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1、高考化学专题题库化学能与电能的综合题及答案一、化学能与电能1 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_ 。碳粉的作用是_ 。为了说明NaCl 的作用，需要补充的对照实验是_。（ 2）向如图示装置的烧杯 a、 b 中各加入 30mL 3.5%的 NaCl 溶液，闭合 K，指针未发生偏转。加热烧杯 a，指针向右偏转。取 a、 b 中溶液少量
2、，滴加 K36b 中无变化， b 中铁片Fe(CN) 溶液， a 中出现蓝色沉淀，作_极。加热后，指针发生偏转的原因可能是_。（3）用（ 2）中图示装置探究不同浓度NaCl 溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、 b 中各加入 30mL 不同质量分数的NaCl 溶液，实验记录如下表所示。实验ab指针偏转方向I0.1%0.01%向右II0.1%3.5%向左3.5%饱和溶液向右 中， b 中电极发生的电极反应式是_。 中，铁在饱和NaCl 溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知：在饱和NaCl 溶液中 O2 浓度较低，钢铁不易被腐蚀。设计实验证明：_ 。（ 4）根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是_ 。【答案
3、】 O2 与铁组成原电池，作原电池的正极用水代替 NaCl 溶液进行上述实验正温度升高， Fe 还原性增强，反应速率加快Fe 2e-=Fe2+另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl 溶液，再分别滴加几滴K3Fe(CN)6 溶液，然后往其中一个烧杯中通入 O2，观察现象温度、 NaCl 溶液的浓度、 O2的浓度【解析】【分析】（ 1）铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，发生吸氧腐蚀生成氢氧根离子，溶液显碱性，遇到酚酞变红；（ 2） K3 Fe(CN)6 溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀； 温度升高， Fe 还原性增强，反应速率加快；（3） 依据不同浓度下，检流计指针偏转方向判断
4、电极，书写电极反应式； 要证明在饱和 NaCl 溶液中 O2 浓度较低，钢铁不易被腐蚀，可以设计对比试验，一个实验中通入氧气，另一个实验中不通入氧气，观察铁的腐蚀情况；（ 4）依据上述实验总结归纳解答。【详解】（ 1） 铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，酚酞变红说明生成氢氧根离子，发生吸氧腐蚀，故得电子的物质是O2； 铁与碳以氯化钠溶液为电解质形成原电，铁做原电池负极，碳做正极； 为了说明 NaCl 的作用，需要补充的对照实验是，用水做电解质，代替氯化钠进行上述实验；（2） K36a、 b 中溶液少量，滴加Fe(CN) 溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀，而取K Fe(CN) 溶液， a中出
5、现蓝色沉淀，说明a 中生成二价铁离子，b 中无变化， b 中没有二36价铁离子生成，所以a 做负极， b 做正极； 加热后，指针发生偏转的原因可能是：温度升高，Fe 还原性增强，反应速率加快；（3） 依据图表中 组数据及指针向左偏转，则可知：b 极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：Fe 2e-=Fe2+； 要证明氧气浓度对金属腐蚀速率的影响，可以设计对比实验，如下：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl 溶液，再分别滴加几滴K36Fe(CN) 溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象；（4）通过上述实验可知：对钢铁腐蚀有影响的因素是有温度、NaCl 溶液的浓度、 O
6、2 的浓度。2 钛工厂 TiCl 4 烟尘中含有大量的 ScCl 3、 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 (TiO 2) ，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和操作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(Sc 2O3) ，其化学反应方程式为_ 。（5）“水相”的主要离子有
7、2-+、 Cl-及_，写出加入大量的水并加热发生TiOCl 4、 H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 TiOCl 42-2+3+酸性 分液漏斗、烧的进一步水解（多答 Mg 、 Sc 水解亦给分）杯 复分解反应3O2+2Sc2（ C2O4） 3
8、2Sc2O3+12CO2+2-+（ 1+x）MgTiOCl 4+-2-4e-=O2 降低 CaO的熔点H2OTiO 2xH2O+2H+4Cl2O【解析】2-、 Mg2+3+HCl 可以，故答案为：抑制2-(1)为了防止 TiOCl4、 Se 水解，酸浸过程中加入TiOCl4的进一步水解；(2)根据 Sc3+3HTBPSc(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；操作和操作为分液，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)ScCl 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
9、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 TiOCl2-+- 及4、 H、 ClMg2+，在水相中加入大量的水并加热促进TiOCl 2-水解生成 TiO42 xH2O，反应的离子方程式为 TiOCl42-+(1+x)H2OTiO2xH2O+2H+ +4Cl-，
10、故答案为： Mg2+；TiOCl42-+(1+x)H2OTiO2xH2O+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2O2-2-4e =O ，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。3 某小组研究Na 2S 溶液与 KMnO4 溶液反应，探究过程如下。资料 : .MnO4 在强酸性条件下被还原为Mn2+，在近中性条件下被还原为MnO2. 单质硫可溶于硫化钠溶液，溶液呈淡黄色。（ 1）根据实验可知， Na2S 具有 _性。22-。（2）甲同学预测实验 I 中 S被氧化成 SO3根据实验现象，乙同学认为甲的预测不合理，理由是_。乙同学取实验中少量溶液进行实验，检测到有SO42，得出 S 2 被氧化成 SO42的结论，丙同学否定该结论，理由是
