KNO3 或NaNO3 溶液Ag +
11、 Fe3+ ? Ag+ +Fe2+或 (Ag+ + Fe2+ ? Ag + Fe3+)正极其它条件不变时，物质的氧化性与浓度有关系，浓度的改变可导致平衡的移动【解析】【分析】(1)根据元素化合价的变化判断；(2)实验 ：甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag，则要证明甲的结论正确，可验证 Fe3+的还原产物Fe2+的存在；实验 ：进行对照实验；(3)根据实验现象判断溶液中发生的反应；(4)根据指针偏转方向判断正负极，判断电极反应，并结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物分析解答。【详解】(1)往 AgNO3 溶液中逐滴加入氨水，银离子和氨水反应生成白色的氢氧化银沉淀和铵根离子， Ag+NH3?H2O
