高考化学化学能与电能综合题一.docx

高考化学 化学能与电能 综合题 (1)一、化学能与电能1． 钢铁分析中常用高氯酸 (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+H2SO4(浓);Na2SO4+2HClO4] 1）制取氯酸钠的装置连接顺序为A,___________（2） 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--3-2O342↑ 乙装置不+6OH5Cl+ClO +3H2 NaClONaClO +NaCl+O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 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 2NaClO3 NaClO4+NaCl+O2↑；因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，所以不选用乙装置，故答案为 2NaClO3 NaClO4+NaCl+O2↑；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 ；（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+。

2． 某课外小组分别用图中所示装置对原电池和电解原理进行实验探究请回答：Ⅰ.用甲图装置进行第一组实验1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu 作电极的是________(填序号)A．铝B．石墨C．银D． 铂（2） N 极为 _______（填 “正” “负” “阴” “阳”）电极，发生反应的电极反应式为__________ 3）实验过程中， SO4 2－ ________(填 “从左向右 ”“从右向左 ”或 “不”)移动；滤纸上能观察到的现象有 _____Ⅱ .用乙图装置进行第二组实验实验过程中，观察到与第一组实验不同的现象：两极均有气体产生， Y 极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清查阅资料得知，高铁酸根离子 (FeO )在溶液中呈紫红色，且需碱性环境才可产生 4）电解过程中， X 极区溶液的 pH________(填 “增大 ”“减小 ”或“不变 ”) 5）电解过程中， Y 极发生的电极反应为 _______________ 和 ____________________ 6）若在 X 极收集到 672 mL 气体，在 Y 极收集到 168 mL 气体 (均已折算为标准状况时气体体积 )，则 Y 电极 (铁电极 )质量减少 ________g。

7）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为2K2FeO4＋3Zn===Fe2O3＋ ZnO＋ 2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式为__________________________________ 答案】 A 阴 2H＋ ＋2e－ =H2↑(或 2H2O＋ 2e－ =H2↑＋ 2OH－ )从右向左滤纸上有红褐色斑点产生 (答出“红褐色斑点”或“红褐色沉淀”即可) 增大Fe－ 6e－＋8OH－42－=FeO＋ 4H2O 4OH－ － 4e－ =2H2O＋ O2↑ 0.28 2FeO42－ ＋6e－ ＋ 5H2O=Fe2O3＋ 10OH－【解析】(1)在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选 A；(2)N 电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为： 2H++2e-═ H2↑(或 2H2O+2e-═ H2↑ +2OH-)，故答案为 2H++2e-═ H2↑(或 2H2O+2e-═H2↑ +2OH-)；(3)原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，故答案为从右向左，滤纸上有红褐色斑点产生；(4)电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的 pH 增大，故答案为 ：增大；(5)铁是活泼金属，电解池工作时，阳极上铁失电子发生氧化反应，氢氧根离子失电子发生氧化反应，所以发生的电极反应式为：Fe-6e--42-2O 和 4OH--4e-+8OH═ FeO +4H═ 2H2O+O2↑，故答案为 Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O； 4OH--4e-═ 2H2O+O2↑；(6)X 电极上析出的是氢气， Y 电极上析出的是氧气，且 Y 电极失电子进入溶液，设铁质量减少为 xg，根据转移电子数相等有：0.672L0.168Lxg6， x=0.28，故答案为0.28g；22.4L / mol2＝22.4 L / mol 4+56g / mol(7)正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为 2FeO42-+6e-+5H2O═ Fe2O3+10OH-，故答案为 2FeO42- +6e-+5H2O═ Fe2O3 +10OH-。

点睛：本题考查了原电池和电解池原理，注意：电解池中如果活泼金属作阳极，则电解池工作时阳极材料失电子发生氧化反应，为易错点 3．氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂，下图为制备粗高铁酸钾的工业流程请回答下列问题：(1)氯化铁做净水剂的原因是(结合化学用语表达 )2)吸收剂 X 的化学式为，氧化剂 Y 的化学式为3)碱性条件下反应 ① 的离子方程式为4)过程 ② 将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品该反应的化学方程式为2KOH＋NaFeO424K FeO ＋2NaOH，请根据反应原理分析反应能发生的原因2442 － ＋ 10H23＋ 8OH－ ＋ 3O2↑ 在提纯(5)K FeO在水溶液中易发生反应：4FeOO=4Fe(OH)K2FeO4 时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用(填序号 )A． H2OB．稀 KOH溶液C． NH4Cl 溶液D． Fe(NO3)3 溶液除了这种洗涤剂外，一般工业生产还要加入异丙醇作为洗涤剂，你认为选择异丙醇的原因是 6)高铁电池是正在研制中的充电电池，具有电压稳定、放电时。