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1、【化学】化学化学能与电能的专项培优易错 难题练习题 ( 含答案 ) 含答案解析一、化学能与电能1 二氧化氯 (ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2 是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2，回答下列问题：（ 1）以黄铁矿 (FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备 ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被 ClO3-氧化成 SO42-，写出制备 ClO2 的离子方程式 _。（2）用过氧化氢作还原剂，在硫酸介质中还原NaClO3 制备 ClO2，并将制得的ClO2 用于处理含 CN-废水。实验室模拟该过程的实
2、验装置(夹持装置略 )如图所示。装置 A 的名称是 _，装置 C 的作用是 _。反应容器 B 应置于 30左右的水浴中，目的是 _。通入氮气的主要作用有 3 个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2 排出，三是_。ClO2 处理含CN-废水的离子方程式为_，装置E 的作用是_。（3）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2 的方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、 Mg 2+、 SO42-等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3 和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO
3、2，工作原理如图所示，写出阳极产生 ClO2 的电极反应式 _。【答案】 FeS2+15ClO3 -+14H+ =15ClO2+Fe3+2SO42-+7H2O恒压漏斗安全瓶提高化学反应速率，同时防止过氧化氢受热分解稀释 ClO2，防止其爆炸-222-吸收2CN+2ClO =2CO +N +2ClClO2 等气体，防止污染大气BaCl2 Cl-5e-+2H2 O=ClO2+4H+【解析】【分析】二氧化氯 (ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯，三种方法均利用了氧化还原反应。【详解】（1）以黄铁矿 (FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备
4、ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被 ClO3-氧化成 SO42-，根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒，可以写出制备ClO2的离子方程式为 FeS23-+23+42-2+15ClO+14H =15ClO +Fe+2SO+7H O。（2） 装置 A 的名称为恒压漏洞，装置C 为安全瓶，起到防止液体倒吸的作用。 升高温度可以提高化学反应速率，但是原料中含有过氧化氢，过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应，因此反应容器B 应置于 30左右的水浴中。 根据题文可知， ClO 是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆2炸，故通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利
5、于将ClO2 排出，三是稀释 ClO2，防止其爆炸。 ClO 2 处理含 CN-废水发生氧化还原反应，将 CN-转化为无污染的 CO2 和 N2，故离子方程式为 2CN-+2ClO2=2CO2+N2 +2Cl-；装置 E 在整套装置之后，起到吸收尾气，防止环境污染的作用。（3） 用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、 Mg2+、 SO42-等杂质，需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子，过量的钡离子可以用碳酸根离子除去，因此在加入Na2CO3 之前应先加入过量BaCl2。 用石墨做电极，电解池的阳极发生氧化反应，元素化合价升高，因此氯离子在阳极失电子和水反应得到 ClO2 ，电极反应式为
6、Cl-5e-+2H2O=ClO2+4H+。2 氯化亚砜又称亚硫酰氯，其分子式为SOCl2，常温常压下为淡黄色液体，遇水易水解。国内的氯化亚砜主要应用于医药、农药、染料等行业。实验室用干燥纯净的Cl2、 SO2 和SCl2 制备 SOCl2 的部分装置如图所示：已知： SOCl2 沸点为 78.8， SCl2 的沸点为 50，且两种液体可互溶。 SOCl2 遇水剧烈反应，液面上产生白雾，并有气体产生。请回答：1）实验室制取SOCl的反应方程式为_（2（2）写出丙中发生的离子反应_（3）仪器 e 的名称是 _，实验仪器的连接顺序为a_（仪器可以重复使用）。（4）仪器 f 的作用是_（5）实验结束后
7、，将三颈烧瓶中混合物分离的实验操作名称是_。（6）工业上常用ZnCl22H2O 与 SOCl2共热制取 ZnCl2。写出用惰性电极电解ZnCl2 和盐酸的混合溶液的总反应离子反应式为 _。甲同学认为SOClFeCl36H2O 制取无水2 还可用作FeCl3 的脱水剂，但乙同学对此提出质疑，可能的原因是_【答案】 SO+Cl +SCl2SOCl-+2+球形冷凝管22MnO +10Cl+16H=2Mn +5Cl +8H O222422cdcdb 吸收 SO2、 Cl 2，防止外界水蒸气进入装置分馏（或蒸馏）2H+2Cl H2+Cl 2SOCl2 可能会与 Fe3+发生氧化还原反应【解析】【分析】由
8、实验装置图可知，丙装置中浓盐酸与高锰酸钾反应制备氯气，因氯气中混有氯化氢和水蒸气，所以先将气体通过盛有饱和食盐水的乙装置除去氯化氢，再通过盛有浓硫酸的乙装置除去水蒸气，干燥的氯气、二氧化硫和SCl 2 在三颈烧瓶中，在活性炭作催化剂作用下，反应制得 SOCl2，二氯化硫（ SCl2）的沸点低，甲装置中球形冷凝管的作用是起冷凝回流 SCl2 的作用，干燥管中碱石灰的作用是防止有毒的氯气与二氧化硫逸出污染环境，同时防止空气中的水蒸气进入烧瓶中使氯化亚砜水解。【详解】（1）实验室用干燥的氯气、二氧化硫和SCl2 在三颈烧瓶中，在活性炭作催化剂作用下，反应制得SOCl2，反应的化学方程式为SO2+Cl
9、 2+SCl22SOCl2，故答案为SO2+Cl2+SCl22SOCl2；（2）装置丙中浓盐酸与高锰酸钾反应生产氯化锰、氯化钾、氯气和水，反应的离子方程式-+2+8H O，故答案为-+2+8H O；为 2MnO +10Cl+16H=2Mn +5Cl2MnO +10Cl+16H =2Mn +5Cl242242（ 3）仪器 e 的名称是球形冷凝管；因氯气中混有氯化氢和水蒸气，实验时应先除去氯化氢和水蒸气，制得干燥的氯气，实验仪器的连接顺序为丙（制氯气）乙（除氯化氢）乙（除水蒸气）甲（制 SOCl2），则仪器的接口连接顺序为 acdcdb，故答案为球形冷凝管； cdcdb；（4）仪器 f中盛有碱石灰
10、，碱石灰的作用是吸收逸出的有毒的Cl 2 和 SO2 污染环境，防止空气中的水蒸气进入反应装置而使SOCl2 水解，故答案为吸收SO2、 Cl 2，防止外界水蒸气进入装置；（ 5）已知氯化亚砜沸点为 77， SCl 2 的沸点为 50，实验结束后，采用分馏（或蒸馏）的方法即可将之分离，故答案为分馏（或蒸馏）；（ 6）用惰性电极电解 ZnCl 2 和盐酸的混合溶液时，阳极上氯离子放电能力强于氢氧根离子，阴极上氢离子放电能力强于锌离子，电解的总方程式为2H+2Cl H2+Cl 2；FeCl 3 具有氧化性，SOCl2 具有还原性，SOCl2 用作FeCl 36H2O制取无水FeCl 3 的脱水剂时
11、，SOCl2 可能会与FeCl 3 发生氧化还原反应使FeCl 3 变质，故答案为2H+2Cl H2+Cl 2；3+SOCl2 可能会与Fe 发生氧化还原反应。【点睛】本题考查了性质实验方案的设计与评价，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力，注意掌握化学实验基本操作方法，明确常见物质的性质及化学实验方案设计原则是解答关键。3 研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。（ 1）甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有_(填序号 )。A用纯氧气代替试管内空气B用酒精灯加热试管提高温度C将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末D换成更细的导管，水中滴加红墨水（2）该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_(填 “加快 ”、“不变 ”、 “减慢”)， 你认为影响因素为 _时间 /min13579液柱高度 /cm0.82.13.03.74.2（3）为探究铁钉腐蚀实验a、 b 两点所发生的反应，进行
