高考化学专题复习化学能与电能的综合题含答案
高考化学专题复习化学能与电能的综合题含答案
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．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。
3．广泛用于纺织工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，俗称保险粉，是一种强还原剂，可溶于水，但不溶于乙醇，在碱性介质中稳定。
Ⅰ.工业上制备连二亚硫酸钠的流程如下：
请回答下列问题：
（1）步骤①中的化学方程式为___________________________________；
（2）步骤②中沉淀为_________________________________（填化学式）；
（3）步骤③中加入NaCl 固体的作用是______________________________，分离出保险粉方法为_______、洗涤、干燥，洗涤所用试剂是___________________________。
Ⅱ.工业上也可用右图装置电解NaHSO3溶液制Na2S2O4。
（1）惰性电极a连接电源的_________（填“正极”或“负极”），其电极反应式为
________________；
（2）若不加隔膜，则得不到连二亚硫酸钠，其原因是____________________________。Ⅲ.探究Na2S2O4的性质：
某课题小组常温下测定0.050 mol?L-1Na2S2O4溶液在空气中的pH变化如下图所示；
（1）0-t1段主要生成HSO3-，根据pH变化图，写出0- t1发生反应的离子方程式为
______________；
（2）若t1时溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，此时溶液中c(SO32-)-c(H2SO3)
=__________mol?L-1（填具体数值，不考虑溶液体积变化）
【答案】Zn+2SO2=ZnS2O4Zn(OH)2降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出过滤乙醇负极2HSO3-+2e-=S2O42-+2OH-Na2S2O4被阳极生成的氧气氧化或HSO3-在阳极失电子得到硫酸根2H2O+2S2O42-+O2=4HSO3-10-5-10-9
【解析】Ⅰ.锌粉加水形成分散系，再通入二氧化硫反应得到ZnS2O4，加入18%d NaOH溶液反应得到氢氧化锌沉淀、Na2S2O4，最后加入NaCl降低Na2S2O4的溶解度，析出
Na2S2O4，溶液D中含有NaCl。
(1)根据上述分析，步骤①中的化学方程式为Zn+2SO2=ZnS2O4，故答案为：
Zn+2SO2=ZnS2O4；
(2)步骤②中沉淀为Zn(OH)2，故答案为：Zn(OH)2；
(3)步骤③中加入NaCl 固体可以降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出，然后过滤、洗涤、干燥即可分离出保险粉；连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是一种强还原剂，可溶于水，但不溶于乙醇。为了减少Na2S2O4的溶解损失，洗涤液可以选用乙醇，故答案为：降低Na2S2O4的溶解度，使更多Na2S2O4析出；过滤；乙醇；
Ⅱ. a极上NaHSO3生成Na2S2O4，S元素化合价由+4价降低到+3价，发生还原反应，应为阴极，a连接电源的负极，b极上氢氧化钠溶液中的水被氧化生成氧气，为阳极，b连接电
源的正极。
(1)根据上述分析，惰性电极a连接电源的负极”)，其电极反应式为2HSO3-+2e-=S2O42-+2OH-，故答案为：负极；2HSO3-+2e-=S2O42-+2OH-；
(2)若不加隔膜，Na2S2O4被阳极生成的氧气氧化得到硫酸根，得不到连二亚硫酸钠，故答案为：Na2S2O4被阳极生成的氧气氧化得到硫酸根；
Ⅲ.(1)Na2S2O4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠，则0～t1段发生离子反应方程式为
2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-，故答案为：2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-；
(2)若t1时溶液中Na2S2O4全部被氧化成NaHSO3，浓度为0.1 mol/L，根据图像，此时溶液的pH=5，溶液中存在物料守恒，c(SO32-)+c(H2SO3)+ c(HSO3-)=0.1 mol/L，也存在电荷守恒，
c(Na+)+ c(H+)=2c(SO32-)+ c(HSO3-)+ c(OH-)，则c(SO32-)-c(H2SO3)= c(Na+)+ c(H+)- c(OH-)-0.1 mol/L= c(H+)- c(OH-)=(10-5-10-9)mol/L，故答案为：10-5-10-9。
4．某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。
装置现象
电解一段时间时，阳极石墨表面产生
气体，阴极石墨上附着红色物质，烧
杯壁变热，溶液由蓝色变为绿色
（1）甲认为电解过程中阳极产生的是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式：。
（2）乙查阅资料，CuCl2溶液中存在平衡：Cu2+ + 4Cl＿ [CuCl4]2＿(黄色) ΔH＞0。据此乙认为:电解过程中，[CuCl4]2＿(黄色)浓度增大，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2＿浓度增大的原因：。
（3）丙改用下图装置，在相同条件下电解CuCl2溶液，对溶液变色现象继续探究。
装置现象
电解相同时间时，阳极石墨表面产生气泡，溶液仍
为蓝色；阴极石墨上附着红色物质，溶液由蓝色变
为绿色；U型管变热，冷却后阴极附近溶液仍为绿色
是，否定乙的依据是。
（4）丙继续查阅资料：
i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]＿，[CuCl2]＿掺杂Cu2+后呈黄色
ii. 稀释含[CuCl2]＿的溶液生成CuCl白色沉淀据此丙认为：电解过程中，产生[CuCl2]＿掺杂Cu2+后呈黄色，与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
丙进行如下实验：
a．取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉，向其中加2 mL浓盐酸，加热获得含[CuCl2]＿的黄色溶液。
c. 冷却后向上述溶液……
d. 取c中2 mL溶液，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
① a的目的是。
② 写出b中生成[CuCl2]＿的离子方程式：。
③ 补充c中必要的操作及现象：。
丙据此得出结论：电解时阴极附近生成[CuCl2]＿是导致溶液变绿的原因。
【答案】
（1）Cl2；2Cl－-2e－= Cl2↑
（2）电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl 4]2－正向移动；
（3）阳极附近溶液仍为蓝色；U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色；
（4）①证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－；
②Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－；
③加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。
【解析】
试题分析：（1）电解过程中阳极发生氧化反应，溶液中的氯离子放电生成氯气，氯气溶于水，溶液可能呈现绿色，故答案为：Cl2；2Cl－-2e－= Cl2↑；
（2）电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动，[CuCl4]2＿浓度增大，故答案为：电解过程放热导致温度升高，Cu2+ + 4Cl－ [CuCl4]2－正向移动；（3）阳极生成了氯气，但阳极附近溶液仍为蓝色，说明不是生成氯气的缘故；Cu2+ + 4Cl＿ [CuCl4]2＿(黄色) ΔH＞0，温度降低，平衡正向移动，溶液应该呈现黄色，但U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色，因此乙的推断也不正确，故答案为：阳极附近溶液仍为蓝色；U型管冷却后阴极附近溶液仍为绿色；
（4）①根据信息，取电解后绿色溶液2 mL，加20 mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀，说明电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－，故答案为：证明在上述实验条件下，电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]－；
②氯化铜晶体和铜粉加入2 mL浓盐酸中，加热获得含[CuCl2]＿的黄色溶液，反应的离子方程式为Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－，故答案为：Cu2+ + 4Cl－+ Cu = 2[CuCl2]－；
③c的步骤就是证明电解时阴极附近生成[CuCl2]＿是导致溶液变绿的原因，因此操作及现象为加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同，故答案为：加入CuCl2蓝色溶液，直至溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。
考点：考查了物质性质的探究实验方案的设计的相关知识。
5．（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〉
①A、B 两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转；② A、B 两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转；③ A极用锌片，B极用铜片，发现电流计指针向左偏转；④ 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)
①液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；
②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：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(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 AgNO3 1.4g
【解析】
【分析】
(I)实验一：由①②可知，当两极相同时，不能形成原电池；由③④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；
实验二：①中乙醇是非电解质，溶液中无自由移动离子；②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。
(II)根据反应“2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)”分析，在反应中，Cu被氧化，失电子，应为原电池的负极，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，电子从负极经外电路流向正极，由此分析解答。
【详解】
(I)实验一：由①②可知，当两极相同时，不能形成原电池；由③④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；
实验二：①中乙醇是非电解质，溶液中无自由移动离子；②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；
(II)(1)由反应“2Ag+(aq)+Cu(s)═Cu2+(aq)+2Ag(s)”可知，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。
6．（一）下图是实验室用氢气还原氧化铜实验的简易装置。其中的铜质燃烧匙可以在试管M中上下移动，实验时,先将细铜丝一端被弯成螺旋状，先在空气中加热变黑后再迅速伸入球型干燥管中。
（1）铜质燃烧匙的作用有，。（2）实验过程中，在试管M中可观察到的现象是，。
（二）原电池与电解池在化学工业中有广泛应用。如图装置，a为CuCl2溶液，X为Fe 棒，Y为碳棒，回答以下问题：（1）若断开k1，闭合k2，则装置为_____ ；X电极上的电
极反应式为_____________；电解质溶液中的阳离子向______极移动(填X或Y)；
（2）若线路中通过3.01×1022的电子，则Y极上析出物质的质量为。
【答案】（一）（1）控制反应的发生和停止与锌构成原电池加快反应速率
(2) 铜匙和锌粒表面都有气泡产生锌粒逐渐变小或消失
（二） (1)原电池 Fe－2e－＝Fe2+ Y (2) 1.6g
【解析】
试题分析：（一）（1）铜质燃烧匙可以上下移动，因此作用之一是的作用有控制反应的发生和停止；其次铜与锌构成原电池加快反应速率。
（2）锌能与盐酸反应生成氢气，其次铜锌构成原电池，铜是正极，其在表明氢离子放电，所以实验过程中，在试管M中可观察到的现象是铜匙和锌粒表面都有气泡产生、锌粒逐渐变小或消失。
（二）（1）若断开k1，闭合k2，则装置为原电池，铁是活泼的金属，铁是负极，则X电极上的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2+；电解质溶液中的阳离子向正极移动，即向Y极移动；
（2）若线路中通过3.01×1022的电子，即0.05mol电子，Y极是铜离子得到电子，电极反
应式为Cu2＋＋2e—＝Cu，所以Y极上析出物质的质量为0.05
64/ 1.6
2
mol
g mol g
?=。
【考点定位】本题主要是考查原电池原理的应用
【名师点晴】掌握原电池的工作原理是解答的关键，原电池是把化学能转化为电能的装置，原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，解答时注意灵活应用。
7．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Zn g（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Ⅱ．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Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入 mL 2 mol/L的盐酸（忽略加入盐酸体积）。
【答案】（1）FeO42﹣+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3↓+5OH﹣；0.2
（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FeO42﹣
+4H2O+3e﹣=Fe（OH）3↓+5OH﹣；若维持电流强度为1A，电池工作十分钟，转移电子的物质的量为1×10×60÷96500=0.0062176mol。理论消耗Zn的质量 0.0062176mol÷2×65=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
Ⅱ．（4）2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+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Ksp[Fe(OH)3]=4.0×，此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3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。
8．某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。
Ⅰ．利用如图所示装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。
（1）写出负极的电极反应式：_______ _____。
（2）某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：
假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe2＋；
假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe3＋；
假设3：__________________________。
（3）为了探究假设1、2，他采取如下操作：
①取0．01 mol/L FeCl3溶液2 mL于试管中，加入过量铁粉；
②取操作①试管的上层清液加入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；
③取少量正极附近溶液加入2滴K3[Fe（CN）6]溶液，未见蓝色沉淀生成；
④取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变红。
据②、③、④现象得出的结论是________________________。
（4）该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀，请再举一例防护钢铁腐蚀的措施_____________。
Ⅱ．利用如图所示装置做电解50 mL 0．5 mol/L的CuCl2溶液实验。
实验记录：
A．阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色（提示：Cl2氧化性大于IO－3）；
B．电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。
（1）分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：①___ _______；②__ _________。
（2）分析实验记录B中浅蓝色固体可能是________________（写化学式）
【答案】Ⅰ．（1）Zn－2e－===Zn2＋（2）铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋
（3）正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋（4）油漆（其他合理答案均可）
Ⅱ．（1）2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ 5Cl2＋I2＋6H2O===10Cl－＋2IO3－＋12H＋
（2）Cu（OH）2
【解析】
试题分析：Ⅰ．（1）锌比铁活泼，锌为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。
（2）根据假设1、2进行分析，得出假设3为铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋。（3）从②分析得出①的试管中含有Fe2＋；③现象说明不含Fe2＋；④现象说明不含Fe3＋；因此可得出的结论是正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋。
（4）防护钢铁腐蚀的措施有油漆、电化学保护法等。
Ⅱ．（1）阳极上氯离子放电，有氯气产生，由于2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；当氯气过量时，会发生反应5Cl2＋I2＋6H2O===10Cl－＋21O3－＋12H ＋，颜色褪去。
（2）电解一段时间后，Cu2＋浓度下降，H＋开始放电，溶液pH增大，Cu2＋转化为Cu（OH）2。
【考点定位】本题主要是考查了原电池和电解池原理的应用与有关判断
【名师点晴】电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据电解时电极质量或溶液p H的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。解答电解池相关题目时，应从几步入手：①看电极（材料），判断电极本身是否参与反应。②看溶液，判断电解液中的阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。③看隔膜，判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化，从而判断溶液中微粒穿过阴（阳）离子隔膜的方向和产物。
9．用软锰矿(MnO2)、黄铁矿(FeS2)酸浸生产硫酸锰（MnSO4）,并进一步电解制取电解二氧化锰(EMD)的工艺流程如下:
I. 将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定比例放入反应釜中，搅拌，加热保温反应一定时间。II. 向反应釜中加入MnO2、CaCO3试剂，再加入Na2S溶液除掉浸出液中的重金属。
III. 过滤，向滤液中加入净化剂进一步净化，再过滤，得到精制MnSO4溶液。
IV. 将精制MnSO4溶液送入电解槽，电解制得EMD。
请回答下列问题:
(1)步骤I中搅拌、加热的目的是________。完成酸浸过程中反应的离子方程式:
FeS2+ MnO2+ _____= Mn2+ + Fe2+ + S + SO42-+ ____
(2)加入CaCO3将浸出液pH调至pH=5，从而除掉铁，请解释用CaCO3除铁的原理:________。（结合离子方程式解释）
(3)步骤IV中用如图所示的电解装置电解精制的MnSO4溶液，生成EMD的是__极(填“a”或“b”)，生成EMD的电极反应式是_________。
(4)EMD可用作碱性锌锰电池的材料。已知碱性锌锰电池的反应式为:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO OH+Zn(OH)2。
下列关于碱性锌锰电池的说法正确的是_______(填字母序号)。
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．碱性锌锰电池将化学能转化为电能
C．正极反应为:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
D．碱性锌锰电池工作时，电子由MnO2经外电路流向Zn极
【答案】加快反应速率，充分接触 1 4 8H+ 4 1 1 4H2O
Fe3++3H 2O Fe(OH)3+3H+，加入CaCO3后，由于CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，使得Fe3+的水解平衡向正反应方向移动，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而被除去b Mn2++2H2O﹣2e﹣
=MnO2+4H+BC
【解析】
（1）将软锰矿、黄铁矿和硫酸按一定比例放入反应釜中，搅拌，加热，加热温度升高，反应速率加快，搅拌可以使反应物充分接触；FeS2反应生成Fe2+、S、SO42-
，S元素的化合价升高8价，MnO2中Mn元素的化合价降低2价，则FeS2与MnO2的计量数之比为1：4，结合原子守恒得到方程式为：FeS2+4MnO2+8H+═4Mn2++Fe2++S+SO42-
+4H2O；故答案为加快反应速率，充分接触；1；4；8H+；4；1；1；4H2O；
（2）在溶液中存在水解平衡：Fe3++3H2O
Fe（OH）3+3H+，加入CaCO3后，由于CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），CO32-
+2H+═CO2↑+H2O，溶液中氢离子浓度减小，使得Fe3+的水解平衡向正反应方向移动，因此Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而被除去；故答案为 Fe3++3H2O
Fe（OH）3+3H+，加入CaCO3后，由于CaCO3（s）Ca2+（aq）+CO32-（aq），CO32-
+2H+═CO2↑+H2O，使得Fe3+的水解平衡向正反应方向移动，Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀而被除去；
（3）锰离子在阳极失电子生成二氧化锰，b极与正极相连为阳极，所以二氧化锰在b极生成；其电极反应式为：Mn2++2H2O-2e-═MnO2+4H+；故答案为b； Mn2++2H2O-2e-
═MnO2+4H+；
（4）A．锌锰干电池不能充电，完全放电后不能再使用，属于一次电池，故A错误；B．原电池装置是向外提供电能的装置，其能量转化为化学能转化为电能，故B正确；C．正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2+e-+H2O═MnO（OH）+OH-
，故C正确；D．电子从负极沿导线流向正极，而电流从正极沿着导线流向负极，则电子由Zn极经外电路流向MnO2，故D错误．故答案为BC。
点睛：本题考查学生对元素及其化合物的主要性质的掌握、电极反应方程式、阅读题目获取新信息能力、对工艺流程的理解等，需要学生具备扎实的基础与综合运用知识、信息分析解决问题能力。本题的易错点是（4），该原电池中，Zn元素化合价升高，被氧化，Mn
元素化合价降低，被还原，则锌作负极、二氧化锰作正极，负极电极反应为Zn-2e-+2OH-═ZnO+H2O，正极电极反应为2MnO2+2e-+2H2O═2MnO（OH）+2OH-。
10．氯碱工业中惰性电极电解饱和的食盐水的原理示意图如图所示:
（1）溶液A的溶质是_________________ 。（填化学式）
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是________________________ 。
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：___________________________。
（4）电解所用的盐水需要精制，去除有影响的的Ca 2+、Mg 2+、NH 4+和SO 42- [c(SO 42-)＞c(Ca 2+ )]。精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：
①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是_________________ 。（填化学式）
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是____________________。
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程Ⅱ中除去的离子有_________________ 。（填离子符号）
【答案】NaOH氯气和水反应，
，增加盐酸的浓度平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解度，有利于氯气逸出Mg(OH)2SO42-、Ca2+
【解析】
（1）电解饱和食盐水时，阴极反应式为：2H2O-2e-═2OH-+H2↑，阳极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，阴极产物为NaOH和H2，阳极产物是Cl2，据此可以确定溶液A的溶质是NaOH，故答案为：NaOH；
（2）根据阳极极和阴极的反应式可得电解反应的离子方程式是2Cl-
+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-，故答案为：2Cl-+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH-；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3的作用是促使化学平衡Cl 2+H2O HCl+HCl O向左移动，减少Cl2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出，故答案为：Cl2与水的反应为Cl2+H2O HCl+HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动．减少Cl 2在水中的溶解，有利于Cl2的逸出；（4）①根据粗盐水和淡盐水的化学成分，代入题给精制盐水的流程进行分析，可知过程I
是将Mg2+转化为Mg（OH）2沉淀除去，即盐泥a中除泥沙外，还含有的物质是Mg（OH）2，故答案为：Mg（OH）2；
②将NH4+转化为N2的氧化剂是Cl2，对应的离子方程式是2NH4++3Cl2+8OH-═N2↑+6Cl-
+8H2O，故答案为：2NH4++3Cl2+8OH-═N2↑+6Cl-+8H2O；
③过程II是利用沉淀溶解平衡原理，将溶液中的Ca2+和SO42-
分别转化为CaCO3和BaSO4沉淀除去，故答案为：SO42-、Ca2+。
点睛：本题考查饱和食盐水的电解和粗盐的提纯，注意平衡移动原理的应用以及电极反应式、离子反应式的书写，做题时注意题中所给信息，用守恒的方法解答。电解饱和食盐水时，阴极反应式为：2H2O-2e-═2OH-+H2↑，阳极反应式为：2Cl--2e-
═Cl2↑，阴极产物为NaOH和H2，阳极产物是Cl2。