2020-2021高考化学化学能与电能培优练习(含答案).docx

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1、2020-2021高考化学化学能与电能培优练习(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

2、，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-＋＋O2↑B极氢气和氧气在碱性环境下发生原电池=4H反应，消耗了氢气和氧气2H-－4e---2＋4OH=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

3、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：2-+22HO-4e=4H+O↑；（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

4、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

5、＋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．亚硝酰氯NOCl可用于合成清洁剂等。它可用Cl2与NO在常温常压下合成：它的熔点为-64.5℃，沸点为-5.5℃，常温下是黄色的有毒气体，遇水易水解。请按要求回答下列相关问题：(1)过量铁屑和稀硝酸充分反应制备NO的离子方程式为：(2)制备NOCl的装置如下图所示，连接顺序为:a→______________________。(按气流自

6、左向右方向，用小写字母表示)。①装置A和B作用是①干燥NO和Cl2，②___________________________________________。②装置D的作用是______________________________________。③装置E中NOCl发生反应的化学方程式为________________。(3)工业生产过程中NO尾气处理方法有多种，其中间接电化学法，其原理如图所示：该过程中阴极的电极反应式为：__________________________________________。【答案】3Fe+8

7、H+3—2+2+2NO=3Fe+2NO↑+4HOe→f→c→b→d或f→e→c→b→d观察气泡调节气体流速防止E中水蒸气进入F，引起NOCl的水解NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO+H2O——+2—+2H2O2HSO3+2e+2H=S2O4【解析】【分析】（1）过量铁屑和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水；（2）将氯气和NO干燥后在装置F中发生反应，在冰盐中冷凝收集NOCl，氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中，用氢氧化钠溶液吸收，注意NOCl遇水易水解。（3）由间接电化学法示意图可知，阴极上HSO3—放电生成S2O42

8、—，S2O42—在吸收塔中将溶液变红Ag2SO4：0．796g20℃）AgCl：1．5×10-4gNO还原为N2。【详解】（1）过量铁屑和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为+—2++—2+3Fe+8H+2NO3=