1、备战高考化学二轮化学能与电能专项培优易错 难题含答案解析一、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_ 。乙同学进一步探
2、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H
4、OFeOSO2 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;乙同学进一步探究
5、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-三种微粒会继
6、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子
7、,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 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(实验均在通风橱中完成)。实验装置编号溶液 X
9、实验现象6 mol L-1电流计指针向右偏转,铜片表面产生无色气实验稀硝酸体,在液面上方变为红棕色。电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,15 mol L-1 浓硝实验铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为酸绿色。( 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 mol L-1 稀硝酸反应有H2 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:溶液X 为 1 mol L-1 稀硝酸溶液,观察到电流计指针向右偏转。反应后的
10、溶液中含+的方法是 _ 。NH 。实验室检验NH44+_。4生成 NH 的电极反应式是(4)进一步探究碱性条件下NO 的氧化性,进行实验:3观察到 A 中有 NH生成, B 中无明显现象。 A、 B 产生不同现象的解释是3_。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+O=2NO Al 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蓝的气体,则溶液中含+-+NH43 8e 10H NH4 3H2O Al 与 NaO
11、H溶液反应产NO-NaOH溶液反应-生 H 的过程中可将 NO 还原为 NH,而 Mg不能与8Al 3NO 5OH2H O2332-H2 的过程,3NH 8AlO2 因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成NO3 无法被还原【解析】【分析】( 1)根据实验现象可知,实验 1 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,说明在原电池中铝作负极,发生氧化反应,铜做正极,硝酸根离子被还原成一氧化氮,在空气中被氧化成二氧化氮;( 2)实验 2 中电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色,说明开始铝是负极,同实验1,铜表面有二氧化氮产生,很快铝被浓硝酸钝
12、化,铜做负极,发生氧化反应,生成硝酸铜,溶液呈绿色,硝酸根离子在铝电极被还原成二氧化氮,据此答题;(3)溶液X 为1mol?L -1 稀硝酸溶液,反应后的溶液中含NH4+,说明硝酸根离子被还原成了铵根离子,原电池中铝做负极,铜做正极,硝酸根离子在正极还原成铵根离子;(4) Al与 NaOH溶液反应产生 H2 的过程中可将NO3- 还原为 NH3,根据电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式,而镁与碱没有反应;(5)铝粉在中性溶液中不产生氢气,也就不与硝酸钠反应,据此分析。【详解】( 1)根据实验现象可知,实验 1 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,说明在原电池中铝作负极
13、,发生氧化反应,铜做正极,硝酸根离子被还原成一氧化氮,在空气中被氧化成二氧化氮,反应方程式为2NO+O=2NO2;(2)实验 2 中电流计指针先向右偏转,很快又偏向左边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色,说明开始铝是负极,同实验1,铜表面有二氧化氮产生,很快铝被浓硝酸钝化,铜做负极,发生氧化反应,生成硝酸铜,溶液呈绿色,硝酸根离子在铝电极被还原成二氧化氮;( 3)溶液 X 为 1mol?L -1 稀硝酸溶液,反应后的溶液中含NH4+ ,说明硝酸根离子被还原成了铵根离子,原电池中铝做负极,铜做正极,硝酸根离子在正极还原成铵根离子,实验室检验 NH4 +的方法是 取少量待检溶液于试管中,
14、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+4+的电极反应式是NO3- -; 生成NH+8e+的过程中可将-还原为 NH;根+10 H =NH4+3H2O;( 4) Al 与 NaOH溶液反应产生 HNO233据电荷守恒和元素守恒可写出离子方程式,而镁与碱没有反应; 碱性条件下铝将硝酸根还原生成氨气,反应的离子方程式为8Al+3NO3-+5OH-+2H2 O=3NH3 +8AlO2-;( 5)铝与中性2。的硝酸钠溶液无生成 H 的过程,也就不与硝酸钠反应,所以无明显现象【点睛】原电池中失电子发生氧化反应的一极一定是负极 ,得电子发生还原反应的一极一定是正极
15、;电子流出的一极一定是负极 、电子流入的一极一定是正极 。3 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试剂实验编号及现象试管滴管1.0mol/LAgNO 3 溶 产生黄色沉淀,溶液无色1.0 mol/L液KI 溶液1.0mol/LCuSO4 溶 产生白色沉淀 A,溶液变黄液经检验, 中溶液不含 I2,黄色沉淀是 _。经检验, 中溶液含 I2。推测 Cu2+做氧化剂,白色沉淀
16、A 是 CuI。确认 A 的实验如下:a 检验滤液无 I 。溶液呈蓝色说明溶液含有_(填离子符号)。2b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a 中溶液较快变棕黄色,b 中电极c 中溶液较慢变浅黄色;现象无明显变化上析出银;电流计指针偏转电流计指针偏转(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
17、Cu2+氧化了 I-。依据是空气中的氧气也有氧化作用,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 1K=1.2 16; 2Ag+-2 28)10+ 2I = 2Ag+ I K = 8.7 10【答案】+2+2+AgCl+2+2e I 2将Cu+2Ag =2Ag+CuAgI CuCuI+2Ag=Cu +Ag+AgI 2Id 烧杯内的溶液换为pH4的 1 mol/L Na2 SO4溶液, c 中溶液较慢变浅黄,电流计指针偏转 K12Ag更易与I发生复分解反应,生成AgI2Cu2+-2
18、 K,故+ 4I = 2CuI + I ,生成了 CuI沉淀,使得 Cu 2的氧化性增强【解析】(1)向酸化的 AgNO 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3银,反应的离子方程式为Cu2 Ag2 AgCu2,说明氧化性Ag+Cu2+,故答案为Cu 2 Ag2AgCu 2;( 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
19、成的白色沉淀B 为 AgCl,故答案为AgCl;32+和灰黑色沉淀,灰黑色沉淀用浓硝酸溶解后c白色沉淀 A 与 AgNO 溶液反应生成了Cu的溶液中含有银离子,黄色沉淀为AgI,说明灰黑色沉淀中含有金属银,反应的离子方程式为 CuI2 AgCu 2AgAgI ,说明氧化性Ag+ Cu2+,故答案为CuI2 AgCu 2AgAgI ;(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2I2eI 2 ,故答案为 2I2e I 2 ; “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
20、,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 1mol/LNa2SO4 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 Na2SO4 溶液, c 中溶液较慢变浅黄,电流计指针偏转;Ag+-116;2Ag+-2 28, K12更易与I+ I = AgIK =1.2 10+ 2I = 2Ag + I K = 8.7 10 K ,故 Ag发生复分解反应,生成AgI。2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 ,生成了 CuI 沉淀,使得 Cu 2的氧化性增强 ,因此方案2 中, Cu2+能氧化 I-,而 Ag+未
21、能氧化 I- ,故答案为 K1 K2,故 Ag更易与I 发生复分解反应,生成AgI。 2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 ,生成了 CuI 沉淀,使得 Cu2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。4 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现反应条件不同,反应速率不同。请回答下列问题:(1)在用稀硫酸与锌制氢的实验中,加入少量下列物质可加快氢气生成速率的是_(填序号)A Na2 SO4 溶液B MgSO4 溶液C SO3D CuSO4
22、 溶液( 2)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验:将表中所给的混合溶液分别加入到 6 个盛有过量 Zn 粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。请完成此实验设计,其中:V1 _ mL, V6 _ mL。该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4 溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的 CuSO4 溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析速率下降的主要原因 _ 。( 3)该同学为探究其它因素对锌与稀硫酸反应速率的影响,又做了以下实验,记录数据如下,回答下列问题: 由实验可推知,反应物的总能量_产物的总能量(填 “”、
23、“ ”或 “ ”)。 实验 2 和 5 表明, _对反应速率有影响。 实验 4 和 5 表明, _对反应速率有影响,能表明同一规律的实验还有_(填实验序号)。 本实验中影响反应速率的其他因素还有_。【答案】 C D 3010 当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积 浓度 固体表面积1 和 2温度【解析】( 1)在用稀硫酸与锌制氢气的实验中,加入Na2SO4 溶液,减小了硫酸的浓度,使速率减小,故A 错误; B、加入 MgSO4 溶液,减小了硫酸的浓度,使速率减小,故B错误; C、通入 SO3相当于加入了硫酸,增大了硫酸的浓度,加快了化学反应速率;D、加入
24、CuSO4 溶液,锌为活泼金属,发生 Zn+CuSO 4=ZnSO4+Cu,置换出铜,与锌形成原电池反应,化学反应速率加快;故选 CD ;(2)研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响要求硫酸的量不变,所以V 1=30,分析可以看出为了消除硫酸的物质的量浓度不同引起的误差,所以加入的硫酸铜和水的体积和要求一样为 20mL ,所以 V 6 10 ,加入少量 CuSO4 溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的 CuSO4 溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因是当加入一定量的硫酸铜后,生成的单质铜会沉积在锌的表面,降低了锌与溶液的接触面积;( 3) 从表中看出
25、,反应后的温度高于反应前的温度,说明这是一个放热反应,即反应物的总能量大于产物的总能量;实验 2 和 5 表明只要硫酸的物质的量浓度不同,是为了探究浓度对反应速率的影响;实验 4 和 5、 1 和 2,都是为了探究固体表面积对反应速率的影响,粉末反应的时间短,说明固体表面积越大,反应速率越快;由于这是一个放热反应,所以温度也是影响本实验的反应速率的因素之一。5 电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某兴趣小组做如下探究实验:(1)如上图1 为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置,若盐桥中装有饱和的KNO3溶液和琼胶制成的胶冻-, 则 NO3 移向 _ 装置(填写“甲或乙”)。其他条
26、件不变,若将 CuCl 2 溶液换为 NH4Cl 溶液,发现生成无色无味的单质气体,则石墨上电极反应式 _ 。(2)如上图 2,其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n 型,则甲装置是_(填“原电池或电解池”),乙装置中石墨(2)为极,乙装置中与铁线相连的石墨( 1)电极上发生的反应式为。(3)在图 2 乙装置中改为加入 CuSO溶液,一段时间后,若某一电极质量增重1.28 g,4则另一电极生成 _mL(标况下)气体。+-2【答案】( 1)甲; 2H+2e H ;( 2)原电池;阳; Cu2+ +2e=Cu( 3) 224【解析】试题分析:(1)装置 1 中铁是负极、石墨是正极,阴离子
27、在原电池中移向负极,-移向NO3甲装置;若将CuCl 2 溶液换为 NH4Cl 溶液,发现生成无色无味的单质气体,则石墨上电极反应式 2H+2e- H2;( 2)图 2,其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n 型,则甲装置中两个电极不同,构成原电池;,乙装置是电解池,石墨(2)与正极相连,石墨(2)为阳极,乙装置中与铁线相连的石墨(1)是阴极,电极上发生的反应式为Cu2+2e=Cu;( 3)某一电极生成 1.28 g 铜,转移电子1.28 g0.04mol ,则另一电极生264 g / mol成氧气,根据转移电子相同,生成氧气0.01mol ,标况下的体积为224mL。考点:本题考查
28、电解原理和原电池原理。6工业上用某矿渣(含有 Cu2 O、 Al2O3,Fe2 O3、 SiO2 )制取铜的操作流程如下:已知: Cu22 H2OO 2H= Cu Cu(1)实验操作 的名称为;在空气中灼烧固体混合物D 时,用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有(填仪器名称 )。(2)滤液 A 中铁元素的存在形式为(填离子符号 ),生成该离子的离子方程式为,检验滤液 A 中存在该离子的试剂为填(试剂名称 )。(3)金属 E 与固体 F 发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为。(4)常温下,等 pH 的 NaAlO2 和 NaOH 两份溶液中,由水电离出的c(OH)
29、前者为后者的108 倍,则两种溶液的 pH。(5)利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是(填代号 )。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极,发生氧化反应c精铜作阴极,电解后电解液中Cu2浓度减小d粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系(6)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂,测定粗铜样品中金属铜的质量分数,涉及的主要步骤为:称取一定质量的样品过滤、洗涤、干燥称量剩余固体铜的质量。 (填缺少的操作步骤,说出主要操作方法,不必描述操作过程的细节)【答案】( 1)过滤;坩埚;(2) Fe2 ;Cu 2Fe3=Cu2 2Fe2;硫氰化钾溶液和新制氯水或铁氰化钾溶液;(3) 2Al
30、Fe2O32FeAl2O34)11;(5) b c;( 6)将浓硫酸用蒸馏水稀释,使样品与足量稀硫酸充分反应。【解析】试题分析:( 1)操作 I 得到液体和固体,因此操作步骤为过滤;灼烧固体需要在坩埚中进行,因此缺少的是坩埚;( 2) Cu2O 在酸性条件生成 Cu,Fe2O3 6H=2Fe3 3H2O, Cu 2Fe3=Cu2 2Fe2 ,因此铁元素以 Fe2 形式存在;检验 Fe2 :先加 KSCN溶液,观察溶液颜色,然后再加氯水,如果溶液变为红色,说明含有Fe2,也可以用K3Fe(CN)6,如果产生蓝色沉淀,说明有Fe2 ;(3)焊接钢轨,采用铝热反应,即2Al Fe2O32FeAl2O
31、3;(4)设 pH=x,NaOH 溶液中水电离出x,则 NaAlO2 中水电离的 c(OHc(OH)=c(H)=10 )=10(8 x), NaAlO2 的 pH=10 14/10 (8 x)=10(x 22),两者 pH 相等,则有 x=22x,解得 x=11;(5) a、电解过程一部分能量转化成热能,故错误;b、精炼铜时,粗铜作阳极,发生氧化反应,纯铜作阴极,化合价降低,发生还原反应,故正确;c、粗铜中含有锌、铁等杂质,Zn 2e=Zn2 ,阴极上: Cu2 2e =Cu,溶液 Cu2 略有降低,故正确; d、阴极: Cu2 2e(6) 将浓硫酸用蒸馏水稀释,使=Cu,能够得到通过的电量和
32、析出铜的量的关系,故错误;样品与足量稀硫酸充分反应。考点:考查物质的提纯、离子检验、铝热反应、电解过程等知识。7实验室用下面装置测定 FeO 和 Fe2O3 固体混合物中 Fe2O3 的质量, D 装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是 FeO 和 Fe2O3 的混合物。(1)如何检查装置 A 的气密性?(2)装置 A 发生的反应有时要向其中加入少量CuSO溶液,其目的是,其原理4是。(3)为了安全,在点燃D 处的酒精灯之前,在b 出口处必须。(4)装置 B 的作用是;装置 C 中装的液体是。(5)在气密性完好,并且进行了必要的安全操作后,点燃D 处的酒精灯,在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式
33、是。(6)若 FeO 和 Fe2 323.2 g,反应完全后U 型管的质量增加7.2 g,则O 固体混合物的质量为混合物中 Fe2 3O 的质量为g。(7) U 形管 E 右边又连接干燥管F 的目的是,若无干燥管F,测得 Fe2 3O 的质量将(填 “偏大 ”、 “偏小 ”或 “无影响 ”)。【答案】( 14 分)( 1)关闭 a,从球形漏斗口加水,待水从漏斗管上升与容器中的水面形成一段水柱,停止加水,静置片刻,如水柱不下降,证明其气密性良好;(2)加快氢气产生的速率;Zn 先与 CuSO反应生成 Cu 附着在 Zn 表面, Zn(负极 )、 Cu(正4极 )与稀盐酸 (电解质溶液 )组成很多
34、微小原电池,发生原电池反应,加快了反应速率。(3)检验氢气的纯度。( 4)除去 H2 中混有的 HCl 气体;浓硫酸;(5) Fe2O3 3H22Fe 3H2O, FeO H2Fe H2O。( 6) 16( 7)防止空气中的水蒸气等气体进入 E中;偏大。【解析】试题分析:( 1)检查装置 A 的气密性,需要关闭开关 a,在球形漏斗中加入水到下端液面高于容器中的液面,一段时间后液面不变证明气密性完好;( 2)加快氢气产生的速率; Zn 先与 CuSO4 反应生成 Cu 附着在 Zn 表面, Zn(负极 )、 Cu(正极)与稀盐酸 (电解质溶液 )组成很多微小原电池,发生原电池反应,加快了反应速率。( 3)氢气是可燃性气体,装置中需要充满氢气后方可进行加热反应,所以需要对氢气进行验纯,避免混有空气加热发生爆炸,在F 处收集氢气验纯;( 4)由于 A 中产生的