培优化学能与电能辅导专题训练及答案(1)
一、化学能与电能
1．如图所示，E为浸有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A、B均为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电源的电极。M、N为惰性电极。G为检流计，K为开关。试管C、D和电解池中都充满KOH溶液。若在滤纸E上滴一滴紫色的KMnO4溶液，断开K，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。
（1）R为电源的__，S为电源的__。
（2）A极附近的溶液变为红色，B极的电极反应式为__。
（3）滤纸上的紫色点移向__(填“A极”或“B极”)。
（4）当试管C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要是因为_，写出有关的电极反应式：__。
【答案】负极正极 2H2O－4e-=4H＋＋O2↑ B极氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应，消耗了氢气和氧气 2H2＋4OH-－4e-=4H2O(负极)，O2＋2H2O＋4e-=4OH-(正极)
【解析】
【分析】
（1）根据电极产物判断电解池的阴阳极及电源的正负极；（2）根据电解池原理及实验现象书写电极反应式；（3）根据电解池原理分析电解质溶液中离子移动方向；（4）根据燃料电池原理分析解答。
【详解】
（1）断开K，通直流电，电极C、D及氢氧化钾溶液构成电解池，根据离子的放电顺序，溶液中氢离子、氢氧根离子放电，分别生成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2:1，通过图象知，C极上气体体积是D极上气体体积的2倍，所以C极上得氢气，D极上得到氧气，故R是负极，S是正极，故答案为：负极；正极；
（2）A极是阴极，电解高锰酸钾时，在该极上放电的是氢离子，所以该极上碱性增强，酚酞显红色，B极是阳极，该极附近发生的电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，故答案为：2H2O-4e-=4H++O2↑；
（3）浸有高锰酸钾的滤纸和电极A、B与电源也构成了电解池，因为R是负极，S是正极，所以B极是阳极，A极是阴极，电解质溶液中的阴离子高锰酸根离子向阳极移动，紫色点移向B极，故答案为：B极；
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，构成氢氧燃料电池，氢气和氧气在碱性环境下发生原电池反应，消耗了氢气和氧气；在燃料电池中，燃料氢气为负极，在碱性环境下的电极反应式为：2H2+4OH--4e-=4H2O，C中的电极作负极，D中的电极作正极，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：氢气和氧气在碱性环境下发生
原电池反应，消耗了氢气和氧气；2H2＋4OH-－4e-=4H2O(负极)，O2＋2H2O＋4e-=4OH-(正极)。
【点睛】
明确原电池和电解池的工作原理、各个电极上发生的反应是解答本题的关键，难点是电极反应式的书写，注意电解质溶液的性质，以及电解质溶液中阴阳离子移动方向，为易错点。
2．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：1．5×10-4g Ag2SO4：0．796g
（1）甲同学的实验如下：
序号操作现象
实验Ⅰ
将2mL1mol/L AgNO3溶液加
入到1mL1mol/L FeSO4溶液中
产生白色沉淀，随后有黑色固体产生取上层清液，滴加KSCN溶液溶液变红
注：经检验黑色固体为Ag
① 白色沉淀的化学式是_____________。
② 甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是_______________。
（2）乙同学为探究Ag+和Fe2+反应的程度，进行实验Ⅱ。
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。
ｂ．随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，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。
① a中甲烧杯里的电极反应式是___________。
② b中电压表指针逆向偏移后，银为_________极（填“正”或“负”）。
③ 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Ⅲ
将2mL2mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管
中
银镜消失
实验Ⅳ将2mL1mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失
实验Ⅴ将2mL2mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失
① 实验Ⅲ___________（填“能”或“不能”）证明Fe3+氧化了Ag，理由是
_____________。
② 用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ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
Fe2+＋Ag+Fe3+＋Ag 不能因为Fe(NO3)3溶液呈酸性，酸性条件下NO3-也可能氧化Ag 溶液中存在平衡：Fe3+＋Ag Fe2+＋Ag+，且AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有
利于降低Ag+浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ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2mL1mol/L AgNO3溶液加入到1mL1mol/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；
①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；
②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）①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+；
②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；
③由实验现象得出，Ag+和Fe2+反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）①将2mL2mol/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Ⅲ不能证明Fe3+氧化了Ag，故答案为不能；因为Fe（NO3）3溶液呈酸性，酸性条件下NO3-也可能氧化Ag；
②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2mL2mol/L FeCl3溶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++Ag Fe2++Ag+，且AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-
更有利于降低Ag+浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大，故答案为溶液中存在
平衡：Fe3++Ag Fe2++Ag+，且AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度，所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大。
3．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：①SOCl2沸点为 78.8℃，SCl2 的沸点为 50℃，且两种液体可互溶。
②SOCl2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 SOCl2的反应方程式为____________
（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，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 ZnCl2·2H2O 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 SOCl2还可用作FeCl3·6H2O 制取无水FeCl3的脱水剂，但乙同学对此提出质疑，可能的原因是____
【答案】SO2+Cl2+SCl22SOCl22MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O球形冷凝管
c→d→c→d→b吸收SO2、Cl2，防止外界水蒸气进入装置分馏（或蒸馏）2H++2Cl—H2↑+Cl2↑SOCl2可能会与Fe3+发生氧化还原反应
【解析】
【分析】
由实验装置图可知，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SCl2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+Cl2+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，反应的离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，故答案为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；（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a→c→d→c→d→b，故答案为球形冷凝管；c→d→c→d→b；
（4）仪器 f中盛有碱石灰，碱石灰的作用是吸收逸出的有毒的Cl2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、Cl2，防止外界水蒸气进入装置；
（5）已知氯化亚砜沸点为77℃，SCl2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ZnCl2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↑+Cl2↑；FeCl3具有氧化性，SOCl2具有还原性，SOCl2用作FeCl3·6H2O制取无水FeCl3的脱水剂时，SOCl2可能会与FeCl3发生氧化还原反应使FeCl3变质，故答案为2H++2Cl—H2↑+Cl2↑；SOCl2可能会与Fe3+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。
4．钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨 (+6价) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙（CaWO4）；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(FeWO4和MnWO4)，钨酸（H2WO4）酸性很弱，难溶于水。
已知：①CaWO4与碳酸钠共热发生复分解反应。
②钨在高温下可与焦炭(C)反应生成硬质合金碳化钨(WC)。
（1）74W在周期表的位置是第_______周期。
（2）写出黑钨矿中FeWO4与氢氧化钠，空气熔融时的化学反应方程式
________________________________；白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式
_______________。
（3）工业上，可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。理论上，等物质的量的CO、
H2、Al作还原剂，可得到W的质量之比为______。用焦炭也能还原WO3，但用氢气更具有优点，其理由是_____________________________________。
（4）已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则T1时
K sp(CaWO4)＝_________(mol/L)2。将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为_____________________________，T2时该反应的平衡常数为__________。
（5）工业上，可用电解法从碳化钨废料中回收钨。碳化钨作阳极，不锈钢作阴极，盐酸为电解质溶液，阳极析出滤渣D并放出CO2。写出阳极的电极反应式_______________。【答案】六 4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O
CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4 2∶2∶3 焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气 1×10-10 WO42-+ Ca(OH)2=CaWO4+ 2OH-
1×103 mol/L WC－10e-+6H2O= H2WO4+CO2+ 10H+
【解析】(1)W 为74号元素，第五周期最后一种元素为56号，第六周期最后一种元素为84号，因此74号在元素周期表的第六周期，故答案为：六；
(2)FeWO 4中的铁为+2价，与氢氧化钠在空气熔融时被空气中的氧气氧化，反应的化学反应方程式为4 FeWO 4+8NaOH+O 2
2Fe 2O 3+4Na 2WO 4+4H 2O ；白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式为CaWO 4+Na 2CO 3
CaCO 3+Na 2WO 4，故答案为：4 FeWO 4+8NaOH+O 22Fe 2O 3+4Na 2WO 4+4H 2O ；CaWO 4+Na 2CO 3
CaCO 3+Na 2WO 4； (3)工业上，可用一氧化碳、氢气或铝还原WO 3冶炼W 。理论上，1mol 的CO 、H 2、Al 作还原剂时，转移的电子分别为2mol ，2mol ，3mol ，根据得失电子守恒，得到W 的质量之比为2∶2∶3。用焦炭也能还原WO 3，但用氢气更具有优点，因为焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO 等有污染的尾气，故答案为：2∶2∶3；焦炭为固体，得到的金属钨会混有固体杂质，并且用焦炭还可能产生CO 等有污染的尾气；
(4)根据图像，T 1时K SP (CaWO 4)=c(Ca 2+)?c(WO 42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10，将钨酸钠溶液加入石灰乳，发生复分解反应，氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀，反应的离子方程式为：WO 42-+Ca(OH)2=CaWO 4+2OH -，T 2时，C(OH -)=10-2mol/L ，c(WO 42-)=10-7mol/L ，平衡常数K 等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即K=(
)224c OH c WO -
-（）=()2
271010--=1×103，故答案为：1×10-10；WO 42-+Ca(OH)2=CaWO 4+2OH -；1×103；
(5)电解时，阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H ++2e -=H 2↑，阳极是碳化钨失去电子，发生氧化反应：WC+6H 2O-10e -=H 2WO 4+CO 2↑+10H +，故答案为：WC+6H 2O-10e -=H 2WO 4+CO 2↑+10H +。
5．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，SO42－________(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－=FeO42－
＋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-+8OH-═FeO42-+4H2O和4OH--4e-
═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：
0.672 22.4/L
L mol×2＝
0.168
22.4/
L
L mol×4+56/
xg
g mol
×6，x=0.28，故答案为0.28g；
(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。
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－==H2↑ 2Cl－—2e－==Cl2↑＋2e－
（2）溶液变红，有气体产生（3）H F G D E C
（4）Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
【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Cl2，以电解池为中心，则有：
H←F、G←A、B→D、E→C，相应装置的作用：
（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Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。
考点：本题考查化学反应中的能量变化。
7．某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。
编号电极材料电解质溶液电流表指针偏转方向
（1）实验1、2中Al所作的电极(正极或负极)是否相同(填“是”或“否”)？
____________。
（2）对实验3完成下列填空：
①铝为________极，电极反应式：__________________________________________；
②石墨为________极，电极反应式：_________________________________________；
③电池总反应式：______________________________________________________。
（3）实验4中铝作负极还是正极________，理由是
_________________________________。
（4）解释实验5中电流表指针偏向铝的原因：____________________________________。写出铝电极的电极反应式：_________________________________________________。(5)根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：__________________。【答案】（1）否；
（2）①负，2Al－6e－=2Al3＋；②正，6H＋＋6e－=3H2↑；③2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑；（3）负极，在NaOH溶液中，活动性Al＞Mg；
（4）Al在浓硝酸中发生钝化，Zn在浓硝酸中发生反应，被氧化，即在浓硝酸中活动性Zn ＞Al，Al是原电池的正极.，NO3－＋e－＋2H＋＝NO2↑＋H2O；(5)①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液。
【解析】
试题分析：（1）原电池中一般活泼金属作负极，能和电解质溶液反应，电流表指针指向正极，实验1，电流表指针偏向Al，说明Mg作负极，铝作正极，实验2，Al比铜活泼，且铜不与稀盐酸反应，则Al作负极，故填写“否”；
（2）实验3，电流表指针偏向石墨，说明铝作负极，石墨作正极，铝和盐酸的反应：2Al ＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，负极上的反应式为：2Al－6e－=2Al3＋，正极反应式为：6H＋＋6e－
=3H2↑；
（3）虽然Mg比铝活泼，但Mg不与NaOH反应，但铝和氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，其反应离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑；
（4）虽然铝比锌活泼，但铝和浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应，产生一层致密氧化薄膜阻碍反应的进行，锌和硝酸反应的离子方程式为：Zn＋4H＋＋2NO3－=Zn2＋＋2NO2↑＋2H2O，负极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，正极反应式为：NO3－＋2H＋＋e－=NO2↑＋H2O；（5）根据以上分析，影响因素是：①另一个电极材料的活动性；②电解质溶液。
考点：考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写等知识。
8．（1）工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳中通入氯气，然后结晶除去氯化钙后，再加
入适量的（填试剂化学式），过滤后即可得到。
（2）实验室制取氯酸钠可通过如下反应：3C12+6NaOH5NaC1+NaC1O3+3H2O先往-5℃的NaOH溶液中通入适量C12，然后将溶液加热，溶液中主要阴离子浓度随温度的变化如右图表1所示，图中C表示的离子是。（填离子符号）
（3）某企业采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠。则阳极反应式
为：。
（4）样品中C1O3-的含量可用滴定法进行测定，步骤如下：
步骤1：准确称取样品ag（约2.20g），经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。
步骤2：从上述容量瓶中取出10.00mL溶液于锥形瓶中，准确加入25mL 1.000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液（过量），再加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸，静置10min。
步骤3：再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种指示剂，用0.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，记录消耗消耗K2Cr2O7标准溶液的体积。
步骤4：为精确测定样品中C1O3-的质量分数，重复上述步骤2、3操作2-3次。
步骤5：数据处理与计算。
①步骤2中反应的离子方程式为；
静置10min的目的是。
②步骤3中K2Cr2O7标准溶液应盛放在（填仪器名称）中。
③用0.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定的目的是。
④在上述操作无误的情况下，所测定的结果偏高，其可能的原因是。【答案】（1）Na2CO3（2）ClO-（3）Cl--6e-+6OH-=C1O3-+3H2O（4）①ClO3- +6Fe2++ 6H+=Cl-+6Fe3++3H2O；使溶液中C1O3-与Fe2+反应充分完全②酸式滴定管③计算步骤②消耗的
(NH4)2Fe(SO4)2的量（其他合理答案也给分）④溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化
【解析】
试题分析：（1）石灰乳与氯气反应生成氯化钙和氯酸钙，除去氯化钙后，可加入碳酸钠溶液，以生成碳酸钙沉淀，以此得到氯化钠；（2）氯气与氢氧化钠反应低温时生成NaClO，温度高时生成NaClO3，-5℃时生成ClO-；（3）采用无隔膜电解饱和食盐水法生产氯酸钠，
同时生成H2，其反应的方程式为：NaCl + 3H2O 电解
NaClO3 + 3H2↑，阳极发生氧化反
应，反应式为Cl- -6e- + 6OH- = C1O3- + 3H2O；（4）①酸性条件下亚铁离子被ClO3-氧化未铁离子，自身被还原为氯离子，其反应的离子方程式为：ClO3- +6Fe2++ 6H+=Cl-
+6Fe3++3H2O；静止10min可以使亚铁离子和次氯酸根离子充分反应；②K2Cr2O7溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡胶管，所以改用酸式滴定管盛放；③步骤2中的
(NH4)2Fe(SO4)2没有反应完，用K2Cr2O7溶液滴定步骤2的溶液是为了测得未反应完全的亚铁离子，所以是为了测为反应完全的硫酸亚铁铵的量；④亚铁离子容易被空气中的氧气氧化，测得结果偏高的原因为溶液中的Fe2+被空气中的氧气氧化。
考点：探究物质的组成及测定物质的含量
9．）某课外活动小组同学用右图装置进行实验，试回答下列问题。
（1）若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为：________________________。（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为：_________________________，总反应的离子方程式为___________________。有关上述实验，下列说法正确的是（填序号）______________
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度(饱和食盐水足量)
④若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子
（3）该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为_____________。此时通过阴离子交换膜的离子数____________（填“大于”或“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的硫酸溶液从出口（填写“A”、“B”、“C”、“D”）_____________导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因__________________ 。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为___________________。
【答案】（1）O 2+2H 2O+4e -=4OH -；（2）2H ++2e -=H 2↑，2H 2O+2Cl -= Cl 2↑+H 2 ↑+2OH -
，② ；
（3）①4OH - -4e -= O 2↑+2H 2O ，小于；② A ；③ 消耗了水生成了更多的KOH ；④O 2+2H 2O+4e -=4OH -。 【解析】
试题分析：（1）K 与a 连接，构成原电池，A 极作正极，B 极作负极，此装置属于钢铁的吸氧腐蚀，A 极电极反应式为O 2＋2H 2O ＋4e －=4OH －；（2）K 与b 连接，构成的是电解池，B 极为阴极 H ＋在此得电子，2H 2O ＋2e －=H 2↑＋2OH －，A 极为阳极，2Cl －2e －=Cl 2↑，因此总
电极反应式为：2Cl －＋2H 2O =点燃 =======通电 =======电解 ========催化剂△ Cl 2↑＋H 2↑＋2OH －
，①根据电解原理，阳离子向阴极移动，即向B 极移动，故错误；②从A 处逸出的气体是Cl 2，能把I －氧化成I 2，淀粉遇碘单质变蓝，故正确；③应通入HCl 气体，盐酸中含有水，这样原来溶液的浓度将减小，故错误；④B 极产生2.24L 的氢气，则转移电子为2.24×2/22.4mol=0.2mol，但溶液中没有电子的转移，只是阴阳离子的定向移动，故错误；（3）①左端为阳极，阴离子放电，其电极反应式为：2H 2O －4e －=O 2↑＋4H ＋，阴极上的电极反应式为：2H 2O ＋2e －=H 2↑＋2OH －，SO 4
2－通过阴离子交换膜，与形成H ＋形成H 2SO 4，K ＋通过阳离子交换膜与形成的OH －形成KOH ，根
据得失电子数目守恒，因此填小于；②根据上述分析，硫酸应从A 口导出；③根据B 极电解反应式，消耗了水生成了更多的OH －，因此OH －
浓度增大，即pH 增大；④构成燃料电池，氧气作正极，氢气作负极，因为电解质溶液是KOH ，即正极电极反应式为：O 2＋2H 2O ＋4e －=4OH －。 考点：考查电解原理、原电池工作原理等知识。
10．类比是化学学习中常用的方法之一，已知硝酸能把铁氧化成Fe(NO 3)3，但当铁过量时，产物是Fe(NO 3) 2。某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当 Cl 2足量时生成 FeCl 3，当铁粉过量时产物是FeCl 2 。为验证该观点是否正确，该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的Cl 2中点燃，取其表面生成物并分别编号为A 、B ，然后通过实验确定其成分。
探究过程如下：
提出假设：A 是FeCl 3，B 是FeCl 2 。
（1）设计实验方案：分别取 A 、B 的溶液均进行以下实验，但实验现象相同。请填写下表中的相应空格。
（2）根据上述实验结论，写出Cl2与铁粉加热时发生反应的化学方程式
____________________。
（3）为进一步探究 FeCl3溶液的性质，他又利用 A 溶液做了如下一些实验，其中明显错误的是____（填写序号）。
A．将 A 溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，可得到蓝色液体，该液体能产生丁达尔现象
B．向 A 溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，溶液颜色加深
C．在 A 溶液中滴加NaOH浓溶液，出现红褐色沉淀
D．将 A 溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl3固体
（4）FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂，腐蚀后的废液中含有 FeCl3、FeCl2、CuCl2，某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收 Cu的方案：
方案1：向废液中加入过量的铁粉，充分反应后，过滤。在所得滤渣中加入足量的盐酸，充分反应后，再过滤即得到铜。
该方案中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为_____________________。
方案2：在废液中加入适量的盐酸调节溶液的 pH=1，用铜和石墨作电极进行电解。当观察到阴极上有少量气泡产生时，即停止电解，这时要回收的 Cu 已全部析出。该方案中铜作_________极，该电极上所发生的电极反应为（若有多个电极反应，请按照反应发生的先后顺序全部写出）____________________。
方案2在电极上直接回收铜，操作上比方案 1简便，但方案 2 也有不足之处，主要表现为____。
【答案】溶液变红色 FeCl2 2Fe+3Cl2Δ
2FeCl3 BD Fe3+＞Cu2+> H +> Fe2+阴 Fe3++e-
=Fe2+、Cu2++2e-=Cu 、2H++2e-=H2↑污染性气体Cl2产生；使用了电解装置，成本较高等【解析】
【分析】
【详解】
（1）铁离子与KSCN溶液反应溶液显红色，则实验现象是溶液变红色，KMnO4溶液颜色无明显变化，说明不存在氯化亚铁；
（2）根据以上分析可知铁与氯气反应只能生成氯化铁，反应的化学方程式为
2Fe+3Cl2Δ
2FeCl3；
（3）A．将A溶液滴入淀粉碘化钾溶液中，可得到蓝色液体，这是由于碘化钾被氧化为单质碘，淀粉溶于水能形成胶体，因此该液体能产生丁达尔现象，A正确；
B．向 A 溶液中加入少量铁粉，铁粉溶解，生成亚铁离子，溶液颜色变浅，B错误；C．在 A 溶液中滴加NaOH浓溶液，出现红褐色沉淀，该沉淀是氢氧化铁，C正确；
D．氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢，水解吸热，且生成的氯化氢挥发，所以将 A 溶液加热蒸干得到氢氧化铁，并灼烧得到氧化铁固体，D错误；
答案选BD；
（4）方案1：四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为Fe3+＞Cu2+>H +>Fe2+；
方案2：要回收铜，即铜离子放电形成铜，所以铜应该作阴极；氧化性是铁离子强于铜离子，铜离子强于氢离子，则阴极电极反应式依次为Fe3++e-= Fe2+、Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑；用于使用了电解装置，成本较高等，且阴极氯离子放电产生污染性气体Cl2。