1、【化学】化学化学能与电能的专项培优易错 难题练习题 ( 含答案 ) 含答案解析一、化学能与电能1 二氧化氯 (ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2 是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2，回答下列问题：（ 1）以黄铁矿 (FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备 ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被 ClO3-氧化成 SO42-，写出制备 ClO2 的离子方程式 _。（2）用过氧化氢作还原剂，在硫酸介质中还原NaClO3 制备 ClO2，并将制得的ClO2 用于处理含 CN-废水。实验室模拟该过程的实
2、验装置(夹持装置略 )如图所示。装置 A 的名称是 _，装置 C 的作用是 _。反应容器 B 应置于 30左右的水浴中，目的是 _。通入氮气的主要作用有 3 个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2 排出，三是_。ClO2 处理含CN-废水的离子方程式为_，装置E 的作用是_。（3）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2 的方法。用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、 Mg 2+、 SO42-等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的_（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3 和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO
3、2，工作原理如图所示，写出阳极产生 ClO2 的电极反应式 _。【答案】 FeS2+15ClO3 -+14H+ =15ClO2+Fe3+2SO42-+7H2O恒压漏斗安全瓶提高化学反应速率，同时防止过氧化氢受热分解稀释 ClO2，防止其爆炸-222-吸收2CN+2ClO =2CO +N +2ClClO2 等气体，防止污染大气BaCl2 Cl-5e-+2H2 O=ClO2+4H+【解析】【分析】二氧化氯 (ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯，三种方法均利用了氧化还原反应。【详解】（1）以黄铁矿 (FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备
4、ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被 ClO3-氧化成 SO42-，根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒，可以写出制备ClO2的离子方程式为 FeS23-+23+42-2+15ClO+14H =15ClO +Fe+2SO+7H O。（2） 装置 A 的名称为恒压漏洞，装置C 为安全瓶，起到防止液体倒吸的作用。 升高温度可以提高化学反应速率，但是原料中含有过氧化氢，过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应，因此反应容器B 应置于 30左右的水浴中。 根据题文可知， ClO 是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆2炸，故通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利
5、于将ClO2 排出，三是稀释 ClO2，防止其爆炸。 ClO 2 处理含 CN-废水发生氧化还原反应，将 CN-转化为无污染的 CO2 和 N2，故离子方程式为 2CN-+2ClO2=2CO2+N2 +2Cl-；装置 E 在整套装置之后，起到吸收尾气，防止环境污染的作用。（3） 用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、 Mg2+、 SO42-等杂质，需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子，过量的钡离子可以用碳酸根离子除去，因此在加入Na2CO3 之前应先加入过量BaCl2。 用石墨做电极，电解池的阳极发生氧化反应，元素化合价升高，因此氯离子在阳极失电子和水反应得到 ClO2 ，电极反应式为
6、Cl-5e-+2H2O=ClO2+4H+。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_（仪器可以重复使用）。（4）仪器 f 的作用是_（5）实验结束后
7、，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ZnCl22H2O 与 SOCl2共热制取 ZnCl2。写出用惰性电极电解ZnCl2 和盐酸的混合溶液的总反应离子反应式为 _。甲同学认为SOClFeCl36H2O 制取无水2 还可用作FeCl3 的脱水剂，但乙同学对此提出质疑，可能的原因是_【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 2SOCl2 可能会与 Fe3+发生氧化还原反应【解析】【分析】由
8、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，在活性炭作催化剂作用下，反应制得SOCl2，反应的化学方程式为SO2+Cl
9、 2+SCl22SOCl2，故答案为SO2+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 acdcdb，故答案为球形冷凝管； cdcdb；（4）仪器 f中盛有碱石灰
10、，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，SOCl2 用作FeCl 36H2O制取无水FeCl 3 的脱水剂时
11、，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；3+SOCl2 可能会与Fe 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 研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。（ 1）甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有_(填序号 )。A用纯氧气代替试管内空气B用酒精灯
12、加热试管提高温度C将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末D换成更细的导管，水中滴加红墨水（2）该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_(填 “加快 ”、“不变 ”、 “减慢”)， 你认为影响因素为 _时间 /min13579液柱高度 /cm0.82.13.03.74.2（3）为探究铁钉腐蚀实验a、 b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：实验操作实验现象实验结论向 NaCl 溶液中滴加 23a 点附近溶液出现红色a 点电极反应为滴酚酞指示剂 _然后再滴加 23 滴b 点周围出现蓝色沉淀b 点电极反应为 _ _根据以上
13、实验探究，试判断_(填“a或”“b”)为负极，该点腐蚀更严重。（4）设计下面装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化见下图，从图中可分析，t 1t 2 之间主要发生_腐蚀 (填吸氧或析氢 )，原因是 _ 。（5）金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将Fe 作阳极置于H2SO4 溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密Fe O氧化膜，试写出该阳极电极反应式_ 。34【答案】 ACD减慢氧气的浓度O22铁氰化钾溶液2+b+4e+2H O=4OHFe -2e =Fe吸氧 氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀3Fe - 8e+4H2O =Fe3O4+8H+
14、【解析】【分析】（1）由影响化学反应速率的几大因素进行推导，其中a 为浓度、 b 为温度、 c 为固体表面积，但 b 项直接加热会使具支试管内温度持续升高，导管一端只会产生气泡不会形成气柱， d 项换成更细的导管旨在放大实验现象，以便于明显观察到水柱的上升，答案为ACD；（ 2）通过表格，间隔 2 分钟液面高度的变化， 57，79 变化趋势逐渐减小，则反应速率逐渐减慢，随着反应的进行，空气中的氧气浓度含量逐渐减小，反应速率逐渐减慢；（ 3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a 点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式： O2+4e+2H2O=4OH； b 点则为Fe 失电子生成二价铁或三价铁，b
15、 点周围出现蓝色沉淀则加入铁氰化钾验证二价铁的存在，电极反应：Fe -2e=Fe 2+；b 点做电池的负极，腐蚀更严重；（ 4）从图中分析 t 1t 2 之间氧气的体积分数逐渐减小，压强逐渐减小，可确定此时发生吸氧腐蚀；（5）将 Fe 作阳极置于H2SO4 溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密Fe3O4 氧化膜， 3Fe -8e+4H2O =Fe3O4+8H+ 。【详解】（1）由影响化学反应速率的几大因素进行推导，其中a 为浓度、 b 为温度、 c 为固体表面积，但 b 项直接加热会使具支试管内温度持续升高，导管一端只会产生气泡不会形成气柱， d 项换成更细的导管旨在放大实验现象，以便于明显观
16、察到水柱的上升，答案为ACD；（ 2）通过表格，间隔 2 分钟液面高度的变化， 57，79 变化趋势逐渐减小，则反应速率逐渐减慢，随着反应的进行，空气中的氧气浓度含量逐渐减小，反应速率逐渐减慢；答案为：减慢；氧气的浓度；（ 3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a 点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式： O2+4e+2H2O=4OH； b 点则为Fe 失电子生成二价铁或三价铁，b 点周围出现蓝色沉淀则加入铁氰化钾验证二价铁的存在，电极反应：Fe -2e=Fe 2+；b 点做电池的负极，腐蚀更严重；答案为：O2+4e+2H2O=4OH；铁氰化钾溶液；Fe -2e=Fe 2+； b ；（ 4）从
17、图中分析 t 1t2 之间氧气的体积分数逐渐减小，压强逐渐减小，可确定此时发生吸氧腐蚀；答案为：吸氧；氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀；（5）将 Fe 作阳极置于 H2SO4 溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密Fe3O4 氧化膜，答案为： 3Fe - 8e+4H2O =Fe3O4+8H+。4 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 mol L-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
18、有Ag。取上层清液，滴加 K36_。Fe(CN) 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
19、 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 _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
20、_，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0.05-1mol L NaNO3 溶液 FeCl2、 FeCl3 混合溶液按图连接好装置，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【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 H SO溶解 Fe，而银不24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；33
21、2+的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2+，故答案为： Fe2+；KFe(CN) 是检验 Fe(2)过量铁粉与3+2+3+2+3+2+Fe 反应生成Fe ，即 Fe+2Fe =3Fe ，故答案为： Fe+2Fe=3Fe ；O 2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+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0.05mol?L-
22、1NaNO3，故答案为：-10.05 mol LNaNO3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；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。5 保险粉又称连二亚硫酸钠(Na2S2 O4)，可用于纺织工业的漂白剂、脱色剂，脱氯剂
23、。Na2S2O4 是白色粉末，无味，易溶于水、难溶于乙醇，具有极强的还原性，在空气中易被氧化，在碱性介质中稳定。.甲酸钠 ( HCOONa) 法制备过程如下：（ 1）连二亚硫酸钠中硫元素的化合价为_。（ 2）实验室用 Na2SO3 固体和某酸反应制备 SO2 气体，制备 SO2 时所选用的酸，你认为下列最适宜选用的是 _。A 浓盐酸B 浓硝酸C 质量分数为70%的硫酸D 质量分数为10%的硫酸（3）步骤 中制备连二亚硫酸钠的化学方程式可表示为_。（4）上述步骤 中，加入适量乙醇水溶液的作用是_。（5）在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3 固体，目的是_ 。（6） 现将0.05mol/L
24、 Na2S2 O4 溶液在空气中放置，其溶液的pH 与时间 (t) 的关系如图所示。t 1 时溶液中只有NaHSO3 一种溶质 ，此时含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为_。t1t2 段发生化学反应的离子方程式为_ 。.电解法制备 :工业上用惰性电极电解NaHSO3 溶液得到Na2S2 O4。过程如图所示（ 7） 产品在 _（填“阳极 ”、“阴极 ”） 得到 。 若不加隔膜，则连二亚硫酸钠产率降低，其原因是_ 。【答案】 +3 CNaOH+HCOONa+2SO2 2 422，用乙醇=Na S O +CO +H O 连二亚硫酸钠难溶于乙醇水溶液可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于Na2 2
25、 423S O 晶体析出Na CO 为碱性物质， 提高 “保险粉 ”的稳定性c(HSO3-) c(SO32-) c(H2SO3) 2HSO3-+O2=2H+2SO4 2- 阴极若不加隔膜，则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降或部分HSO3- 被阳极产生的Cl2 氧化生成SO42-，使连二亚硫酸钠产率下降【解析】 .(1)连二亚硫酸钠 (Na2S2O4)中钠元素为 +1 价，氧元素为 -2 价，根据正负化合价的代数和为 0 ，硫元素的化合价为 +3 价，故答案为： +3；(2) 二氧化硫具有还原性，能被硝酸氧化，盐酸中的氯化氢易挥发，
26、制得的二氧化硫不纯，70%的 H 2SO4 产生二氧化硫的速率较快，故选C；(3)SO2 气体通入甲酸钠的碱性溶液可以生成Na 2S2O4 和二氧化碳，反应的化学方程式为NaOH+HCOONa+2SO 2=Na 2S2O4+CO 2+H2 O，故答案为：NaOH+HCOONa+2SO 2=Na 2S2O4+CO 2+H2 O；(4)根据题意， Na2S2O4 易溶于水、难溶于乙醇。加入适量乙醇水溶液可以降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于 Na2S2O4 晶体析出，故答案为：连二亚硫酸钠难溶于乙醇，用乙醇水溶液可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度，有利于Na2S2O4 晶体析出 ；(5)
27、 由信息可知在碱性介质中稳定，则在包装保存“保险粉”时加入少量的Na 2CO 3 固体，目的是 Na2 CO3 为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性，故答案为：Na 2CO3 为碱性物质，提高“保险粉”的稳定性；(6) NaHSO3 的电离程度大于水解程度，溶液显酸性，含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为 c(HSO3-)c(SO32-) c(H2SO3)，故答案为： c(HSO3-) c(SO32-) c(H2 SO3)；Na2 2 4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠，则1段发生离子反应方程式为S O0 t242-2+2H2O=4HSO3-，t 1点是为 0.1mol/L3，根据图像22S O
28、+O的 NaHSOt 时 pH=1 ，说明NaHSO3 完全被氧化生成硫酸氢钠，t 1 2段发生化学反应的离子方程式为3-t2HSO2+2-，故答案为：2HSO3-+42-；42+O =2H +2SO+O =2H +2SO .(7) 用惰性电极电解 NaHSO3 溶液得到 Na2S2O4，反应过程中 S 元素的化合降低，被还原，应该在阴极上反应得到Na2S2O4，故答案为：阴极；若不加隔膜，则部分 HSO3-到阳极失电子发生氧化反应，也可能被阳极产生的氯气氧化，结果都会生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降，故答案为：若不加隔膜，则部分 HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生
29、成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降 。6 请从图中选用必要的装置进行电解饱和食盐水（含酚酞）的实验，要求测定产生的氢气的体积（大于 25mL），并检验氯气的氧化性。（1） A 极发生的电极反应式是_ ； B 极发生的电极反应式是_（ 2）电极 A 可能观察到的 现象是 _（ 3）设计检测上述气体实验装置时，各接口的正确连接顺序为_接 _、_接 A， B 接 _、_ 接_。（4）实验中，在盛有KI- 淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为_ 。【答案】（1） 2H 2e =H22Cl2e=Cl2 2e（2）溶液变红，有气体产生（ 3） H F G D E C（ 4） Cl
30、2 2I =2Cl I 2【解析】试题分析：（ 1）要达到电解食盐水的目的，则电解池中铁棒必须连接电源的负极而作阴极，碳棒则连接电源的正极而作阳极，反之，铁作阳极则Fe2 进入溶液，无法实现电解食盐水的目的。 A 极发生的电极反应式是 2H 2e=H2； B 极发生的电极反应式是 2Cl 2e =Cl2 2e（2）电源负极接电解池的铁棒，负极区氢离子放电生成氢气和氢氧化钠，所以电极A 可能观察到的 现象是溶液变红，有气体产生。（3）电解池左边A 导管口产生H2，右边 B 导管口产生Cl 2，以电解池为中心，则有：HF、GA、BD、EC，相应装置的作用：（4） 实验中，在盛有KI- 淀粉溶液的容
31、器中发生反应的离子方程式为Cl 2 2I =2Cl I 2。考点：本题考查化学反应中的能量变化。7如图所示 ,A 为电源 ,B 为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4 溶液,C、D 为电解槽 ,其电极材料及电解质溶液如图所示。(1)关闭K1,打开K2,通电后,B 的 KMnO4 紫红色液滴向c 端移动 ,则电源b 端为极，通电一段时间后,滤纸d 端的电极反应式是。(2)已知 C 装置中溶液的溶质为 Cu(NO3)2 和 X(NO3)3,且均为 0.1 mol, 打开 K1,关闭 K2 ,通电一段时间后 ,阴极析出固体质量 m(g)与通过电子的物质的量 n(mol) 关系如
32、图所示 ,则 Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是。(3)D 装置中溶液是H2SO4 溶液 ,则电极 C 端从开始至一段时间后的实验现象是。【答案】(1)负极， 2H+ + 2e- = H2(2)Cu2+ H+ X3+(3)产生无色气体，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出【解析】试题分析： (1)据题意 B 的 KMnO4 紫红色液滴向 c 端移动，说明高锰酸根离子向c 端移动，可推出极 c 端为阳极，则与之相连的电源a 端为正极， b 端为负极，所以通电滤纸d 端为阴极，电极反应式为2H+ - 2+-2+2e =H ，故答案为：负； 2H +2e =H ；(2)根据电解 C 的
33、图象可知，通电后就有固体生成，当通过电子为0.2mol 时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是铜如果是X3+析出，电子数应该是0.3mol ，则氧化能力为Cu2+ X3+，当电子超过0.2mol 时，固体质量没变，说明这是阴极产生的是氢气，即电解水，说明氧化能力H+ X3+，故氧化能力为Cu2+H+ X3+；故答案为： Cu2+H+ X3+；(3)D 装置中溶液是H SO ，电极 C 端与 b 负极相连即为阴极，开始为氢离子得电子生成氢24气，后阳极的铜失电子生成铜离子进入溶液，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质在阴极析出，所以看到的现象为在C 端开始时有无色无味气体产生，溶液变为蓝色，
34、一段时间后有红色物质析出；故答案为：在C 端开始时有无色无味气体产生，溶液变为蓝色，一段时间后有红色物质析出。【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理【名师点晴】本题综合考查电解原理以及根据图象获取信息、运用知识综合分析能力，根据 KMnO4 紫红色液滴向 c 端移动判断电源的正负极为解答该题的关键。打开K1，关闭 K2，则为电解 C、 D 两池，根据电解 C 的图象可知，开始即析出固体，总共0.2mol 电子通过时，析出固体质量达最大，证明此时析出的固体是铜，此后，继续有电子通过，不再有固体析出，说明 X3+不放电， H+放电，从而判断离子氧化性；D 装置中溶液是 H2 4SO ，电极 C端与 b 负极相连即为阴极，开始氢离子得电子生成氢气，后阳极的铜失电子生成铜离子进入阴极在阴极析出。注意电极方程式的判断，为易错点。8 （ 1）如下图所示，A 为电源， B 为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴 KMnO4溶液， C D 为电解槽，其电极材料见图，电解质溶液：
