2020-2021 备战高考化学化学能与电能培优 易错难题练习 ( 含答案 ) 附答案一、化学能与电能1 某实验小组对FeCl3 分别与 Na2SO3、 NaHSO3 的反应进行探究。（甲同学的实验）装置编号试剂 X实验现象闭合开关后灵敏电流计指INa2SO3 溶液（ pH9）针发生偏转II闭合开关后灵敏电流计指NaHSO3 溶液（ pH5）针未发生偏转(1)怎样配制 FeCl溶液？3_ 。(2)甲同学探究实验I 的电极产物。取少量 Na2SO3溶液电极附近的混合液，加入_ ，产生白色沉淀，证明产生了 SO42-。该同学又设计实验探究另一电极的产物，其实验方案为_ 。(3)实验 I 中负极的电极反应式为_ 。乙同学进一步探究FeCl3 溶液与NaHSO3 溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：装置编号反应时间实验现象01 min产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出III130 min沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，30 min 后随后逐渐变为浅橙色(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式表示的可能原因。 Fe3+ 3HSO- 垐 ?Fe(OH)；3噲 ?33SO2 _ 。(5)查阅资料：溶液中Fe3+、 SO32-、OH 三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化：+4垐 ?+5O 2Fe2+2-HOFe S O 2 噲 ? HOFeO S O2+SO4从反应速率和化学平衡两个角度解释130 min 的实验现象：_ 。（实验反思）(6)分别对比 I 和 II、 II 和 III， FeCl 能否与 Na SO 或 NaHSO 发生氧化还原反应和3233_ 有关（写出两条）。【答案】将 FeCl3溶于浓盐酸，再稀释至指定浓度足量盐酸和23溶BaCl 溶液 取少量 FeCl液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2+3SO2-2e-2-+-+H2O=SO4+2HSO3H +HSO3 =H2O+SO2 生成红色配合物的反应速率快，红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在O2 的作用下，橙色的HOFeOSO2 浓度下降，平衡不断正向移动，最终溶液几乎无色溶液 pH 不同、23332-浓度不同（或Na233233Na SO 、 NaHSO 溶液中 SOSO与 NaHSO 不同，或 Na SO与 NaHSO 的阴离子不同）、反应物是否接触形成红色配合物（任写两条）【解析】【分析】甲同学实验：利用铁离子能够将SO32- 氧化设计原电池，则原电池中氯化铁溶液为正极得电子发生还原反应，试剂X 为负极，失电子发生氧化反应；实验中X 为 Na2SO3 溶液时电流计指针发生偏转，说明铁离子将SO32- 氧化；实验中X 为 NaHSO3 溶液时电流计指针未发生偏转，说明二者可能不反应；乙同学进一步探究FeCl3 溶液与 NaHSO3 溶液能否发生反应：01 min 产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出，红色沉淀应为Fe(OH)3，气体应为二氧化硫，说明二者发生双水解；130 min 沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，结合查阅的资料可知生成了 HOFeOSO2，该物质存在平衡 HOFeOSO2?HOFeOSO2，在氧气的作用下不断正向进行，最终溶液几乎无色； 30min 后反应现象是空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色，反应后的亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子，过量的HSO3-电离提供SO3 2-，溶液中Fe3+、 SO32-、 OH-三种微粒会继续反应形成红色配合物。【详解】(1)实验室配制 FeCl3 溶液时，为了防止铁离子水解，先将 FeCl3 固体溶解在较浓的盐酸中然后加水稀释；(2)若有硫酸根生成，则加入盐酸酸化的氯化钡溶液会有白色沉淀生成；氯化铁溶液为原电池正极，发生还原反应，Fe3+被还原成Fe2+，铁氰化钾溶液可以与亚铁离子反应生成蓝色沉淀，所以方案为取少量FeCl3 溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2+；(3)实验 I 中试剂 X 为原电池负极，2- 被氧化生成硫酸根，电极方程式为3SO 22e-SO332-+H2O=SO4+2HSO3 ；(4)pH=1 的氯化铁溶液中有大量的氢离子，亚硫酸氢根离子结合氢离子生成二氧化硫气体，反应的离子方程式：H+ +HSO3-=H2O+SO2；(5)FeCl3 溶液与 NaHSO3 溶液混合反应，在1 30 min 出现现象为：沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，根据资料：溶液中Fe3+、 SO3 2-、 OH-三种微O粒会形成红色配合物并存在转化：HOFeOSO2?HOFeOSO22Fe2+SO42-，可知原因是：生成红色配合物的反应速率快，红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在氧气的作用下橙色的HOFeOSO2 浓度下降平衡HOFeOSO2?HOFeOSO2，不断正向进行，最终溶液几乎无色。(6)分别对比 和 、 和 ， FeCl 能否与 Na SO 或 NaHSO 发生氧化还原反应和溶液pH3233不同、 Na2 3332-浓度不同 (或 Na233不同，或23与SO 、 NaHSO溶液中 SOSO与 NaHSONa SONaHSO3 的阴离子不同 )、反应物是否接触形成红色配合物有关。【点睛】第 3 题写电极反应方程式时要注意 pH=9 的溶液是由于 SO32-水解， OH-来自于水的电离，电极方程式不能写成 SO32-2e-+2OH-=SO42-+H2O。2 硝酸是氧化性酸，其本质是NO3有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关NO3氧化性的探究（实验均在通风橱中完成）。实验装置编号溶液 X实验现象6 mol L-1电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气实验稀硝酸体，在液面上方变为红棕色。电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，15 mol L-1 浓硝实验铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为酸绿色。（ 1）实验中，铝片作 _（填“正”或“负”）极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是 _。（2）实验中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是 _。查阅资料：活泼金属与1 mol L-1 稀硝酸反应有H2 和 NH4+生成， NH4+生成的原理是产生H2 的过程中 NO3 被还原。（3）用上图装置进行实验：溶液X 为 1 mol L-1 稀硝酸溶液，观察到电流计指针向右偏转。反应后的溶液中含+的方法是 _ 。NH 。实验室检验NH44+_。4生成 NH 的电极反应式是（4）进一步探究碱性条件下NO 的氧化性，进行实验：3观察到 A 中有 NH生成， B 中无明显现象。 A、 B 产生不同现象的解释是3_。A中生成 NH 的离子方程式是 _。3（5）将铝粉加入到 NaNO3溶液中无明显现象，结合实验和说明理由_。【答案】负2NO+O=2NO Al 开始作电池的负极，Al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后，Cu 作负极取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含+-+NH43 8e 10H NH4 3H2O Al 与 NaOH溶液反应产NO-NaOH溶液反应-生 H 的过程中可将 NO 还原为 NH，而 Mg不能与8Al