《2020-2021西安备战高考化学《化学能与电能的综合》专项训练》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021西安备战高考化学《化学能与电能的综合》专项训练（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020-2021 西安备战高考化学化学能与电能的综合专项训练一、化学能与电能1 方法与规律提炼：(1)某同学利用原电池装置证明了反应Ag Fe2 =AgFe3 能够发生，设计的装置如下图所示。为达到目的，其中石墨为_极，甲溶液是_，证明反应Ag Fe2 =Ag Fe3 能够发生的实验操作及现象是 _(2)用零价铁 (Fe)去除水体中的硝酸盐 (NO )已成为环境修复研究的热点之一。 Fe 还原水体中NO3-的反应原理如图所示。上图中作负极的物质是_。正极的电极反应式是_。(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过
2、程，如下图所示：阴极区的电极反应式为_。 电路中转移1 mol 电子，需消耗氧气_L(标准状况 )。(4)KClO3 也可采用 “电解法 ”制备，装置如图所示。写出电解时阴极的电极反应式_电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 _，其迁移方向是_（填 ab或 ba）。学法题：通过此题的解答，请归纳总结书写电极反应式的方法_【答案】负FeSO分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，4 或 FeCl2 溶液同时滴加KSCN溶液，后者红色加深- 10H+3H2 O3+2+铁 NO3 8e=NH4Fe e= Fe 2e5.6L 2H= H2 K+ ab 原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极
3、上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极（Pt、 Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。【解析】【分析】根据原电池原理，负极发生氧化反应；根据电解池原理，阴极发生还原反应，通过物质的化合价变化判断反应发生原理，阳离子移动方向与电子移动方向相同，据此回答问题。【详解】(1) 已知电池总反应为反应 Ag Fe2 =Ag Fe3，银离子化合价降低，得到电子，作正极，故石墨一侧仅为导电材料，作负极，甲溶液是含Fe2+的溶液，可以为 FeSO42溶或 FeCl
4、液。证明反应能够发生，实际上即证明有Fe3+生成，实验操作及现象是分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色加深。(2) 由图可知，电子从铁电极移到外侧，故铁电极失去电子，发生氧化反应，做负极。正极NO3-得到电子变为 NH4+，NO3- 8e 10H =NH4+ 3H2O；23+(3)由题可知， HCl 失去电子变为 Cl ，发生氧化反应，做阳极。阴极区的电极反应式为Fee = Fe2+， 外侧 Fe2+与氧气反应 4Fe2+O2+4H+= 4Fe3+2H2O，电路中转移1 mol 电子，需消耗氧气 0.25mol ，即 5.6L(标准状况 )。(4)由图
5、可知，阴极溶液为KOH，根据阳离子放电顺序H+K+，即电解时阴极的电极反应式为 2H 2e = H2 。阴极得到电子，阳离子向阴极移动，即电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 K+，其迁移方向是 ab。归纳电极反应式的书写方法：原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极（Pt、 Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。2 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（
6、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，很快又偏实验 -1向左边，铝片和铜片表面产生红棕15 mol L浓硝酸色气体，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+1 mol L和 NH4 生成， NH4生成的原理是产生 H2的过程中 NO3 被还原。（3）用上图装置进行实验-1稀硝酸溶液，观察到电
7、流计指针向右偏 ：溶液 X 为 1 mol L转。 反应后的溶液中含+ 。实验室检验 NH +的方法是 _。NH44 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 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
8、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- 2H2O 3NH3 8AlO2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2 的过程， NO3 无法被还原【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NO2，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
9、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NH4+；方法二，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NH4+； NH 4+的生成是NO3 被还原的结果，其电极反应式为 NO3- 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
10、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 现需设计一套实验装置来电解饱和食盐水，并测量电解产生的氢气的体积(约 6 mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。(1)试从下图中选用几种必要的仪器，连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序(填编号 )是 A 接 _ ，B 接 _。(2)铁棒接直流电源的 _极；碳棒上发生的电极反应为 _。(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是_。(4)假定装入的食盐水为 50 mL，一段时间后，产生5.6 mL(标准状况 )H2 时，所得溶液在25 时的 pH _。(5)若将 B 电极换成铁电极，写出在电解过程中U 形管底部出现的现象：_。【答案】 A 接 GFI B接 DEC 负极2Cl 2e212 白色沉淀迅 Cl 淀粉 KI 溶液变蓝速变成灰绿色最后变成红褐色【解析】【分析】U 形管装置为电解装置，铁棒为阴极，连接电源负极，发生还原反应：2H 2e=H2；碳棒为阳极，连接电源正极，发生氧化反应：2C
