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1、高考化学化学能与电能综合题含答案(1)一、化学能与电能1 如图所示， E 为浸有 Na2SO4 溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A、 B 均为 Pt 片，压在滤纸两端， R、S 为电源的电极。 M、 N 为惰性电极。 G 为检流计， K 为开关。试管 C、 D 和电解池中都充满 KOH 溶液。若在滤纸 E 上滴一滴紫色的 KMnO4 溶液，断开 K，接通电源一段时间后， C、 D 中有气体产生。（ 1） R 为电源的 _， S 为电源的 _。（ 2） A 极附近的溶液变为红色， B 极的电极反应式为 _。（ 3）滤纸上的紫色点移向 _(填 “A极”或 “B极 ”)。（4）当试管 C、 D 中的气体
2、产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、 D 中气体逐渐减少，主要是因为_，写出有关的电极反应式：_。【答案】负极正极2H2O 4e- O2 B 极 氢气和氧气在碱性环境下发生原电池=4H反应，消耗了氢气和氧气2H-4e-2 4OH=4H2O(负极 )， O2 2H2O4e =4OH (正极 )【解析】【分析】（1）根据电极产物判断电解池的阴阳极及电源的正负极；（2）根据电解池原理及实验现象书写电极反应式；（3）根据电解池原理分析电解质溶液中离子移动方向；（4）根据燃料电池原理分析解答。【详解】（1）断开 K，通直流电，电极C、 D 及氢氧化钾溶液构成电解池，根据离子的放电顺
3、序，溶液中氢离子、氢氧根离子放电，分别生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2:1，通过图象知， C 极上气体体积是D 极上气体体积的2 倍，所以C 极上得氢气，D 极上得到氧气，故 R 是负极， S是正极，故答案为：负极；正极；（2） A 极是阴极，电解高锰酸钾时，在该极上放电的是氢离子，所以该极上碱性增强，酚酞显红色， B极是阳极，该极附近发生的电极反应式为：2H2O-4e-=4H+O2，故答案为：2-+22H O-4e =4H +O ；（3）浸有高锰酸钾的滤纸和电极A、 B 与电源也构成了电解池，因为R 是负极， S是正极，所以 B 极是阳极， A 极是阴极，电解质溶液中的阴离子高锰酸根离
4、子向阳极移动，紫色点移向 B 极，故答案为： B 极；（4）当 C、 D 里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，构成氢氧燃料电池，氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应，消耗了氢气和氧气；在燃料电池中，燃料氢气为负极，在碱性环境下的电极反应式为：2H2+4OH-4e-=4H2O， C 中的电极作负极，D 中的电极作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应，消耗了氢气和氧气；2H2 4OH- 4e-=4H2O(负极 )， O2 2H2O4e-=4OH-(正极 )。【点睛】明确原电池和电解池的工作原理、各个电极上发生的反应是解答本题
5、的关键，难点是电极反应式的书写，注意电解质溶液的性质，以及电解质溶液中阴阳离子移动方向，为易错点。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
6、器可以重复使用）。（4）仪器 f 的作用是_（5）实验结束后，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 ZnCl222222H O与 SOCl共热制取 ZnCl 。写出用惰性电极电解ZnCl 和盐酸的混合溶液的总反应离子反应式为_。甲同学认为SOCl2还可用作32FeCl6H O 制取无水FeCl 的脱水剂，但乙同学对此提出质疑，可能的原因是_3【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 2S
7、OCl2 可能会与 Fe3+发生氧化还原反应【解析】【分析】由实验装置图可知，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
8、化剂作用下，反应制得 SOCl2，反应的化学方程式为SO+Cl +SCl22SOCl ，故答案为222SO2+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 acdc
9、db，故答案为球形冷凝管； cdcdb；（4）仪器 f中盛有碱石灰，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，S
10、OCl2 用作FeCl 36H2O制取无水FeCl 3 的脱水剂时，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；SOCl2 可能会与Fe3+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 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)
11、，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）。
