《高考化学压轴题之化学能与电能(高考题型整理,突破提升)附答案解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学压轴题之化学能与电能(高考题型整理,突破提升)附答案解析（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考化学压轴题之化学能与电能( 高考题型整理 , 突破提升 ) 附答案解析一、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验装
2、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ClO2，
3、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Cl
4、O2，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，二是有利于将
5、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-22
6、+。Cl -5e +2H O=ClO +4H2 硝酸是氧化性酸，其本质是NO3 有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关NO3氧化性的探究（实验均在通风橱中完成）。实验装置编号溶液 X实验 -16 mol L稀硝酸实验 -115 mol L浓硝酸实验现象电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色。电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色。（ 1）实验 中，铝片作 _（填 “正 ”或 “负 ”）极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是 _ 。（2）实验 中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是_。查阅资料：活泼金属与-1稀硝酸反应有 H2
7、+H21 mol L和 NH4 生成， NH4生成的原理是产生的过程中 NO3 被还原。（3）用上图装置进行实验 ：溶液 X 为-1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向右偏1 mol L转。 反应后的溶液中含NH4+ 。实验室检验NH4+的方法是 _。 生成 NH4+的电极反应式是 _。（4）进一步探究碱性条件下NO3的氧化性，进行实验：观察到 A 中有 NH3 生成， B 中无明显现象。 A、 B 产生不同现象的解释是_。A 中生成 NH 的离子方程式是 _。3（5）将铝粉加入到 NaNO3 溶液中无明显现象，结合实验和 说明理由 _。【答案】负 2NO+O2=2NO2Al 开始作电池的负极，Al
8、 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后， Cu 作负极取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+3-8e- 10 H+ NH4+ 3H2OAl 与 NaOH 溶NO液反应产生 H2的过程中可将3-还原为 NH33-NO，而 Mg 不能与 NaOH 溶液反应8Al 3NO5OH-2H-3NH3H2NO3无法2O8AlO2因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成的过程，被还原【解析】【分析】【详解】（1）实验 中，由于 Al 的金属活动性比Cu 强，因此 Al 做负极。铜片表面产生的无色气体是 NO，在液体上方 NO 被空气中的氧气氧化成红棕色的N
9、O2，方程式为 2NO+O2=2NO2；（2）实验 中， Al 的金属活动性比Cu 强， Al 开始作电池的负极，电流计指针先偏向右边；由于 Al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜，阻止了内层金属的进一步反应，因此，Cu作负极，电流计指针偏向左边；（3） 实验室检验 NH4+有两种常用方法：方法一，取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含4+；方法NH二，取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH 溶液，加热，并在试管口放一蘸有浓盐酸的玻璃棒，若有白烟生成，证明溶液中含被还原的结果，其电NH4+； NH 4+的生成是 NO3极反应式为 NO3
10、- 8e- 10 H+ NH4+ 3H2O（4） 观察到 A 中有 NH3生成，是由于Al 与 NaOH 溶液反应产生H2，并且与此同时， H2可将 NO3-还原为 NH3 ； B 中无现象是由于Mg 与 NaOH 溶液不反应；A 中生成 NH3的离子方程式为 8Al3NO3- 5OH-2H2O 3NH3 8AlO2-；（5）铝与中性的硝酸钠溶液不能生成H2， NO3无法被还原，因此将铝粉加入到NaNO3 溶液中无明显现象。3 以 NaCl 为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl 溶液对钢铁腐蚀的影响。（ 1）将滤纸用 3.5%的 NaCl 溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl 溶液至没过滤纸，操作如下所示：实验 的现象说明，得电子的物质是_
