1、2020-2021 高考化學(xué)壓軸題專題復(fù)習(xí)一化學(xué)能與電能的綜合及答案解析 一、化學(xué)能與電能 1.二氧化氯（CIQ）具有強(qiáng)氧化性，在工業(yè)上常用作水處理劑、漂白劑。 CIQ 是一種易溶于 水的黃綠色氣體，其體積分?jǐn)?shù)超過 10%時(shí)易引起爆炸。某研究小組欲用以下三種方案制備 CIO2，回答下列問題： （1 ）以黃鐵礦（FeQ）、氯酸鈉和硫酸溶液混合反應(yīng)制備 CIO2，黃鐵礦中的硫元素在酸性條 件下被 CIO3-氧化成 SQ2-,寫出制備 CIO2的離子方程式_。 （2）用過氧化氫作還原劑，在硫酸介質(zhì)中還原 NaCIQ 制備 CIO2，并將制得的 CIO2用于處 理含 CNT廢水。實(shí)驗(yàn)室模擬該過程的實(shí)驗(yàn)

2、裝置 （夾持裝置略）如圖所示。 裝置 A 的名稱是_,裝置 C 的作用是_。 反應(yīng)容器 B 應(yīng)置于 30C左右的水浴中，目的是 _。 通入氮?dú)獾闹饕饔糜?3 個(gè)，一是可以起到攪拌作用，二是有利于將 CIO2排出，三是 _ O CIO2處理含 CN-廢水的離子方程式為_,裝置 E 的作用是_。 （3）氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn) CIO2的方法。 用于電解的食鹽水需先除去其中的 Ca2+ Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。某次除雜操作時(shí)，往粗鹽 水中先加入過量的 （填化學(xué)式），至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的 Na2CQ 和 NaOH, 充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。 用石墨做電極，在一定條件下電解飽

3、和食鹽水制取 CIO2，工作原理如圖所示，寫出陽(yáng)極 產(chǎn)生 CI02的電極反應(yīng)式 【答案】FeS+15CIQ-+14H+=15CIQ+Fe3+2SO2-+7H2O 恒壓漏斗 安全瓶 提高化學(xué)反應(yīng)速 率，同時(shí)防止過氧化氫受熱分解 稀釋 CIO2，防止其爆炸 2CN+2CIO2=2CQ+N2+2C吸收 CIO2等氣體，防止污染大氣 BaC2 C-5e-+2H2O=CIQ 件 4H+ 【解析】 【分析】 二氧化氯（CIO2）具有強(qiáng)氧化性，在工業(yè)上常用作水處理劑、漂白劑。分別利用無(wú)機(jī)反應(yīng)和電 解原理制備二氧化氯，三種方法均利用了氧化還原反應(yīng)。 【詳解】 （1 ）以黃鐵礦（FeQ）、氯酸鈉和硫酸溶液混合反

4、應(yīng)制備 CIO2，黃鐵礦中的硫元素在酸性條 件下被 CIO3-氧化成 SQ2-,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒和元素守恒，可以寫出制備 CIO2 的離子方程式為 Fe$+l5CI8+14H+=15CI02+Fe3+2SO2-+7H20。 （2） 裝置 A 的名稱為恒壓漏洞，裝置 C 為安全瓶，起到防止液體倒吸的作用。 升高溫度可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，但是原料中含有過氧化氫，過氧化氫在過高的溫度下 可以發(fā)生分解反應(yīng)，因此反應(yīng)容器 B 應(yīng)置于 30 C左右的水浴中。 根據(jù)題文可知，CIQ 是一種易溶于水的黃綠色氣體，其體積分?jǐn)?shù)超過 10%時(shí)易引起爆 炸，故通入氮?dú)獾闹饕饔糜?3 個(gè)，一是可以起到攪拌作

5、用，二是有利于將 CI02排出，三 是稀釋 CI02,防止其爆炸。 CI02處理含 CN-廢水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將 CN-轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的 C02和 N2，故離子方程 式為 2CN-+2CI02=2C02+N2+2C；裝置 E 在整套裝置之后，起到吸收尾氣，防止環(huán)境污染的 作用。 （3） 用于電解的食鹽水需先除去其中的 Ca2+、Mg2+、S042-等雜質(zhì)，需要過量的碳酸根 離子、氫氧根離子和鋇離子，過量的鋇離子可以用碳酸根離子除去，因此在加入 Na2C03之 前應(yīng)先加入過量 BaC2。 用石墨做電極，電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價(jià)升高，因此氯離子在陽(yáng)極失電 子和水反應(yīng)得到 CIQ，電極反

6、應(yīng)式為 C-5e-+2H20=CI04+4H+。 2.某小組同學(xué)用如下裝置電解食鹽水，并對(duì)電解產(chǎn)物進(jìn)行探究。 實(shí)驗(yàn)裝置 電解質(zhì)溶液 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 - 1 L; y 5mol/LNaCI 溶液 a 極附近 b 極 附近 開始時(shí)，產(chǎn)生白色渾濁并逐漸增加，當(dāng)沉 入 U形管底部時(shí)部分沉淀變?yōu)槌赛S色；隨 后 a 極附近沉淀自下而上也變?yōu)槌赛S色 產(chǎn)生 無(wú)色 氣泡 資料顯示： 氯化亞銅（CuCI）為白色粉末，微溶于水； 氫氧化亞銅（Cu0H）為黃色不溶于水的固體，易脫水分解為紅色的 CU20 ； Cu水溶液中不穩(wěn)定，酸性條件下易歧化為 Cu2和 Cu; 氫氧化銅可以溶于濃 Na0H 得到藍(lán)色溶液. 1)經(jīng)檢驗(yàn)，

7、 b 極產(chǎn)生的氣體是 H2，b 極附近溶液的 pH _ (填“增大”、“減小”、 或“不變”)；銅絲 a 應(yīng)與電源的 _ (填“正”或“負(fù)”)極相連。 (2) _ 同學(xué)們分析 a極附近生成的白色渾濁是 CuCI，則該極的電極反應(yīng)式是 _ 。 (3橙黃色沉淀中含有 CU2O，則 CuCI轉(zhuǎn)化為CU2O的原因是 _ (用方程式表示)； 結(jié)合離子在溶液中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，解釋“ a 極附近沉淀自下而上”變?yōu)槌赛S色原因是 0.2mol/L H2SO4至過量，應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是 _ 。 1 (5 同學(xué)們根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)提出猜想：電解時(shí)， Cu做陽(yáng)極先被氧化為 Cu。為此，他們用 Cu 電極電解5mol/LNaOH

8、溶液，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到陽(yáng)極產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡，附近溶液變藍(lán)，未 見預(yù)期的黃色沉淀。根據(jù)現(xiàn)象能否得出“該猜想不成立”的結(jié)論，并說明理由： _ 。 【答案】增大 正 Cu e Cl CuCl CuCl OH CuOH Cl 、 2CuOH Cu2O H 2O 通電時(shí)，在陰極產(chǎn)生的 OH 向陽(yáng)極定向移動(dòng) 沉淀溶解，溶液 變藍(lán)，且有少量紅色固體產(chǎn)生 不能，陽(yáng)極產(chǎn)生的大量 02可能將 CuOH 氧化 【解析】 【分析】 (1) 電解池陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此判斷； (2) 結(jié)合 a 極附近生成的白色渾濁是 CuCI 寫出電極反應(yīng)式； (3) 根據(jù)電極反應(yīng)式結(jié)合溶度積常數(shù)判斷； ( 4) 氧化亞

9、銅與稀硫酸反應(yīng)生成銅單質(zhì)、銅離子和水； (5)用 Cu電極電解 5mol/ LNaOH 溶液，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到陽(yáng)極產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡為氧氣，氧氣 具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化 CuOH。 【詳解】 (1) 用銅做電極，電解氯化鈉溶液， b 極產(chǎn)生的氣體是 H2，則 b 極氫離子得到電子發(fā)生 還原反應(yīng)，為陰極，電極反應(yīng)式為： 2H2O 2e H2 2OH ，因?yàn)?b 極生成氫氧根 離子，所以附近溶液 pH 增大； a 為陽(yáng)極，與電源正極相連，故答案為：增大；正； (2) 依據(jù)(1可知 a 極為陽(yáng)極，銅做陽(yáng)極為活性電極， a 極附近生成的白色渾濁是 CuCI, 則其電極反應(yīng)式為： Cu e Cl CuCl

10、，故答案為： Cu e Cl CuCl ； (3) 用銅電極電解飽和食鹽水時(shí),陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為 Cu e Cl CuCl ,陰極發(fā)生還原反應(yīng),電極方程式為 2H 2e H2 ,開始時(shí)生 成 CuCl 白色生成，隨著反應(yīng)進(jìn)行，溶液 pH 逐漸增大，因Kap(CuOH) Kap(CuCl)，貝y 可生成 CuOH 橙黃色沉淀，CuOH 不穩(wěn)定分解生成 Cu?。和水。 4)同學(xué)們通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)沉淀中含有 1 C1u ：將橙黃色沉淀濾出洗滌后，滴加 橙黃色沉淀中含有 Cu?。，則 CuCl 轉(zhuǎn)化為Cu?。的原因是，隨著電解的進(jìn)行，氫氧根離 子濃度增大，使 CuCl 轉(zhuǎn)化為 CuOH,方

11、程式：CuCl OH CuOH Cl , CuOH 不穩(wěn)定分解生成Cu2O和水，方程式：2CuOH Cu2O H 2O，故答案為： CuCI OH CuOH Cl、2CuOH Cu?。H2O ; 通電時(shí)，在陰極產(chǎn)生的 OH 向陽(yáng)極定向移動(dòng)，氫氧根離子濃度增大則 CuCI 轉(zhuǎn)化為 CuOH,而 CuOH 不穩(wěn)定分解生成 Cu?O和水，所以看到現(xiàn)象為“ a 極附近沉淀自下而上” 變?yōu)槌赛S色，故答案為：通電時(shí)，在陰極產(chǎn)生的 OH 向陽(yáng)極定向移動(dòng)； （4） 氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)生成銅單質(zhì)、銅離子和水，化學(xué)方程式為： Cu2。H2SO4 Cu CuSO4 H2O，銅為紅色固體，硫酸銅為藍(lán)色溶液，所以現(xiàn)象

12、 為：沉淀溶解，溶液變藍(lán)，且有少量紅色固體產(chǎn)生，故答案為：沉淀溶解，溶液變藍(lán)，且 有少量紅色固體產(chǎn)生； （5） 用 Cu電極電解 5mol/LNaOH 溶液，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到陽(yáng)極產(chǎn)生大量無(wú)色氣泡為氧氣，氧 氣具有強(qiáng)的氧化性，能夠氧化 CuOH,所以不能依據(jù)該現(xiàn)象得出“該猜想不成立”的結(jié) 論，故答案為：不能，陽(yáng)極產(chǎn)生的大量 。2可能將 CuOH 氧化。 3. 現(xiàn)需設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置來電解飽和食鹽水 ，并測(cè)量電解產(chǎn)生的氫氣的體積（約 6 mL）和 檢驗(yàn)氯氣的氧化性（不應(yīng)將多余的氯氣排入空氣中）。 I 暮- 徳和食赴水 NaOHSS液 晦液 Fp* G H 水 （4）假定裝入的飽和食鹽水為 50 mL （

13、電解前后溶液體積變化可忽略） ，當(dāng)測(cè)得的氫氣為 5.6 mL （已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，溶液的 pH 為 _ 。 （5）工業(yè)上采用離子交換膜法電解飽和食鹽水，如上圖圖 2,該離子交換膜是_ （填陽(yáng) 離子”或陰離子”）交換膜，溶液 A 是 _ （填溶質(zhì)的化學(xué)式） 【答案】G、F、I D、E、C 2C1-2e-=Cl2f 淀粉-KI溶液變成藍(lán)色 12 陽(yáng)離子 NaOH 【解析】 【分析】 實(shí)驗(yàn)的目的是電解飽和食鹽水，并測(cè)量電解產(chǎn)生的氫氣的體積 （約 6 mL）和檢驗(yàn)氯氣的氧 化性，結(jié)合裝置的作用來連接裝置； 實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳蓺錃夂吐葰猓澡F應(yīng)為陰極，碳棒為陽(yáng)極； （3）氯氣具有氧化性，能氧化碘離子生成

14、碘單質(zhì)，使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)色說明； 電解飽和食鹽水的方程式： 2NaCl+2H2O _ 2NaOH+H2 f +Q 仁利用公式 c=-來計(jì)iOOmL 50mL 見旨 圖I （1） 試從上圖圖 1 中選用幾種必要的儀器 編號(hào)）是：A 接 _ ,B 接 （2） 碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為 _ 。 ，連成a 算 NaOH 的物質(zhì)的量濃度，然后求出氫離子的濃度，最后求出 pH; 氫氣在陰極生成，則 b 為陰極，a 為陽(yáng)極，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，則離子交換膜允許陽(yáng)離 子通過；a 極上氯離子失電子，生成氯氣同時(shí)溶液中生成 NaOH。 【詳解】 (1) 產(chǎn)生的氫氣的體積用排水量氣法，預(yù)計(jì) H2的體積 6ml左右，

15、所以選 I不選 H,導(dǎo)管是短 進(jìn)長(zhǎng)出，所以 A 接 G,用裝有淀粉碘化鉀溶液的洗氣瓶檢驗(yàn)氯氣時(shí)，導(dǎo)管要長(zhǎng)進(jìn)短出，所 以 B 接 D,氯氣要進(jìn)行尾氣處理，即 E 接 C； (2) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳蓺錃夂吐葰?，所以鐵應(yīng)為陰極，連接電源負(fù)極，碳棒為陽(yáng)極，所以炭棒接 直流電源的正極，電極反應(yīng)： 2CI-2e-Cl2f; (3) 氯氣具有氧化性，能氧化碘離子生成碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉變藍(lán)色，使淀粉碘化鉀溶 液變藍(lán)色說明氯氣具有氧化性； 因電解飽和食鹽水的方程式： 2NaCI+2H2O. 三2NaOH+H2 T +Qf，當(dāng)產(chǎn)生的 H2的體積 3 為 5.6mL 時(shí)，物質(zhì)的量 n= 空 10 L =2.5 x

16、1mol，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為 5 x TO 22.4L / mol 4 NaOH 的物質(zhì)的量濃度=5 10 噸 0.01mol/L，所以氫離子的濃度 0.05L 氫氣在陰極生成，則 b 為陰極，a 為陽(yáng)極，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，則離子交換膜允許陽(yáng)離 子通過，所以離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜； a 極上氯離子失電子，生成氯氣同時(shí)溶液中生 成 NaOH,所以溶液 A 是NaOH。 【點(diǎn)睛】 分析電解過程的思維程序：首先判斷陰陽(yáng)極，分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活性電極； 再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰陽(yáng)離子兩組；然后排出陰陽(yáng)離子的放電 順序： 陰極：陽(yáng)離子放電順序： Ag+Fe3+Cif+H+

17、Fg+Zn2+H+;陽(yáng)極： 活潑電極&-Br- COH；如果陽(yáng)極材料是活性金屬如 Fe 或 Cu為陽(yáng)極，則陽(yáng)極本身被氧化。 4. 鈦工廠 TiCl 4煙塵中含有大量的 ScCl3、MgC2及 SiO2小顆粒等物質(zhì)，某研究所利用上述 煙塵回收 SaQ,并制備鈦白粉(TiO2)，其工藝流程如下所示: (3 )草酸“沉鈧”得到草酸鈧的化學(xué)反應(yīng)類型為 _ (4) 在空氣中灼燒草酸鈧即可得到氧化鈧 (SC2Q)，其化學(xué)反應(yīng)方程式為 O (5) “水相”的主要離子有 _ TiOCl 42-、H、Cl-及 ，寫出加入大4mol，所以溶液中 14 10 mol/L=1 x 0.01 11 20mol/

18、L, ; 顧 * h 3卜彳器| ScCl曲濯 量的水并加熱發(fā)生 的相關(guān)離子反應(yīng)方程式 _ 。 (6) 鈦的冶煉新法是劍橋電解法(如右圖)。 以含少量 CaCb 的 CaO 熔融物作為介質(zhì)，電解時(shí)。在陰極生成的 Ca 進(jìn)一步還原 TiO2得鈦。 寫出陽(yáng)極電極主要反應(yīng)方程式： _ ;利用中學(xué)所學(xué)知識(shí)可以預(yù) 測(cè) CaCl2的作用包含增強(qiáng)導(dǎo)電性、 _ ； F=96500C/mol，當(dāng) l=0.5A，通電 80 分 鐘，理論上獲得 Ti 的質(zhì)量為 _ g (計(jì)算表達(dá)式)。 【答案】抑制 TiOCl 42-的進(jìn)一步水解(多答 M、Sc3+*解亦給分) 酸性 分液漏斗、燒 杯 復(fù)分解反應(yīng) 3O+2SC2(

19、 C2C4)3 2SQQ+12CO Mg+ TiOCl 42-+( 1+x) 03 x 80 x 60 - - X 4H HOTiO2 xH2O+2H+4C2&-4e -=O2 f 降低 CaO 的熔點(diǎn) 【解析】 (1) 為了防止TiOCM2-、Mg2+、Se34水解，酸浸過程中加入 HCI可以，故答案為：抑制 TiOC42- 的進(jìn)一步水解； 根據(jù) S(?+3HTB 爲(wèi)Sc(TBP3+3H+，則上述洗脫劑最好選擇酸性溶液洗滌，可以抑制 Sc3+ 與 HTBP 的反應(yīng)；操作I和操作H為分液，所涉及的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯，故答案 為：酸性；分液漏斗、燒杯； (3) ScC3與草酸發(fā)生復(fù)

20、分解反應(yīng)生成草酸鈧，故答案為：復(fù)分解反應(yīng)； (4) 在空氣中灼燒草酸鈧即可得到氧化鈧 (SC2O3),同時(shí)草酸根離子被氧化生成二氧化碳，反 應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 3O2+2S(2(QO4)3 - 2SC2O3+12CO2，故答案為： 3O2+2SC2(C2O4)3_ 2SC2O3+12CO2； 根據(jù)流程圖，鈦工廠 TiCl4煙塵中含有大量的 ScC3、MgCl2及 SiQ 小顆粒等物質(zhì)，酸浸 后，過濾除去了二氧化硅，再用有機(jī)溶劑萃取， 水相”中主要離子有 TiOC42-、H+、C及 Mg2+，在水相中加入大量的水并加熱促進(jìn) TiOCl42-水解生成 TQ2XH2O，反應(yīng)的離子方程式 為 TiO

21、Cl42-+(1+x)H2O _ TiO2xH2O+2H+4C，故答案為：Mg2+ ； TiOCM2- +(1+x)H2O.TiO2 XH2O+2H+4C； (6) 在陰極，氧化鈣被還原生成 Ca,被還原的 Ca進(jìn)一步還原 TI6獲得鈦，電極反應(yīng)為 2 已知 SC3+3HTB 気 SC(TBP)3+3H+,則上述洗脫劑最好選擇 _ (選填“酸 性”、“堿性”或“中性”)溶液。在實(shí)驗(yàn)室模擬完成上述操作I和操作n所涉及的玻璃儀 器有 。 Ca2+2e-=Ca、2Ca+TlO2=2CaO+Ti，陽(yáng)極石墨上氧離子失去電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為 2O2- -4e-=O2 f，電解質(zhì)為混有氯化鈣的熔融的氧

22、化鈣，加入氯化鈣可以增強(qiáng)電解質(zhì)的導(dǎo)電性， 同時(shí)可以降低 CaO 的熔點(diǎn)，節(jié)約能量；電流強(qiáng)度為 0.5A，電池工作 80 分鐘，則電量為 0,5 x 80 X 60C : . ，生成 Ti 的質(zhì)量 0.5 x 80 X 60 1 77TR ：盲 X 48g 故答案為：2O2-4e-=O2 f ；降低 CaO 5. 工業(yè)上用某礦渣(含有 Cu2O、AI2O3, Fe2O3、SiQ)制取銅的操作流程如下: 已知：CU2O+ 2H+= Cu+ Cu2+ + H2O (1 )實(shí)驗(yàn)操作I的名稱為 _ ;在空氣中灼燒固體混合物 D 時(shí)，用到多種硅酸鹽質(zhì)的儀 器，除玻璃棒、酒精燈、泥三角外，還有 _ 填儀器名

23、稱)。 (2) _ 濾液 A 中鐵元素的存在形式為 填離子符號(hào))，生成該離子的離子方程式 為 _ ，檢驗(yàn)濾液 A 中存在該離子的試劑為 _ 填試劑名稱)。 (3) 金屬 E 與固體 F 發(fā)生的某一反應(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _ (4) 常溫下，等 pH 的 NaAlO2和 NaOH 兩份溶液中，由水電離出的 c(OH)前者為后者的 108倍，則兩種溶液的 pH=_。 (5) _ 利用電解法進(jìn)行粗銅精煉時(shí)，下列敘述正確的是 _ 填代號(hào))。 a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b 粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng) c.精銅作陰極，電解后電解液中 Cu2+濃度減小 d 粗銅精煉時(shí)通過的電量與陰極析出

24、銅的量無(wú)確定關(guān)系 (6 )從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水中選用合適的試劑，測(cè)定粗銅樣品中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)， 涉及的主要步驟為：稱取一定質(zhì)量的樣品 T _ T過濾、洗滌、干燥T稱量剩余固體銅 的質(zhì)量。(填缺少的操作步驟，說出主要操作方法，不必描述操作過程的細(xì)節(jié) ) 【答案】(1 )過濾；坩堝； 0.5A X 80 X 6Os=240O 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的 0.5 x 80 x 60C 1 96500X 4X 48g/mol= 的熔點(diǎn); 0.5 X 80 x 60 1 X 48 (2) Fe24； Cu+ 2Fe3+=Cif + + 2Fe2+ ;硫氰化鉀溶液和新制氯水或鐵氰化鉀溶液； (3) 2AI +

25、 Fe2OtS2Fe+ Al2O3；( 4) 11； (5) b c；( 6)將濃硫酸用蒸餾水稀釋，使樣品與足量稀硫酸充分反應(yīng)。 【解析】 試題分析：(1)操作 I得到液體和固體，因此操作步驟為過濾；灼燒固體需要在坩堝中進(jìn) 行，因此缺少的是坩堝； (2) CU20 在酸性條件生成 Cu, Fe2O3+ 6H+=2Fe3+ 3 出 0, Cu+ 2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+，因此 鐵元素以 FW +形式存在；檢驗(yàn) Fe2先加 KSCN 溶液，觀察溶液顏色，然后再加氯水，如 果溶液變?yōu)榧t色，說明含有 Fe2*,也可以用 K3Fe(CN)s,如果產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明有 Fe2 +; (3) 焊

26、接鋼軌，采用鋁熱反應(yīng)，即 2AI+ Fe2O3今蘭 2Fe+ AI2O3； (4) 設(shè) pH=x, NaOH 溶液中水電離出 c(OH)=c(H+ )=10 x,則 NaAIO2中水電離的 c(OH -)=10(8-x), NaAlO2 的 pH=1014/10(8-x)=1o(x-22)，兩者 pH 相等，則有 x=22-x,解得 x=11； (5) a、 電解過程一部分能量轉(zhuǎn)化成熱能， 故錯(cuò)誤； b、精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，發(fā)生氧化 反應(yīng)，純銅作陰極，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，故正確； c、粗銅中含有鋅、鐵等雜質(zhì)， Zn 2e_=Zn，陰極上：Cu2* + 2e_ =Cu,溶液 Cu2*略有

27、降低，故正確；d、陰極：Cu+ 2e =Cu,能夠得到通過的電量和析出銅的量的關(guān)系，故錯(cuò)誤； (6)將濃硫酸用蒸餾水稀釋，使 樣品與足量稀硫酸充分反應(yīng)。 考點(diǎn)：考查物質(zhì)的提純、離子檢驗(yàn)、鋁熱反應(yīng)、電解過程等知識(shí)。 A 為電源，B 為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，濾紙中央滴有 D 為電解槽，其電極材料見圖，電解質(zhì)溶液： C 裝置中溶液為 AgNO3 Cu(NQ)2溶液，。關(guān)閉 K1,打開 K2,通電后，B 的 KMnO4紫紅色液 a 端為 _ 極，通電一段時(shí)間后，觀察到濾紙 c 端出現(xiàn)的現(xiàn)象 (2) _ 打開 K1,關(guān)閉 K2,通電一段時(shí)間后， D 裝置中 Cu極的電極反應(yīng)式為 _。C 裝置中

28、右端 Pt 電極上的電極反應(yīng)式為： _ 裝置中總反應(yīng)方程式為： _。 (3)假定 C. D 裝置中電解質(zhì)溶液足量，電解一段時(shí)間后， C 裝置中溶液的 pH 值 _ (填 變大”變小”或 不變”，下同)，D 裝置中溶液的 pH 值 _ 。 【答案】負(fù) 變紅色 Cu -2e-= CLT 4OH-4e-= 2H2O + Od iAglVO,十 2HjO = 十 6 t 十 4HNO3 減小 不變 【解析】 【分析】 (1) 關(guān)閉 K1,打開 K2,為電解飽和食鹽水裝置，6. (1)如下圖所示， 一滴 KMnO4溶液，C. 溶液，D 裝置的溶液為 滴向 d 端移動(dòng)，則電源 是: 通電后， B 的 KM

29、nO4紫紅色液滴向 d 端移 動(dòng)，根據(jù)電解池工作原理可知陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)判斷電源的正負(fù)極并判斷反應(yīng)現(xiàn)象； 打開 K1,關(guān)閉 K2,為電解硝酸銀和硝酸銅的串聯(lián)電路， D 裝置中 Cu極連接電源的正 極，為電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)， C 裝置中右端 Pt 電極為陽(yáng)極，氫氧根離子放電生成 氧氣； (3) C 為電解硝酸銀裝置，D 為電鍍裝置。 【詳解】 (1) 據(jù)題意KMnO4紫紅色液滴向d端移動(dòng)，說明高錳酸根離子向 d 端移動(dòng)，可推出極為陽(yáng) 極，進(jìn)一步可確定電源 a 端為負(fù)極，b 端為正極，通電一段時(shí)間后，濾紙 c 端發(fā)生反應(yīng)為 2H+2e-=Hd，促進(jìn)水的電離，滴加酚酞呈紅色； 打開 Ki,關(guān)

30、閉 K2,為電解硝酸銀和硝酸銅的串聯(lián)電路， D 裝置中 Cu極連接電源的正 極，為電解池的陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為 Cu-2e-=Cu2+, C 裝置中右端 Pt 電極為 陽(yáng)極，氫氧根離子放電生成氧氣，電解方程式為 4OH-4e-=2H20+O2 f，電解總反應(yīng)為 4AgNO3+2H2O.匚；：4Ag+6 f +4HNO3 ； C 裝置中總反應(yīng)方程式為 4AgNO3+2H2 - 4Ag+O2 f +4HNO3，溶液 pH 減小，D 為電鍍 裝置，溶液濃度不變，則 pH 不變。 7.回收利用印刷電路板上的銅制備銅的化合物，實(shí)現(xiàn)資源的再利用。 (1) 回收利用印刷電路板上的銅制備 CuC2

31、。 實(shí)驗(yàn)室模擬回收過程如下： 試劑皿 已知部分物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的 pH 如下表: 物質(zhì) 開始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)2 7.6 9.6 Fe(OH)3 2.7 3.7 Cu(OH)2 4.4 8.0 試劑3 試劑t 濬液pH 請(qǐng)回答下列問題： 步驟 III的操作名稱是 _ 。 下列試劑中，可以作為試劑 a 的是 _ A. HNO3溶液 B. Fd(SC4)3溶液 C. FeC3溶液 _ 若不加試劑 b,直接加入試劑 c 調(diào)節(jié)溶液 pH，是否可行？ _ (填是”或否”， 理由是 _ 。 (2) 用H2O2和硫酸共同浸泡印刷電路板制備硫酸銅。 已知：2 出 02(1)=2 缶 0 (I

32、) +O2(g) Hi= 196kJ/mol H2O(l)=H2(g) +1/2O2(g) H2=+ 286kJ/mol Cu(s) +HSC4(aq)=CuSQ(aq) +H2(g) H3= + 64kJ/mol 則 Cu(s) +H2O2(l) +H2SO(aq) =CuSO(aq) +2H2O(l) H = _ 。 (3) _ 將反應(yīng) Cu+Hb02+H2SO=CuSO+2H20 設(shè)計(jì)成原電池，其正極電極反應(yīng)式是 _ 。 (4) 若用硝酸和硫酸共同浸泡印刷電路板制備硫酸銅，假設(shè)印刷電路板中其他成分不與酸 反應(yīng)，欲制取 3mol 純凈的硫酸銅，需要 0.5 mol/L 的硝酸溶液的體積是

33、_ L。 【答案】過濾 C 否不能除去亞鐵離子，影響所得氯化銅純度 -320kJ/mol H2O2+2H+2e-=2H2O 4 【解析】 【分析】 【詳解】 (1) 操作是將固體和液體分開，用過濾； 禾 U 用印刷電路板上的銅制備 CuC2,反應(yīng)后的溶液中有鐵元素，說明使用的是氯化鐵， 選 C; 需要將溶液中的鐵元素變成沉淀，若以氫氧化亞鐵的沉淀形式，溶液的 pH 在 7.6 到 9.6 之間，而銅離子已經(jīng)沉淀，不能分離，若以氫氧化鐵的形式沉淀， PH2.7 開始沉淀，到 3.7 沉淀完全，這時(shí)銅離子沒有開始沉淀，所以要將亞鐵氧化成鐵離子才能調(diào)節(jié)溶液的 pH 值 進(jìn)行沉淀，所以不可行，選否；因

34、為那樣不能除去亞鐵離子，會(huì)影響所得氯化銅純度； (2) 根據(jù)蓋斯定律，將方程式進(jìn)行四則運(yùn)算， +/ 2-，則反應(yīng)熱=+64-196/2-286=- 320kJ/mol; (3)原電池中銅做負(fù)極，過氧化氫在正極反應(yīng)得到電子，電極反應(yīng)為： H2O2+2H+2e-=2H2O; (4)根據(jù)離子方程式分析： 3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O，生成 3mol 硫酸銅，需要 3mol 銅，2mol 硝酸，所以硝酸的體積為 70.5=4L。 &類比是化學(xué)學(xué)習(xí)中常用的方法之一，已知硝酸能把鐵氧化成 Fe(NO3)3，但當(dāng)鐵過量時(shí)， 產(chǎn)物是 Fe(NQ)2。某同學(xué)受此啟發(fā)，提出一個(gè)相似

35、的觀點(diǎn)：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當(dāng) Cl2足量時(shí) 生成 FeC3,當(dāng)鐵粉過量時(shí)產(chǎn)物是 FeC2。為驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)將一根細(xì)的純鐵 絲分別在足量和少量的 Cl2中點(diǎn)燃，取其表面生成物并分別編號(hào)為 A、B,然后通過實(shí)驗(yàn)確 定其成分。 探究過程如下： 提出假設(shè)：A 是 FeC3, B 是 FeC2。 (1 )設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：分別取 A、B 的溶液均進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同。請(qǐng)?zhí)顚懴卤?中的相應(yīng)空格。 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 分別向 A、B 溶液中加 KSCN 溶液 固體物質(zhì)中有 FeC3 分別向 KMnO4溶液中加適量 A、 B 溶液 KMnO4溶液顏色無(wú)明顯變化 固體物質(zhì)中不含 (2) 根據(jù)

36、上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，寫出 Cb 與鐵粉加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 _ 。 (3) 為進(jìn)一步探究 FeC3溶液的性質(zhì)，他又利用 A 溶液做了如下一些實(shí)驗(yàn)，其中明顯錯(cuò)誤 的是 _ (填寫序號(hào))。 A. 將 A 溶液滴入淀粉碘化鉀溶液中，可得到藍(lán)色液體，該液體能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象 B. 向 A 溶液中加入少量鐵粉，鐵粉溶解，溶液顏色加深 C. 在 A 溶液中滴加 NaOH 濃溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀 D. 將 A 溶液加熱蒸干并灼燒，得到 FeC3固體 (4) FeC3溶液常作印刷電路銅板腐蝕劑，腐蝕后的廢液中含有 FeC3、FeC2、CuC2，某研 究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了兩種從廢液中回收 Cu的方案： 方案

37、 1 向廢液中加入過量的鐵粉，充分反應(yīng)后，過濾。在所得濾渣中加入足量的鹽酸， 充分反應(yīng)后，再過濾即得到銅。 該方案中涉及的四種陽(yáng)離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?_ 。 方案 2:在廢液中加入適量的鹽酸調(diào)節(jié)溶液的 pH=1，用銅和石墨作電極進(jìn)行電解。當(dāng)觀察 到陰極上有少量氣泡產(chǎn)生時(shí)，即停止電解，這時(shí)要回收的 Cu已全部析出。該方案中銅作 _ 極， 該電極上所發(fā)生的電極反應(yīng)為(若有多個(gè)電極反應(yīng)， 請(qǐng)按照反應(yīng)發(fā)生的先后 順序全部寫出) _ 。 方案 2 在電極上直接回收銅，操作上比方案 1 簡(jiǎn)便，但方案 2 也有不足之處，主要表現(xiàn)為 。 A 【答案】溶液變紅色 FeC2 2Fe+3C2 2FeC3 B

38、D F+ Cu2+ H + Fe2+ 陰 FeT+e- =Fe?+、Cu+2e-=Cu、2H+2e-=H2 f 污染性氣體 Cb 產(chǎn)生；使用了電解裝置，成本較高等 【解析】 【分析】 【詳解】 (1 )鐵離子與 KSCN 溶液反應(yīng)溶液顯紅色，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液變紅色， KMnO4溶液顏色無(wú) 明顯變化，說明不存在氯化亞鐵； (2) 根據(jù)以上分析可知鐵與氯氣反應(yīng)只能生成氯化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Fe+3C2 = 2FeC3; (3) A.將 A 溶液滴入淀粉碘化鉀溶液中，可得到藍(lán)色液體，這是由于碘化鉀被氧化為單 質(zhì)碘，淀粉溶于水能形成膠體，因此該液體能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象， A 正確； B. 向A溶液

39、中加入少量鐵粉，鐵粉溶解，生成亞鐵離子，溶液顏色變淺， B 錯(cuò)誤； C 在 A 溶液中滴加 NaOH 濃溶液，出現(xiàn)紅褐色沉淀，該沉淀是氫氧化鐵， C 正確； D.氯化鐵水解生成氫氧化鐵和氯化氫，水解吸熱，且生成的氯化氫揮發(fā)，所以將 A 溶液 加熱蒸干得到氫氧化鐵，并灼燒得到氧化鐵固體， D 錯(cuò)誤； 答案選 BD; (4) 方案 1 四種陽(yáng)離子的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?Fe3+ Cu2+H +Fe2+； 方案 2：要回收銅，即銅離子放電形成銅，所以銅應(yīng)該作陰極；氧化性是鐵離子強(qiáng)于銅離 子，銅離子強(qiáng)于氫離子，則陰極電極反應(yīng)式依次為 Fe3+e-= Fe2*、Cu2+2e-=Cu 2H+2e- =H

40、2f ；用于使用了電解裝置，成本較高等，且陰極氯離子放電產(chǎn)生污染性氣體 C12。 9. (9 分)某種碳酸錳礦的主要成分有 MnCO3、MnO2、FeCO、MgO、Si6、AI2O3等。已 知碳酸錳難溶于水。一種運(yùn)用陰離子膜電解法的新技術(shù)可用于從碳酸錳礦中提取金屬錳， 流程如下： 先皿過錄駅氧 iKh- 砂農(nóng)水腫吐過潼 電鈿 陰離子膜法電解裝置如下圖所示: (1) 寫出用稀硫酸溶解碳酸錳反應(yīng)的離子方程式： _ 。 (2) 已知 Ksp (Fe(OH3) = 4 10438，假設(shè)溶液中 Fe3+離子濃度為 0. 1 mol，則開始生成 Fe(OH)3沉淀的 pH 是 _ ，沉淀完全的 pH 是

41、_。(可能用到的數(shù)據(jù)： lg： = -0. 1 lg=0. 2) (3)已知不同金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的 pH 如下表: 離子 Fe3+ A13+ Fe2+ Mn2+ Mg2+ 開始沉淀的 pH 1 . 2 3. 7 7. 0 7. 8 9. 3 沉淀完全的 pH 3. 7 4. 7 9. 6 9. 8 10. 8 加氨水調(diào)節(jié)溶液的 pH 等于 6，則濾渣(待處理)”的成分是 _ (寫化學(xué)式)，濾液中含 有的陽(yáng)離子有 H+禾口 _ (寫符號(hào))。 (4) 在浸出液里錳元素只以 Mn2+的形式存在，且濾渣 A 中也無(wú) MnO2,請(qǐng)用離子方程式解 釋原因： _ 。 (5) 電解裝置中箭頭表示溶

42、液中陰離子移動(dòng)的方向，則 A 電極是直流電源的 _極。實(shí)際 生產(chǎn)中，陽(yáng)極以稀硫酸為電解液，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 _ 。 (6) 該工藝之所以采用陰離子交換膜， 是為了防止 Mn2+進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)發(fā)生副反應(yīng)生成 MnO2 造成資源浪費(fèi)，寫出該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式： _ 。 【答案】(9 分) (1) MnCO3 + 2H+= Mn2+ + CC2 f + H2O (2) 1 . 9 3. 2 (3) AI(OH)3、Fe(OHMn2+、Mg2+、NH4+ (4) MnOz+ZFe+AH+nMn2+2Fe3+2H2O (5) 負(fù)極 4OH- 4e- = O2 f+ 2H2O (6) Mn 2+ 2e-+

43、2 出 0= MnO2 + 4H+ 【解析】 試題分析：(1)硫酸為可溶性強(qiáng)電解質(zhì)可拆，碳酸錳難溶于水，不可拆，所以反應(yīng)的離子 方程式：Mn CO3 + 2H+= Mn 2+ CQf + H2O (2) 由 Ksp (Fe(OH3) = 4 1038=c ( Fe3+) c3 ( OH-)可知：c3 (OH-) =4 1037,又因?yàn)?c (H+) =Kw/ c3 (OH-), pH=- Ig c ( H+)。所以開始生成 Fe(OHb 沉淀的 pH 是 1. 9。殘 留在溶液中的離子濃度小于 1 x 1CFmol?L-1時(shí)就認(rèn)為沉淀完全，同理可得沉淀完全的 pH 是 3. 2 (3) 加氨水

44、調(diào)節(jié)溶液的 pH 等于 6, FeAT%淀完全，則 濾渣(待處理)”的成分是 AI(OH)3、Fe(OH)3, Fe2+被雙氧水完全氧化成 Fe3+，濾液中含有的陽(yáng)離子有 H+、Mn2+、 Mg2+。 (4) MnO2在酸性條件下被 Fe2原成了 Mn2+,所以在浸出液里錳元素只以 皿門2+的形式存 在，用離子方程式解釋原因?yàn)?Mn O2+2Fe2+4H+=Mn 2+2Fe3+2H2O (5 )電解過程中溶液中陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，所以電解池中左邊為陰極，與電池的負(fù)極相 連，右邊為陽(yáng)極，與電池的正極相連。陽(yáng)極失電子，陽(yáng)極為惰性電極時(shí)，溶液的陰離子失 電子。SSBr-C-OHT含氧酸根F,所以陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 4OH- 4e- = O2T + 2H2O。 (6) Mn 2+進(jìn)入陽(yáng)極區(qū)會(huì)失電子生成 MnO2所以該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 Mn2+ 2e- + 2H2O =Mn O2+ 4H+ 考點(diǎn)：原電池和電解池原理 10. CuSO 溶液是中學(xué)化學(xué)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的一種試劑。 某同學(xué)配制 CuSQ 溶液時(shí)，向盛有一定量硫酸銅晶體的燒杯中加入適量的蒸餾水，并不 斷攪拌，結(jié)果得到懸濁液。他認(rèn)為是固體沒有完全溶解，于是對(duì)懸濁液加熱，結(jié)