1、2020-2021 高考化学化学能与电能综合试题含答案一、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验装置(夹持装置略 )如
2、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ClO2，工作原理如图所示，写
3、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ClO2，黄铁矿中的硫元
4、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，二是有利于将ClO2 排出，三是
5、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 Cl-5e-+2H2O=
6、ClO2+4H+。2 我在故宫修文物这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧 ”是文物保护的主旨。（1）查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。参与形成铜绿的物质有Cu 和 _。（2）继续查阅中国知网，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu223和(OH) COCu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：Cu2(OH)2CO3 和 Cu2(OH)3Cl 分别属于无害锈和有害锈，请解释原因_。（ 3）文献显示有害锈的形成过程中会产生 CuCl（白色不溶于水的固体），请结合下图
7、回答： 过程的正极反应物是_。 过程负极的电极反应式是_ 。（ 4）青铜器的修复有以下三种方法：柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%-3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈；碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na2CO3 的缓冲溶液中浸泡，使 CuCl 转化为难溶的Cu2(OH)2CO3； BTA保护法：请回答下列问题：写出碳酸钠法的离子方程式_。三种方法中，BTA保护法应用最为普遍，分析其可能的优点有_。A在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜B替换出锈层中的Cl-，能够高效的除去有害锈C和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧 ”【答案】 O2、 H2O、CO2碱式碳酸铜为致密结构，可
8、以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜；而碱式氯化铜为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀氧气（H2O） Cu-e-+Cl- =CuCl 4CuCl+O2+2H2O+2CO32-=2Cu2(OH)2CO3+4Cl- ABC 【解析】【分析】（ 1）由质量守恒定律可知，反应前后元素种类不变；（ 2）结合图像可知， Cu2(OH)2CO3 为致密结构， Cu2 (OH)3Cl 为疏松结构；（3）正极得电子发生还原反应，过程的正极反应物是氧气，Cu 作负极；（4）在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜；替换出锈层中的Cl-，能够高效的除去有害锈； BTA保护法不破坏无害锈。【详解】（ 1）
9、铜锈为 Cu2(OH)2CO3，由质量守恒定律可知，反应前后元素种类不变，参与形成铜绿的物质有 Cu 和 O2、H2 O、 CO2；（ 2）结合图像可知， Cu2(OH)2CO3 为致密结构，可以阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜，属于无害锈。 Cu2(OH)3Cl 为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈；（3）结合图像可知，正极得电子发生还原反应，过程的正极反应物是氧气，电极反应式为 O2+4e-+2H2O=4OH-；结合图像可知，过程中Cu 作负极，电极反应式是Cu-e-+Cl- =CuCl；（4）碳酸钠法中， Na2CO3 的缓冲溶液使 CuCl转化为难溶的 C
10、u2(OH)2CO3，离子方程式为 4CuCl+O2+2H2O+2CO32-=2Cu2(OH)2 CO3+4Cl-；A在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜，能保护内部金属铜，这能使BTA保护法应用更为普遍，故A 正确；B Cu2(OH)3Cl 为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀，属于有害锈。替换出锈层中的Cl-，能够高效的除去有害锈，这能使BTA保护法应用更为普遍，故B正确；C酸浸法会破坏无害锈 Cu2(OH)2 CO3， BTA保护法不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到 “修旧如旧 ”，这能使 BTA保护法应用更为普遍，故 C正确；答案选 ABC。3 钢铁分析中常
11、用高氯酸(HClO4)溶解矿样，某研究性学习小组欲制取少量高氯酸。该学习小组查阅到 ：a HClO4 浓度高于 60%时遇含碳化合物易爆炸，浓度低于60%时比较稳定 ;b NaClO4 与浓硫酸反应可制得高氯酸，若采用真空蒸馏可得纯高氯酸;c NaClO3 在 673K(400) 分解产生 NaClO4、 NaCl 和一种气体。该小组同学设计实验分三步制备高氯酸：（一）制氯气并使制得的氯气与氢氧化纳溶液反应制氯酸纳;（二）氯酸钠分解制高氯酸钠;（三）高氯酸纳与浓硫酸反应制高氯酸2NaClO4 2 4244+H SO (浓)Na SO +2HClO 。（ 1）制取氯酸钠的装置连接顺序为A,_（2
12、） B 装置中发生反应的离子方程式为_ 。（ 3）为了制备高氯酸钠并推出氯酸钠分解制高氯酸钠的化学方程式，该小组设计了两组装置(甲，乙 )如下 ：该小组经过分析决定选用甲装置制备高氯酸钠，取NaClO3样品 2.13 g,加热充分反应后集气瓶中收集到 224 mL (标准状况下 )气体，则该反应的化学方程式为_ ；不选用乙装置的原因可能为_ 。（4）用丙裝置制备高氯酸，向烧瓶中加入高氯酸钠，然后加入浓硫酸后，加热可制取高氯酸。实验开始前，胶塞及导管接口需要包锡箔纸，其原因是_，仪器 E 的名称为_。该组同学发现操作中少加入一种物质，该物质的名称为_。 发现后的正确操作为 _。（ 5）工业上大量
13、制备 NaClO4 常用高电流密度电解 NaClO3 的方法，试写出以惰性电极电解时的阳极反应式 ： _ 。【答案】 C,B,D 3Cl2-3-2342+6OH5Cl+ClO +3HO 2 NaClONaClO +NaCl+O 乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集橡胶中含有 “碳”，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸锥形瓶碎瓷片 (或沸石 )停止实验，冷却后加入碎瓷片 (或沸石 )再继续进行实验ClO3-2e+H2 O=ClO4 -+2H+【解析】（1） . 装置 A 制取的氯气通过装置C 除去氯化氢杂质，在装置B 中，氯气与氢氧化钠溶液反应制得氯酸钠，用 D
14、 吸收多余的氯气，防止污染环境，所以制取氯酸钠的装置连接顺序为 A， C，B， D，故答案为 C， B， D；（ 2） .在 B 装置中，氯气和氢氧化钠溶液在加热的条件下发生反应，生成氯化钠、氯酸钠和水，反应的离子方程式为： 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O，故答案为 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O；（ 3） . 用甲装置制备高氯酸钠， 2.13gNaClO3 样品的物质的量为 0.02mol ，224mL(标准状况下)气体的物质的量为0.01mol ，则该反应的化学方程式为2NaClO3NaClO4+NaCl+O2；因乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反
15、应后气体无法收集，所以不选用乙装置，故答案为 2NaClO342NaClO +NaCl+O ；乙装置不能快速判断氯酸钠是否完全反应且反应后气体无法收集；（4） . 实验开始前，胶塞及导管接口需要包锡箔纸，其原因是橡胶中含有“碳 ”，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸；仪器 E 的名称为锥形瓶 ；该组同学发现操作中少加入一种物质，该物质的名称为碎瓷片（或沸石），发现后的正确操作为停止实验，冷却后加入碎瓷片（或沸石）再继续进行实验，故答案为橡胶中含有“碳”，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管极有可能会爆炸；锥形瓶 ；碎瓷片(或沸石)；停止实验，冷却后加入碎瓷片(或沸石)再继续进行实验
16、；（5） .工业上大量制备NaClO4 常用高电流密度电解NaClO3 的方法，以惰性电极电解时，阳极发生氧化反应，则阳极反应式为 ： ClO3-2e- +H2O=ClO4-+2H+，故答案为 ClO3-2e-+H2O=ClO4-+2H+。4 有 A、 B 两位学生均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序,并探究产物的有关性质。分别设计如图所示的原电池,请完成以下问题：(1)负极材料： A 池 _， B 池 _。(2)电极反应式： A 池正极 _；B 池负极 _。由上述实验分析 “利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极”是 _(填 “可靠 ”或“”)。不可靠【答案】 Mg Al 2H+ +2
17、e- =H2 Al-3e-+4OH-=AlO2- +2H2O 不可靠【解析】由两装置图可知，A 池中电解质为硫酸，镁较活泼作负极，总反应为镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气 ； B 池中电解质为氢氧化钠溶液，由于铝可以被氢氧化钠溶液溶解，而镁不溶，所以此时铝较活泼，铝作负极，总反应为铝 、氢氧化钠 、水反应生成偏铝酸钠和氢气。(1)负极材料： A 池 Mg， B 池 Al。(2)电极反应式： A 池正极 2H+2e-=H2；B 池负极 Al-3e-+4OH-=AlO2 -+2H2O。由上述实验分析 “利用金属活动性顺序表直接判断原电池的正负极 ”是不可靠的。点睛：金属的活动性与所处的化学环境有着密切
18、的关系，所以要具体问题具体分析。本题中镁和铝两种金属，在酸性条件下，镁较活泼，但是在强碱性条件下，铝则较活泼。5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()，生成该离子的离子方程式填离子符号为，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
19、温下，等pH 的 NaAlO2 和 NaOH 两份溶液中，由水电离出的c(OH)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 2F
20、e3=Cu2 2Fe2；硫氰化钾溶液和新制氯水或铁氰化钾溶液；（3） 2Al Fe2O32Fe Al2O3；（ 4） 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
21、蓝色沉淀，说明有Fe2 ；（3）焊接钢轨，采用铝热反应，即2Al Fe2O32FeAl2O3；（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
22、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。6 高铁酸盐（如 K2FeO4）是一种高效绿色氧化剂，可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。（1）电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极，NaOH 溶液作为电解质溶液，其电流效率可达到 40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式：_。（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是_ 。研究亦发现，铁电极在某一电压范
23、围内会产生氧气使阳极表面生成Fe2O3膜而 “钝化 ”。写出产生 O2 的电极反应方程式： _。（3） FeO42易与水 4h 生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图中4h 后）过滤掉氢氧化铁，反应过程中FeO42浓度以及电流效率随时间的变化如图 1 中实线所示（图中曲线是每隔1h 测得的数据）。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是_(填编号 ) 过滤：掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液 过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大 实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h 后电流效率几乎为 0（4）在相同的 pH 条件下，经过相同的反
24、应时间，高铁酸盐的产率与温度关系如图2。随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是_。（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值有_ （至少答一点）。【答案】 Fe-6e FeO2+8OH4+4H2O 铁丝网比铁片接触面积更大4OH -4eO2 +2H2O温度升高加快了高铁酸盐的生成速率，另一方面，温度升高加快了高铁酸盐与水反应，10 20时生成为主要因素，20以后分解为主要因素。以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐消耗电能少；以铁的氧化物为电极，可以实现变废为宝；以磁铁矿作为多孔电极，不会发生钝化现象等合理答案。【解析】【分析】（ 1
25、）已知反应物和生成物，书写方程式时要根据原子守恒和电荷守恒；（ 2）接触面积越大，电流越大；阳极铁失去电子，氢氧根也可能失去电子生成氧气；（ 3）比较实线和虚线对应的坐标即可得出答案；（ 4）产率增大说明生成速率增大，减小则说明分解速率增大；（ 5）从耗能、环保、提高反应速率等角度解析。【详解】（1）铁失去电子，在碱性溶液中生成高铁酸根离子，同时有水生成，故阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式为： Fe-6e FeO2+8OH4+4H2O；（2）铁丝网比铁片接触面积更大，电流效率更高，阳极铁失去电子，氢氧根也可能失去电子生成氧气，再与铁反应生成氧化铁，铁电极上发生析氧反应4OH -4e O2 +2
26、H2O；（3）由图可知，4h 后若没有过滤氢氧化铁，高铁酸根离子浓度及电流效率均降低，C正确，错误；虚线所示，6h 后电流效率几乎为0，正确，故选；（ 4）高铁酸盐产率增高说明温度升高加快了高铁酸盐的生成速率，产率降低说明温度升高加快了高铁酸盐与水反应， 10 20时生成为主要因素， 20以后分解为主要因素；（ 5）以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值有：以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐消耗电能少；以铁的氧化物为电极，可以实现变废为宝；以磁铁矿作为多孔电极，不会发生钝化现象等。7 （ 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：实验探究电极的构成甲图BAB极，发现电流计指针
27、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）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
28、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：+2+2Ag(aq)+Cu(s)=Cu (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 AgNO1.4g3【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
29、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。+2+分”析，在反应中， Cu 被氧化，失电子，应为(II)根据反应 “ 2Ag(aq)+Cu(s) Cu (aq)+2Ag(s)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 AgNO3 ，原电池中，电子从负极经
30、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；+2+(II)(1)由反应 “ 2Ag(aq)+Cu(s) Cu (aq)+2Ag(s) 可
31、”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。8高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。I高铁酸钾 ( K2Fe04)不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置：（1）该电池放电时正极的电极反应式为；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，理论消耗
32、Zng（已知F=96500 C mol）。（2）盐桥中盛有饱和 KC1 溶液，此盐桥中氯离子向 移动（填 “左 ”或“右 ”）；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向 移动（填 “左”或 “右 ”）。（ 3）图 2 为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有工业上湿法制备 K2Fe04 的工艺流程如图 3。（4）完成 “氧化 ”过程中反应的化学方程式：其中氧化剂是（填化学式）。（5）加入饱和 KOH溶液的目的是（6）已知 25 时 KspFe(OH)3=4.0 ，此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl 3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要
33、加入mL 2 mol/L 的盐酸（忽略加入盐酸体积）。223【答案】（ 1） FeO4；0.2+4H O+3e=Fe（ OH） +5OH（ 2）右；左（ 3）使用时间长、工作电压稳定（ 4） 2FeCl3+10NaOH+3NaClO 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O； NaClO（ 5）减小高铁酸钾的溶解，促进高铁酸钾晶体析出（6） 2.5【解析】试题分析：（ 1）放电时高铁酸钾为正极，正极发生还原反应，电极反应式为FeO42231A，电池工作十分钟，转移电子的物质；若维持电流强度为+4H O+3e =Fe（OH） +5OH的量为 1106096500=0.0062176mol。理论消耗
34、Zn 的质量 0.0062176mol 265=0.2g（已知F=96500 C mol ）。（ 2）电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，所以盐桥中氯离子向右移动；若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向左移动。（ 3）图 2 为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出高铁电池的优点有使用时间长、工作电压稳定（ 4） 2FeCl3+10NaOH+3NaClO2Na2FeO4+9NaCl+5H2O 氧化剂所含元素化合价降低，氧化剂是 NaClO；（5）加入饱和KOH溶液的目的是减小高铁酸钾的溶解，促进高铁酸钾晶体析出；（6）已知 25 时 KspFe(OH)3=4.0 ，此温度下若
35、在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl 3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入 2.5mL 2 mol/L 的盐酸。考点：本题考查氧化还原反应、原电池、沉淀溶解平衡。9 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。生成红色 Fe（ SCN)3 的反应 _ 可逆反应（是或不是）。实验说明， Fe3+与 SCN（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： SCN22423+2+ Cl +9H OSO+NO+16Cl +1
