1、2020-2021 备战高考化学综合题专题复习【化学能与电能】专题解析含答案解析一、化学能与电能1 某研究小 探究弱酸性条件下 生 化学腐 型的影响因素，将混合均匀的新制 粉和碳粉置于 形瓶底部，塞上瓶塞 (如 1)。从胶 滴管中滴入几滴醋酸溶液，同 量容器中的 化。（1） 完成以下 表(表中不要留空格)： 号 目的碳粉 /g 粉 /g醋酸 /% 以下 作参照0.52.090.0醋酸 度的影响0.5_36.0_0.22.090.0（2） 号 得容器中 随 化如 2。 t 2 ，容器中 明 小于起始 ，其原因是 生了_腐 ， 在 3 中用箭 出 生 腐 子流 方向；此 ，碳粉表面 生了_( “氧
2、化 ”或“ 原 ”)反 ，其 极反 式是_ 。（ 3） 小 2 中 0t 1 大的原因提出了如下假 ， 你完成假 二：假 一： 生析 腐 生了气体；假 二： _ ；（4） 假 一，某同学 了 收集的气体中是否含有个 方案 假 一，写出 步 和 。H2 的方案。 你再 一 步 和 (不要求写具体操作 程)： _【答案】 2.0碳粉含量的影响吸氧 原反 2H22- （或 4H+ 2-O+O +4e =4OH+O +4e=2H2O）反 放 ，温度升高，体 膨 步 和 （不要求写具体操作 程） 品用量和操作同 号 （多孔橡皮塞增加 、出 管） 通入氩气排净瓶内空气； 滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化
3、（也可测温度变化，检验如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。Fe2+等）。（本题属于开放性试题，合理答案均给分）【解析】【详解】(1)探究影响化学反应速率，每次只能改变一个变量，故有 中铁的量不变，为2.0g； 中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率的影响。(2) t2 时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：还原；O2 +2H2O+4e-=4OH-；(3) 图 2 中 0-t1 时压强变大的原因可能为：铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反
4、应为放热反应，温度升高时锥形瓶中压强增大，所以假设二为：反应放热使锥形瓶内温度升高，故答案为：反应放热使锥形瓶内温度升高；(4)基于假设一，可知，产生氢气，发送那些变化，从变化入手考虑实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）药品用量和操作同编号实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）通入氩气排净瓶内空气；滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。（本题属于开放性试题，合理答案均给分）。2 电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a； X、 Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题。若 X、
5、Y 都是惰性电极， a 是饱和 NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则：(1)电解池中 X 极上的电极反应式是_，在 X 极附近观察到的现象是_。(2)Y 电极上的电极反应式是_ ，检验该电极反应产物的方法是 _。【答案】 2H+2e =H2放出气体，溶液变红2Cl 2e=Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近，试纸变蓝【解析】【详解】由题意或图像可知，此池为电解池，X 极为阴极， Y 极为阳极。电极为惰性电极，饱和NaCl 溶液中存在 Na+、 Cl 、 H+、 OH ，在阴极上， H+ 放电能力强于 Na+，故阴极上发生的电极反应式为 2H+2e=H2，因而
6、导致 X 极附近有气体放出，溶液呈碱性，溶液颜色由无色变为红色；在阳极上，Cl放电能力强于OH ，故阳极上发生的电极反应式为2Cl 2e=Cl2。3 以 NaCl 为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl 溶液对钢铁腐蚀的影响。（ 1）将滤纸用 3.5%的 NaCl 溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl 溶液至没过滤纸，操作如下所示：实验 的现象说明，得电子的物质是_ 。碳粉的作用是_ 。为了说明NaCl 的作用，需要补充的对照实验是_。（ 2）向如图示装置的烧杯 a、 b 中各加入 30mL 3.5%的 NaC
7、l 溶液，闭合 K，指针未发生偏转。加热烧杯 a，指针向右偏转。取 a、 b 中溶液少量，滴加 K36b 中无变化， b 中铁片Fe(CN) 溶液， a 中出现蓝色沉淀，作_极。加热后，指针发生偏转的原因可能是_。（3）用（ 2）中图示装置探究不同浓度NaCl 溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、 b 中各加入 30mL 不同质量分数的NaCl 溶液，实验记录如下表所示。实验ab指针偏转方向I0.1%0.01%向右II0.1%3.5%向左3.5%饱和溶液向右 中， b 中电极发生的电极反应式是_。 中，铁在饱和 NaCl 溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知：在饱和NaCl 溶液中 O2 浓度较低，钢铁
8、不易被腐蚀。设计实验证明：_ 。（ 4）根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是_ 。【答案】 O2 与铁组成原电池，作原电池的正极用水代替 NaCl 溶液进行上述实验正温度升高， Fe 还原性增强，反应速率加快Fe 2e-=Fe2+另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl 溶液，再分别滴加几滴K36Fe(CN) 溶液，然后往其中一个烧杯中通入 O2，观察现象温度、 NaCl 溶液的浓度、 O2 的浓度【解析】【分析】（ 1）铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，发生吸氧腐蚀生成氢氧根离子，溶液显碱性，遇到酚酞变红；（ 2） K3 Fe(CN)6 溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀；
9、 温度升高， Fe 还原性增强，反应速率加快；（3） 依据不同浓度下，检流计指针偏转方向判断电极，书写电极反应式； 要证明在饱和 NaCl 溶液中 O2 浓度较低，钢铁不易被腐蚀，可以设计对比试验，一个实验中通入氧气，另一个实验中不通入氧气，观察铁的腐蚀情况；（ 4）依据上述实验总结归纳解答。【详解】（ 1） 铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，酚酞变红说明生成氢氧根离子，发生吸氧腐蚀，故得电子的物质是O2； 铁与碳以氯化钠溶液为电解质形成原电，铁做原电池负极，碳做正极； 为了说明 NaCl 的作用，需要补充的对照实验是，用水做电解质，代替氯化钠进行上述实验；（2） K36a、 b 中溶液少
10、量，滴加Fe(CN) 溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀，而取K Fe(CN) 溶液， a 中出现蓝色沉淀，说明a 中生成二价铁离子，b 中无变化， b 中没有二36价铁离子生成，所以 a 做负极， b 做正极； 加热后，指针发生偏转的原因可能是：温度升高，Fe 还原性增强，反应速率加快；（3） 依据图表中 组数据及指针向左偏转，则可知：b 极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：Fe 2e-=Fe2+； 要证明氧气浓度对金属腐蚀速率的影响，可以设计对比实验，如下：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl 溶液，再分别滴加几滴K3Fe(CN)6 溶液，然后往其中一个烧杯中通入O
11、2，观察现象；（4）通过上述实验可知：对钢铁腐蚀有影响的因素是有温度、NaCl 溶液的浓度、 O2 的浓度。4 为探究 Ag+与 Fe3+氧化性的相关问题，某小组同学进行如下实验：已知：相关物质的溶解度（20） AgCl：1 5 10- 4gAg2SO4： 0 796 g（1）甲同学的实验如下：序号操作现象将 2mL 1 mol/ L AgNO3 溶液加产生白色沉淀，随后有黑色固体产生入到1 mL 1 mol / L FeSO4 溶液中实验取上层清液，滴加 KSCN 溶液溶液变红注：经检验黑色固体为Ag 白色沉淀的化学式是_ 。 甲同学得出Ag+ 氧化了 Fe2+的依据是 _。（2）乙同学为探
12、究Ag+和 Fe2+反应的程度，进行实验。a按右图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，指针偏移减小。随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe243溶液，发现电压表指针的变化依次为：偏移减小( SO )回到零点逆向偏移。 a 中甲烧杯里的电极反应式是_。 b 中电压表指针逆向偏移后，银为 _极（填“正”或“负”）。 由实验得出 Ag+ 和 Fe2+ 反应的离子方程式是 _。（3）为进一步验证乙同学的结论，丙同学又进行了如下实验：序号操作现象实验将 2mL 2mol/ L Fe( NO3) 3 溶液加入有银镜的试管银镜消失中
13、实验将 2mL1 mol / L Fe2( SO4) 3 溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失实验将 2mL 2mol/ L FeCl3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失实验 _ （填“能”或“不能”）证明Fe3+氧化了 Ag，理由是_ 。用化学反应原理解释实验与的现象有所不同的原因：_。【答案】 Ag2SO4有黑色固体（ Ag ）生成，加入KSCN 溶液后变红Fe2+ e- Fe3+负2+ Ag+3+ Ag 不能因为 Fe( NO33溶液呈酸性，酸性条件下NO3- 也可能氧化 AgFeFe)溶液中存在平衡：+Fe2+，且 AgCl 比 Ag2SO4 溶解度更小，-Fe3 Ag AgCl比 S
14、O42 更有利于降低 Ag+浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大（或促使平衡正向移动，银镜溶解）。【解析】【分析】【详解】（ 1）将 2mL 1mol / L AgNO3 溶液加入到 1mL 1mol/ L FeSO4 溶液中发生复分解反应会生成硫酸银白色沉淀，银离子具有强氧化性会氧化Fe2+为 Fe3+，银离子被还原为黑色固体金属单质银；取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成；上述分析可知白色沉淀为硫酸银，它的化学式是 Ag2SO4，故答案为 Ag2SO4；甲同学得出 Ag+氧化了 Fe2+的依据是实验现象中，银离子被还原为黑色固体金属单质银，取上层清液，滴加KSCN溶液溶液
15、变红说明有铁离子生成，故答案为有黑色固体（Ag）生成，加入KSCN溶液后变红；（2）实验过程中电压表指针偏移，偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银，依据原电池原理可知银做原电池正极，石墨做原电池负极，负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子，a 中甲烧杯里的电极反应式是Fe2+- e- =Fe3+；故答案为Fe2+- e-=Fe3+；随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2（SO4） 3 溶液，和乙池组成原电池，发现电压表指针的变化依次为，偏移减小回到零点逆向偏移，依据电子流向可知乙池中银做原电池负极，发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子；故答案为负；由实验现象得出，Ag+和 Fe2+反
16、应生成铁离子和金属银，反应的离子方程式是Fe2 +Ag+Fe3+Ag；故答案为Fe2+Ag+Fe3+Ag；（ 3）将 2mL 2mol / L Fe（ NO3） 3 溶液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银杯氧化，可能是溶液中铁离子的氧化性，也可能是铁离子水解显酸性的溶液中，硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性，稀硝酸溶解银，所以实验不能证明3+氧化了 Ag，故答案为不Fe能；因为 Fe（ NO3） 3 溶液呈酸性，酸性条件下NO3- 也可能氧化Ag；将 2mL1mol / L Fe2（ SO4） 3 溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失说明部分溶解，将 2mL 2mol / L FeCl3 溶
17、液加入有银镜的试管中银镜消失，说明银溶解完全，依据上述现象可知，溶液中存在平衡：Fe3+ AgFe2+Ag+AgCl比Ag24-比SO42 -+，且SO 溶解度更小， Cl更有利于降低Ag+浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大，故答案为溶液中存在+Fe2+-比 SO42-+平衡： Fe3 +Ag+Ag ，且AgCl 比 Ag2SO4 溶解度更小， Cl更有利于降低Ag浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大。5 电解原理在化学工业中有广泛应用。I 右图表示一个电解池，装有电解液a； X、 Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请完成以下问题：（ 1）若 X、 Y 都是惰性电极， a 是饱和
18、 NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：在X 极附近观察到的现象是_；电解一段时间后，该反应总离子方程式_ ；若用该溶液将阳极产物全部吸收，反应的离子方程式_ 。（2）若用该装置电解精炼铜，电解液a 选用 CuSO4 溶液，则： X 电极的材料是_，电解一段时间后，CuSO4 溶液浓度 _（填 “增大 ”、减小 ”或 “不变”）。（3）若 X、 Y 都是惰性电极，a 是溶质为液，通电一段时间后，阴极析出固体质量Cu(NO3)2 和 X(NO3)3，且均为m(g)与通过电子的物质的量0.1 mol 的混合溶n(mol) 关系如图所示，则Cu2+、 X3+、H+氧化能力由大
19、到小的顺序是_。II右图为模拟工业离子交换膜法电解饱和食盐水制备烧碱的工作原理。下列说法正确的是_。A从 E 口逸出的气体是Cl2B从 B 口加入含少量NaOH 的水溶液以增强导电性C标准状况下每生成22.4 L Cl2 ，便产生2 mol NaOHD电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度【答案】 放出气体，溶液变红2Cl2222 2H O2OH Cl H Cl 2OH = Cl ClOH2O 纯铜 减小 Cu2+H+X3+BC【解析】试题分析：本题考查电解的原理和电解原理的应用，离子放电顺序的判断和电化学的计算。I. X 与外加电源的负极相连，（1）若 X、 Y 都是惰性电极，X 为
20、阴极，a 是饱和Y 为阳极 。NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞 试 液 。 X电 极 的 电 极 反 应 式 为2H+ +2e- =H2 ， X电 极 附 近 水 的 电 离 平 衡（H 2OH+ +OH -）正向移动，H+继续放电，溶液中c（ OH -）c（H + ），溶液呈碱性，遇酚酞变红色，X 极附近观察到的现象是放出气体，溶液变红。Y 电极的电极反应式为-，电解一段时间后，该反应总离子方程式为-O-2Cl -2e =Cl2Cl +2H2OH +H +Cl ；2222若用该溶液将阳极产物全部吸收，NaOH 与 Cl2反应的离子方程式为2 ClOCl 2OH = ClH
21、2O。（2）电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，X 的电极材料为纯铜。阳极（ Y 电极）的电极反应为 ：比 Cu 活泼的金属发生氧化反应和 Cu-2e-=Cu2+，阴极（ X 电极）电极反应式为Cu2+2e-=Cu，根据电子守恒和原子守恒 ，电解一段时间后 CuSO4 溶液浓度减小。（ 3）由图像知开始通过 0.2mol 电子析出固体的质量达到最大值，结合阳离子物质的量都为 0.1mol ，则 Cu2+优先在阴极放电， Cu2+的氧化能力最强，继续通电，阴极不再有固体析出，接着 H+放电， X3+不放电，则 Cu2+、X3+、 H+氧化能力由大到小的顺序是Cu2+H+ X3+。II.根据 Na
22、+的流向可以判断装置左边电极为阳极，右边电极为阴极。A 项，右边电极的电极反应为 2H+2e-=H2， E 口逸出的气体是 H2，错误； B 项，装置图中的阴极室产生NaOH，从 B 口加入含少量 NaOH 的水溶液，增大溶液中离子的浓度，增强导电性，正确；C 项， n（Cl2 ）=22.4L 22.4L/mol=1mol ，根据电解方程式 2NaCl+2H2O2NaOH+H2 +Cl2，生成 NaOH 物质的量为 2mol ，正确； D 项，根据元素守恒，电解一段时间后通入适量的HCl气体可以恢复到电解前的浓度，不是盐酸，错误；答案选BC。6 某化学课外活动小组的同学利用原电池原理探究一定温
23、度下（实验时实际的环境温度）使铁钝化的硝酸的最低浓度。实验步骤如下： 向两支具支试管中分别加入浓硝酸 5。 0mL（质量分数为 65%，密度为 1。 4g/mL ）。按图组装好实验装置。 将铜丝和铁丝同时插入浓硝酸中，观察到灵敏电流计指针先指向铜丝，但又迅速反转（只需 12s）指向铁丝一端。 用盛有 5。0mL 蒸馏水的注射器向具支试管内加水，并注视电流计的指针偏转方向。在指针恰好发生反转又指向铜丝时停止实验，记录此时已注入的水的体积。重复三次实验获得的数据如下：实验次数实验温度（ ）注入水的体积（mL）117。 22。4212。5T322。3T请回答下列问题：（1）在该装置中仪器a 因其作用
24、而称为_ ；指针指向铁丝时，铁丝为_极（填 “正 ”或“负 ”）（2） 65%的硝酸的物质的量浓度是_；在未注水前正极的电极反应式为_。（ 3） T1_T2（填 “ 、”“ Fe2+；而实验II 中，还原性： Fe2+I-，将（ 3）和（ 4）、（ 5）作对比，得出的结论是。【答案】（ 1）化学平衡状态（2）溶液稀释对颜色变化（3）加入 Ag+发生反应： Ag+I-=AgI ，c（ I-）降低；或增大c（Fe2+）平衡均逆向移动（4） 正 左管产生黄色沉淀，指针向左偏转。（5） Fe 2+随浓度增大，还原性增强，使 Fe2+还原性强于 I- 向 U 型管右管中滴加 1mol/L FeSO溶液。
25、4（6）该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向【解析】试题分析：（1）待实验 I 溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验 I 的反应达到化学平衡状态。（2）根据实验 iii 和实验 ii的对比可以看出是为了排除有ii 中水造成溶液中离子浓度改变的影响；（3） i.加入 AgNO3， Ag+与 I-生成 AgI 黄色沉淀， I-浓度降低， 2Fe3+ 2I-2Fe2+ + I2 平衡逆向移动。42+浓度增大，平衡逆移。ii.加入 FeSO， Fe（4） K 闭合时，指针向右偏转，b 极为 Fe3+得电子，作正极； 当指针
26、归零（反应达到平衡）后，向 U 型管左管滴加0.01 mol/L AgNO 3 溶液，产生黄色沉淀，I-离子浓度减小，3+-2+2Fe + 2I2Fe + I 平衡左移，指针向左偏转。2（5） Fe 2+向 Fe3+转化的原因是Fe2+浓度增大，还原性增强； 与（ 4）实验对比，不同的操作是当指针归零后，向U 型管右管中滴加1mol/L FeSO4 溶液。 将（ 3）和（ 4）、（ 5）作对比，得出的结论是在其它条件不变时，物质的氧化性和还原性与浓度有关，浓度的改变可影响物质的氧化还原性，导致平衡移动。考点：化学平衡移动、电化学知识9(11 分 )已知金属活动相差越大，形成原电池时越容易放电。
27、请根据如图装置，回答下列问题：（1）各装置名称是：A 池_， B 池_， C 池 _。（2）写出电极上发生的反应：_ ， _ ， _ 。（3）当电路上有 2 mol 电子流过时， 极上质量变化 _g， 极上质量变化_g。（4）反应进行一段时间后，A、 B、 C 三池中电解质溶液浓度不变的是_。【答案】（ 1）原电池 电解池 电镀池 （2） Zn2e=Zn22Cl 2e=Cl2 Ag e =Ag（3） 65 216 （ 4） C 池【解析】试题分析：由于两个电极活动性的差异最大的是Zn 与 Ag,所以 A 池是原电池。 Zn是负极，发生氧化反应， Ag 为正极，在正极上发生还原反应。相对其它池来说是电源。B池是电解池； C 池是电解池。由于Ag 电极与电源的正极连接，是阳极，Cu 是与电源的负极连接的，是阴极。因此该池也就是电镀池。（2 ）
