高考化学化学能与电能经典压轴题及答案解析.docx

1、高考化学化学能与电能经典压轴题及答案解析高考化学化学能与电能-经典压轴题及答案解析一、化学能与电能1某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸银溶液（pH2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。(1)检验产物取少量黑色固体，洗涤后，_（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。取上层清液，滴加K3Fe(CN)6溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_。(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是_（用离子方程式表示）。针对两种观点继续

2、实验：取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号取样时间/min现象3产生大量白色沉淀；溶液呈红色30产生白色沉淀；较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深120产生白色沉淀；较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅(资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN) 对Fe3+产生的原因作出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；假设b：空气中存在O2，由于_（用离子方程式表示），可产生Fe3+；假设c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可产生Fe3+；假设d：根据

3、_现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。 下列实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。实验：向硝酸酸化的_溶液（pH2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。实验：装置如图。其中甲溶液是_，操作及现象是_。【答案】加入足量稀盐酸（或稀硫酸），固体未完全溶解（或者加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀）Fe2+Fe+2Fe3+=3Fe2+ 4Fe2+O2+4H+=Fe3+2H2O白色沉淀0.05 molL-1 NaNO3溶液FeCl2、FeCl3混合溶液按图连接好装置，

4、电流表指针发生偏转，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，后者红色更深【解析】【详解】(1)黑色固体中含有过量铁，如果同时含有银，则可以加入HCl或H2SO4溶解Fe，而银不能溶解，故答案为：加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解；K3Fe(CN)3是检验Fe2+的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2+，故答案为：Fe2+；(2)过量铁粉与Fe3+反应生成Fe2+，即Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；O2氧化Fe2+反应为4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O，白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag+，Ag

5、+可能氧化Fe2+生成Fe3+，故答案为：4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O；白色沉淀；实验：证明假设abc错误，就是排除Ag+对实验的影响，相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用0.05molL-1NaNO3，故答案为：0.05 molL-1 NaNO3溶液；实验：原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag+Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2、FeCl3混合溶液，按图连接好装置，如电流表指针发生偏转，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，后者红色更深，可说明d正确，故答案为：FeCl2、FeCl3混合溶液；

6、按图连接好装置，电流表指针发生偏转，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，后者红色更深。2某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+ 的氧化性。（1）方案1：通过置换反应比较向酸化的AgNO3溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝。反应的离子方程式是_，说明氧化性Ag+Cu2+。（2）方案2：通过Cu2+、Ag+ 分别与同一物质反应进行比较实验试剂编号及现象试管滴管1.0 mol/LKI溶液1.0 mol/LAgNO3溶液产生黄色沉淀，溶液无色1.0 mol/LCuSO4溶液产生白色沉淀A，溶液变黄经检验，中溶液不含I2，黄色沉淀是_。经检验，中溶液含I2。推测C

7、u2+做氧化剂，白色沉淀A是CuI。确认A的实验如下：a检验滤液无I2。溶液呈蓝色说明溶液含有_（填离子符号）。b白色沉淀B是_。c白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是_，说明氧化性Ag+Cu2+。（3）分析方案2中Ag+ 未能氧化I- ，但Cu2+氧化了I-的原因，设计实验如下：编号实验1实验2实验3实验现象无明显变化a中溶液较快变棕黄色,b中电极上析出银；电流计指针偏转c中溶液较慢变浅黄色；电流计指针偏转（电极均为石墨，溶液浓度均为 1 mol/L，b、d中溶液pH4） a中溶液呈棕黄色的原因是_（用电极反应式表示）。 “实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。依据是空气中的氧气也有氧

8、化作用，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是_。 方案2中，Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-的原因：_。（资料：Ag+ + I- = AgI K1 =1.21016；2Ag+ + 2I- = 2Ag+ I2 K2 = 8.7108）【答案】Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+ AgI Cu2+ AgCl CuI+2Ag+=Cu2+Ag+AgI 将d烧杯内的溶液换为pH4的1 mol/L 溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转 K1K2，故更易与发生复分解反应，生成AgI 2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 ，生成了CuI沉淀，使得的氧化性增强 【解析】（1）向酸化的AgNO

9、3溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明铜置换出了金属银，反应的离子方程式为，说明氧化性Ag+Cu2+，故答案为；（2） 经检验，中溶液不含I2，黄色沉淀是碘离子与银离子形成的碘化银沉淀，故答案为AgI；中溶液含I2，说明Cu2+做氧化剂，将碘离子氧化，本身被还原为Cu+，因此白色沉淀A是CuI。a检验滤液无I2。溶液呈蓝色说明溶液含有Cu2+，故答案为Cu2+；b滤渣用浓硝酸溶解后，在上层清液中加入盐酸，生成的白色沉淀B为AgCl，故答案为AgCl；c白色沉淀A与AgNO3溶液反应生成了Cu2+和灰黑色沉淀，灰黑色沉淀用浓硝酸溶解后的溶液中含有银离子，黄色沉淀为AgI，说明灰黑色沉淀中含

10、有金属银，反应的离子方程式为，说明氧化性Ag+Cu2+，故答案为；（3）碘化钾溶液与硝酸银溶液构成了原电池，a中溶液中的碘离子发生氧化反应生成碘单质，溶液呈棕黄色，电极反应式为，故答案为； “实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。依据是空气中的氧气也有氧化作用，只需设计没有铜离子的情况下，也能看到相似的现象即可，可以设计实验：将d烧杯内的溶液换为pH4的1 mol/L 溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转，故答案为将d烧杯内的溶液换为pH4的1 mol/L 溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转；Ag+ + I- = AgI K1 =1.21016；2Ag+ + 2I- = 2Ag+ I2

11、 K2 = 8.7108，K1K2，故更易与发生复分解反应，生成AgI。2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 ，生成了CuI沉淀，使得的氧化性增强，因此方案2中，Cu2+能氧化I-，而Ag+未能氧化I-，故答案为K1K2，故更易与发生复分解反应，生成AgI。2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 ，生成了CuI沉淀，使得的氧化性增强。点睛：本题考查了化学实验方案的设计与探究，本题的难度较大，理解实验的设计意图是解题的关键。本题的难点为（3），要注意根据反应进行的趋势大小和化学平衡移动的原理分析解答。3（I）某同学设计实验探究构成原电池的条件，装置如下：实验一：实验探究电极的构

12、成甲图A、B 两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转； A、B 两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转； A极用锌片，B极用铜片，发现电流计指针向左偏转； A极用锌片，B极用石墨，发现电流计指针向左偏转。结论一：_。实验二：探究溶液的构成甲图，A极用锌片，B极用铜片)液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；改用硫酸溶液，发现电流计指针偏转，B极上有气体产生。结论二 ：_。实验三：对比实验，探究乙图装置能否构成原电池将锌、铜两电极分别放入稀硫酸溶液中，发现锌片上有气泡产生，铜片上无明显现象，电流计指针不发生偏转。结论三：_。思考：对该同学的实验，同学乙提出了如下疑问，请你帮助解决。（1）

13、在甲图装置中，若A 为镁片，B为铝片，电解质溶液为NaOH溶液，电流计的指针应向_偏转。（2）一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中，电流计指针_（填“能”或“不能”）偏转。（II）依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：（1）电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；（2）当电路中转移0.01mol电子时，两电极的质量差为_g。【答案】电极必须是两活泼性不同的电极 溶液必须是电解质溶液 必须构成闭合回路 右 不能 Cu AgNO3 1.4g 【解析】【分析】(I)实验一：由可知，当两极相同时，不能形成原电池；由可知，当两

14、极是两种活泼性不同的金属或一种是金属一种是非金属时，可以形成原电池；实验二：中乙醇是非电解质，溶液中无自由移动离子；中硫酸是电解质，硫酸溶液中有自由移动离子，能形成原电池；实验三：要有电流，必须能形成闭合回路。思考：(1)相对于电解质溶液来讲，哪个电极更活泼，哪个电极做负极，指针向哪偏转；(2)要形成原电池产生电流，必须形成闭合回路。(II)根据反应“2Ag+(aq)+Cu(s)Cu2+(aq)+2Ag(s)”分析，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，则正极为活泼性较Cu弱的Ag，Ag+在正极上得电子被还原，电极反应为Ag+e=Ag，电解质溶液为A

15、gNO3 ，原电池中，电子从负极经外电路流向正极，由此分析解答。【详解】(I)实验一：由可知，当两极相同时，不能形成原电池；由可知，当两极是两种活泼性不同的金属或一种是金属一种是非金属时，可以形成原电池；实验二：中乙醇是非电解质，溶液中无自由移动离子；中硫酸是电解质，硫酸溶液中有自由移动离子，能形成原电池；实验三：要有电流，必须能形成闭合回路；思考：(1)相对于氢氧化钠溶液来讲，铝比镁更活泼，故铝做负极，电流计的指针应向右偏转；(2)一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中，不能形成闭合回路，而要形成原电池产生电流，必须形成闭合回路；(II)(1)由反应“2Ag+(aq)+Cu(s)Cu2+(

16、aq)+2Ag(s)”可知，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，Ag+在正极上得电子被还原，电解质溶液为AgNO3 ；(2)若刚开始Cu电极和银电极的质量相等，当电路中通过0.01mol电子时，正极上生成Ag为0.01mol，即1.08g，负极上Cu溶解的物质的量为0.005mol，即0.32g，所以两个电极的质量差为0.32g+1.08g=1.4g。4食盐加碘剂的主要成份是碘酸钾（KIO3）。工业上可用碘为原料通过电解制备碘酸钾。【实验一】在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质后的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘： （1）写出步骤的离子方程式 。（2）上述生产流程中，可以利用

17、的副产物是 。（3）分离I2和丁的方法是 。【实验二】电解制取KIO3，电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I26KOH5KIKIO33H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。（4）电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；电解过程中阴极附近溶液pH_（填“变大”、“变小”或“不变”）。【实验三】电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：（5）步骤的操作名称 ，步骤洗涤晶体的目的是 。【答案】（1）2Fe24I3Cl22Fe32I26Cl；（2）Ag（或Ag、FeCl3）；（3）萃取；（4）I6OH6eIO3 3H2O （或2

18、I2eI2）；变大（5）冷却结晶；洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质【解析】试题分析：（1）碘化亚铁具有还原性，与充足的氯气反应生成碘和氯化铁，离子方程式为：2Fe24I3Cl22Fe32I26Cl；（2）从流程图分析，副产物为银，由于加入的铁过量，所以先加入稀硫酸除去铁，再加入稀硝酸与银反应制得硝酸银溶液。（3）丁为氯化铁，分离碘单质和氯化铁溶液的方法为萃取，加入苯或汽油或四氯化碳等有机溶剂。（4）阳极附近的阴离子有碘离子，碘酸根离子和氢氧根离子，电解过程中阳极上碘离子失去电子生成碘酸根离子，电极方程式为I6OH6e IO3 3H2O （或2I2eI2）；阴极上氢离子放电生成氢气，所以阴

19、极附近破坏水的电离平衡，溶液中的氢氧根离子浓度增大，pH 变大。（5）从热溶液中国析出晶体的方法是冷却结晶；洗涤后的晶体有水分，所以要进行干燥，过滤后得到的晶体上吸附部分氢氧化钾等杂质，为得到较纯净的碘酸钾晶体，所以要进行洗涤。考点： 海水资源的综合利用，电解原理5(1)研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强，他设计了如下几种方案，其中合理的是_(填序号)A铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；B铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2；C铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解(2FeCl3+Cu2FeCl2+ CuCl2)D铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡E

20、常温下，分别将铁片和铜片置于浓硝酸中，铁片不溶解，而铜片溶解(2)请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。要求：a此方案的原理不同于上述任一合理方案；b在方框内绘出实验装置图并注明所需的药品；c写出实验过程中的主要实验现象并用相关化学用语解释现象_现象_ 解释_现象_ 解释_【答案】AD 铜片表面有气泡 2H+2e-=H2 铁片逐渐溶解； Fe-2e-=Fe2+ 【解析】【分析】(1)根据金属的活泼性顺序表可以确定金属性的强弱；(2)除了金属活动顺序表外，原电池装置也可以证明两电极材料的金属性强弱。【详解】(1)A铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出，说明金属铁的活泼性强于铜，能证明铁的金属性

21、比铜强，故A正确；B铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2，证明氯气是氧化性强的物质，能将金属氧化为高价，不能说明铁的金属性比铜强，故B错误；C铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，说明还原性是铜单质强于亚铁离子，不能说明铁的金属性比铜强，故C错误；D铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡，证明金属铁能和硫酸之间发生置换反应，但是铜不能，所以能证明铁的金属性比铜强，故D正确；E常温下，分别将铁片和铜片置于浓硝酸中，铁片会钝化，不溶解，而铜片则不会产生钝化现象，会溶解，不能说明铁的金属性比铜强，故E错误；故选A

22、D；(2)除了金属活动顺序表外，在原电池中，如果两电极材料都是金属，负极金属的活泼性一般是强于正极金属的活泼性的，如Cu、Fe、硫酸原电池中金属铁是负极，金属铜是正极，能证明铁的金属性强于铜，设计的原电池装置如：，可观察到的现象是：铜片表面有气泡放出，发生的电极反应为2H+2e-=H2；铁片溶解，发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+。6（1）工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳中通入氯气，然后结晶除去氯化钙后，再加入适量的 （填试剂化学式），过滤后即可得到。（2）实验室制取氯酸钠可通过如下反应：3C12+6NaOH5NaC1+NaC1O3+3H2O先往-5的NaOH溶液中通入适量C12，然后将溶

23、液加热，溶液中主要阴离子浓度随温度的变化如右图表1所示，图中C表示的离子是 。（填离子符号）（3）某企业采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠。则阳极反应式为： 。（4）样品中C1O3-的含量可用滴定法进行测定，步骤如下：步骤1：准确称取样品ag（约2.20g），经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。步骤2：从上述容量瓶中取出10.00mL溶液于锥形瓶中，准确加入25mL 1.000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液（过量），再加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸，静置10min。步骤3：再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种指示剂，用0.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液滴

24、定至终点，记录消耗消耗K2Cr2O7标准溶液的体积。步骤4：为精确测定样品中C1O3-的质量分数，重复上述步骤2、3操作2-3次。步骤5：数据处理与计算。步骤2中反应的离子方程式为 ；静置10min的目的是 。步骤3中K2Cr2O7标准溶液应盛放在 （填仪器名称）中。用0.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定的目的是 。在上述操作无误的情况下，所测定的结果偏高，其可能的原因是 。【答案】（1）Na2CO3（2）ClO-（3）Cl-6e-+6OH-=C1O3-+3H2O（4）ClO3- +6Fe2+ 6H+=Cl-+6Fe3+3H2O；使溶液中C1O3-与Fe2+反应充分完全酸式滴定管

25、计算步骤消耗的(NH4)2Fe(SO4)2的量 （其他合理答案也给分） 溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化【解析】试题分析：（1）石灰乳与氯气反应生成氯化钙和氯酸钙，除去氯化钙后，可加入碳酸钠溶液，以生成碳酸钙沉淀，以此得到氯化钠；（2）氯气与氢氧化钠反应低温时生成NaClO，温度高时生成NaClO3，-5时生成ClO-；（3）采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠，同时生成H2，其反应的方程式为：NaCl + 3H2O NaClO3 + 3H2，阳极发生氧化反应，反应式为Cl- -6e- + 6OH- = C1O3- + 3H2O；（4）酸性条件下亚铁离子被ClO3-氧化未铁离子，自身被还原为

26、氯离子，其反应的离子方程式为：ClO3- +6Fe2+ 6H+=Cl-+6Fe3+3H2O；静止10min可以使亚铁离子和次氯酸根离子充分反应；K2Cr2O7溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡胶管，所以改用酸式滴定管盛放；步骤2中的(NH4)2Fe(SO4)2没有反应完，用K2Cr2O7溶液滴定步骤2的溶液是为了测得未反应完全的亚铁离子，所以是为了测为反应完全的硫酸亚铁铵的量；亚铁离子容易被空气中的氧气氧化，测得结果偏高的原因为溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化。考点：探究物质的组成及测定物质的含量7铁的单质和化合物在实验和实际生产中都有重要作用。某同学将Cl2通入FeCl2和KSCN混合

27、溶液中，现象为：操作现象现象1：A中溶液变红现象2：稍后，溶液由红色变为黄色（1）B装置中反应的化学方程式_。（2）A中溶液变红的原因是_。（3）为探究产生现象2的原因，该同学进行如下实验：取少量A中黄色溶液于试管加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在_。取少量A中黄色溶液于试管中，加入过量KSCN溶液，最终得到血红色溶液。实验说明，Fe3+与SCN生成红色Fe（SCN) 3的反应_可逆反应（是或不是）。（4）该同学根据实验猜想，SCN可能被氯水氧化。查资料得知SCN的电子式为，离子反应为：SCN+Cl2+9H2OSO42+NO3+16Cl+18H+ + CO2 ；上述反应中，0

28、.5molSCN被氧化时转移的电子总数为_个。若要检验产物中含有SO42，常用的化学试剂是_（写试剂名称）。高铁电池因原料丰富、绿色环保而倍受关注。ZnK2FeO4碱性电池的某电极的放电产物为FeOOH，该极电极为_极，电极反应式为_。【答案】2NaOH + Cl2 NaCl + NaClO + H2O Fe2+ 被Cl2氧化产生Fe3+，Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3呈红色 Fe3+ 是 86.021023 氯化钡溶液、盐酸 正 FeO42+3e+3H2OFeOOH+5OH 【解析】【分析】【详解】试题分析：（1）为防止污染，B中氢氧化钠吸收多余氯气，其化学方程式为： 2NaOH

29、 + Cl2 NaCl + NaClO + H2O（2）Cl2可氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3溶液，呈红色.（3）取A中黄色溶液于试管中，加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，说明有氢氧化铁固体生成，所以原溶液中一定存在Fe3+；另取少量A中黄色溶液于试管中，加入过量KSCN溶液，最终得到血红色溶液。实验说明，Fe3+与SCN生成红色Fe（SCN) 3是可逆反应。（4）、由SCN的电子式为可S为-2价，C为+4价，N为-3价，所以在方程式SCN+Cl2+9H2OSO42+NO3+16Cl+18H+ + CO2 中，S元素与N元素被Cl2氧化，所以1mol反应转移16mole-,则0.5molSCN被氧化时转移的电子总数为86.02