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1、重庆高考化学备考之化学能与电能压轴突破训练培优易错 难题篇一、化学能与电能1 某实验小组对FeCl3 分别与 Na2SO3、 NaHSO3 的反应进行探究。（甲同学的实验）装置编号试剂 X实验现象闭合开关后灵敏电流计指INa2SO3 溶液（ pH9）针发生偏转II闭合开关后灵敏电流计指NaHSO3 溶液（ pH5）针未发生偏转(1)怎样配制 FeCl溶液？3_ 。(2)甲同学探究实验I 的电极产物。取少量 Na2SO3溶液电极附近的混合液，加入_ ，产生白色沉淀，证明产生了 SO42-。该同学又设计实验探究另一电极的产物，其实验方案为_ 。(3)实验 I 中负极的电极反应式为_ 。乙同学进一步
2、探究FeCl3 溶液与NaHSO3 溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：装置编号反应时间实验现象01 min产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出III130 min沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，30 min 后随后逐渐变为浅橙色(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式表示的可能原因。 Fe3+ 3HSO- 垐 ?Fe(OH)；3噲 ?33SO2 _ 。(5)查阅资料：溶液中Fe3+、 SO32-、OH 三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化：+4垐 ?+5O 2Fe2+2-HOFe S O 2 噲
3、 ? HOFeO S O2+SO4从反应速率和化学平衡两个角度解释130 min 的实验现象：_ 。（实验反思）(6)分别对比 I 和 II、 II 和 III， FeCl 能否与 Na SO 或 NaHSO 发生氧化还原反应和3233_ 有关（写出两条）。【答案】将 FeCl3溶于浓盐酸，再稀释至指定浓度足量盐酸和23溶BaCl 溶液 取少量 FeCl液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2+3SO2-2e-2-+-+H2O=SO4+2HSO3H +HSO3 =H2O+SO2 生成红色配合物的反应速率快，红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在O2 的作用下，橙色的
4、HOFeOSO2 浓度下降，平衡不断正向移动，最终溶液几乎无色溶液 pH 不同、23332-浓度不同（或Na233233Na SO 、 NaHSO 溶液中 SOSO与 NaHSO 不同，或 Na SO与 NaHSO 的阴离子不同）、反应物是否接触形成红色配合物（任写两条）【解析】【分析】甲同学实验：利用铁离子能够将SO32- 氧化设计原电池，则原电池中氯化铁溶液为正极得电子发生还原反应，试剂X 为负极，失电子发生氧化反应；实验中X 为 Na2SO3 溶液时电流计指针发生偏转，说明铁离子将SO32- 氧化；实验中X 为 NaHSO3 溶液时电流计指针未发生偏转，说明二者可能不反应；乙同学进一步探
5、究FeCl3 溶液与 NaHSO3 溶液能否发生反应：01 min 产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出，红色沉淀应为Fe(OH)3，气体应为二氧化硫，说明二者发生双水解；130 min 沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，结合查阅的资料可知生成了 HOFeOSO2，该物质存在平衡 HOFeOSO2?HOFeOSO2，在氧气的作用下不断正向进行，最终溶液几乎无色； 30min 后反应现象是空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色，反应后的亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子，过量的HSO3-电离提供SO3 2-，溶液中Fe3+、 SO32-、 OH-三种微粒会
6、继续反应形成红色配合物。【详解】(1)实验室配制 FeCl3 溶液时，为了防止铁离子水解，先将 FeCl3 固体溶解在较浓的盐酸中然后加水稀释；(2)若有硫酸根生成，则加入盐酸酸化的氯化钡溶液会有白色沉淀生成；氯化铁溶液为原电池正极，发生还原反应，Fe3+被还原成Fe2+，铁氰化钾溶液可以与亚铁离子反应生成蓝色沉淀，所以方案为取少量FeCl3 溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2+；(3)实验 I 中试剂 X 为原电池负极，2- 被氧化生成硫酸根，电极方程式为3SO 22e-SO332-+H2O=SO4+2HSO3 ；(4)pH=1 的氯化铁溶液中有大量的氢离
7、子，亚硫酸氢根离子结合氢离子生成二氧化硫气体，反应的离子方程式：H+ +HSO3-=H2O+SO2；(5)FeCl3 溶液与 NaHSO3 溶液混合反应，在1 30 min 出现现象为：沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，根据资料：溶液中Fe3+、 SO3 2-、 OH-三种微O粒会形成红色配合物并存在转化：HOFeOSO2?HOFeOSO22Fe2+SO42-，可知原因是：生成红色配合物的反应速率快，红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在氧气的作用下橙色的HOFeOSO2 浓度下降平衡HOFeOSO2?HOFeOSO2，不断正向进行，最终溶液几乎无色。(6)分别对比
8、 和 、 和 ， FeCl 能否与 Na SO 或 NaHSO 发生氧化还原反应和溶液pH3233不同、 Na2 3332-浓度不同 (或 Na233不同，或23与SO 、 NaHSO溶液中 SOSO与 NaHSONa SONaHSO3 的阴离子不同 )、反应物是否接触形成红色配合物有关。【点睛】第 3 题写电极反应方程式时要注意 pH=9 的溶液是由于 SO32-水解， OH-来自于水的电离，电极方程式不能写成 SO32-2e-+2OH-=SO42-+H2O。2 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
9、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 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
10、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 Fe2( SO4) 3 溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失实验将 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】 Ag2SO4有黑色固体（ Ag ）生成，加入KSCN 溶液后变红Fe2+ e- Fe3+负2+ Ag+3+ Ag 不能因为 Fe( NO- 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：Fe3+ AgFe2 + Ag+，且 AgCl 比 Ag2 4- 比 SO42-更有SO溶解度更小， Cl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】
