高考化学培优 ( 含解析 ) 之化学能与电能及答案一、化学能与电能1 某研究小 探究弱酸性条件下 生 化学腐 型的影响因素，将混合均匀的新制 粉和碳粉置于 形瓶底部，塞上瓶塞 (如 1)。从胶 滴管中滴入几滴醋酸溶液，同 量容器中的 化。（1） 完成以下 表(表中不要留空格)： 号 目的碳粉 /g 粉 /g醋酸 /% 以下 作参照0.52.090.0醋酸 度的影响0.5_36.0_0.22.090.0（2） 号 得容器中 随 化如 2。 t 2 ，容器中 明 小于起始 ，其原因是 生了 _腐 ， 在 3 中用箭 出 生 腐 子流 方向；此 ，碳粉表面 生了 _( “氧化 ”或“ 原 ”)反 ，其 极反 式是_ 。（ 3） 小 2 中 0t 1 大的原因提出了如下假 ， 你完成假 二：假 一： 生析 腐 生了气体；假 二： _ ；（4） 假 一，某同学 了 收集的气体中是否含有H2 的方案。 你再 一个 方案 假 一，写出 步 和 。 步 和 (不要求写具体操作 程)： _【答案】 2.0碳粉含量的影响吸氧 原反 2H2O+O2+4e-=4OH- （或 4H+O2+4e-=2H2O）反 放 ，温度升高，体 膨 步 和 （不要求写具体操作 程） 品用量和操作同 号 （多孔橡皮塞增加 、出 管） 通入 气排 瓶内空气； 滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。（本题属于开放性试题，合理答案均给分）【解析】【详解】(1)探究影响化学反应速率，每次只能改变一个变量，故有 中铁的量不变，为2.0g； 中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率的影响。(2) t2 时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：还原；O2 +2H2O+4e-=4OH-；(3) 图 2 中 0-t1 时压强变大的原因可能为：铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应，温度升高时锥形瓶中压强增大，所以假设二为：反应放热使锥形瓶内温度升高，故答案为：反应放热使锥形瓶内温度升高；(4)基于假设一，可知，产生氢气，发送那些变化，从变化入手考虑实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）药品用量和操作同编号实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）通入氩气排净瓶内空气；滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。（本题属于开放性试题，合理答案均给分）。2 某小组同学用如下装置电解食盐水，并对电解产物进行探究。实验装置电解质溶液5mol / L NaCl溶液实验现象a 极附近b 极附近开始时，产生白色浑浊并逐渐增加，当沉产生入 U 形管底部时部分沉淀变为橙黄色；随无色后 a 极附近沉淀自下而上也变为橙黄色气泡资料显示：氯化亚铜（ CuCl）为白色粉末，微溶于水；氢氧化亚铜（CuOH）为黄色不溶于水的固体，易脱水分解为红色的Cu 2O ； Cu 水溶液中不稳定，酸性条件下易歧化为Cu2 和 Cu；氢氧化铜可以溶于浓NaOH 得到蓝色溶液（1）经检验， b 极产生的气体是H 2 ， b 极附近溶液的pH_（填“增大”、“减小”、或“不变” ）；铜丝 a 应与电源的 _（ 填“正”或“负”）极相连。（2）CuCl，则该极的电极反应式是_。同学们分析 a 极附近生成的白色浑浊是（3）Cu2 O ，则 CuCl 转化为 Cu2 O 的原因是 _（ 用方程式表示 ）；橙黄色沉淀中含有结合离子在溶液中的运动规律，解释“a 极附近沉淀自下而上”变为橙黄色原因是_。同学们通过实验进一步证实沉淀中含有1：将橙黄色沉淀滤出洗涤后，滴加（4）Cu0.2mol / L H 2 SO4 至过量，应观察到的现象是_。（5）同学们根据上述实验提出猜想：电解时，1Cu 做阳极先被氧化为 Cu 。为此，他们用 Cu电极电解 5mol / L NaOH 溶液，实验时观察到阳极产生大量无色气泡，附近溶液变蓝，未见预期的黄色沉淀。根据现象能否得出“该猜想不成立”的结论，并说明理由：_。【答案】增大正CueClCuClCuClOHCuOHCl 、2CuOH Cu 2OH 2 O通电时，在阴极产生的 OH向阳极定向移动沉淀溶解，溶液变蓝，且有少量红色固体产生不能，阳极产生的大量O2 可能将 CuOH 氧化【解析】【分析】( 1) 电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，据此判断；( 2) 结合 a 极附近生成的白色浑浊是CuCl 写出电极反应式；( 3) 根据电极反应式结合溶度积常数判断；( 4) 氧化亚铜与稀硫酸反应生成铜单质、铜离子和水；( 5) 用 Cu 电极电解 5mol/ LNaOH 溶液，实验时观察到阳极产生大量无色气泡为氧气，氧气具有强的氧化性，能够氧化 CuOH。【详解】（1）用铜做电极，电解氯化钠溶液，b 极产生的气体是 H 2，则 b 极氢离子得到电子发生还原反应，为阴极，电极反应式为：2H 2O 2eH 22OH，因为 b 极生成氢氧根离子，所以附近溶液pH 增大； a 为阳极，与电源正极相连，故答案为：增大；正；（1）a 极为阳极，铜做阳极为活性电极，a 极附近生成的白色浑浊是CuCl，（2）依据可知则其电极反应式为：CueClCuCl ，故答案为： Cu eClCuCl ；（3）用铜电极电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，电极反应为Cu eClCuCl ，阴极发生还原反应，电极方程式为2H2eH 2 ，开始时生成 CuCl 白色生成，随着反应进行，溶液pH 逐渐增大，因 K ap (CuOH)K ap (CuCl) ，则可生成 CuOH 橙黄色沉淀， CuOH 不稳定分解生成Cu 2O 和水。橙黄色沉淀中含有Cu2 O ，则 CuCl 转化为 Cu2 O 的原因是，随着电解的进行，氢氧根离子浓度增大，使CuCl 转化为 CuOH，方程式： CuClOHCuOHCl ，CuOH 不稳定分解生成 Cu 2O 和水，方程式： 2CuOHCu 2OH 2 O ，故答案为：CuClOHCuOHCl、 2CuOHCu2 OH 2O ；通电时，在阴极产生的OH向阳极定向移动，氢氧根离子浓度增大则CuCl 转化为CuOH，而 CuOH 不稳定分解生成Cu2 O 和水，所以看到现象为“a 极附近沉淀自下而上”变为橙黄色，故答案为：通电时，在阴极产生的OH向阳极定向移动；（4）氧化亚铜与稀硫酸反应生成铜单质、铜离子和水，化学方程式为：Cu 2 OH 2SO4CuCuSO 4H 2O ，铜为红色固体，硫酸铜为蓝色溶液，所以现象为：沉淀溶解，溶液变蓝，且有少量红色固体产生，故答案为：沉淀溶解，溶液变蓝，且有少量红色固体产生；（ 5）用 Cu 电极电解 5mol / LNaOH 溶液，实验时观察到阳极产生大量无色气泡为氧气，氧气具有强的氧化性，能够氧化CuOH，所以不能依据该现象得出“该猜想不成立”的结论，故答案为：不能，阳极产生的大量O2 可能将 CuOH 氧化。31、右图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：（1）当电极a 为 Al、电极 b 为 Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为：（2）当电极 a 为 Fe、电极 b 为 Cu、电解质溶液为浓硝酸时，该装置(填“能 ”或 “不能 ”)形成原电池，若不能，请说明理由，_；若能，请指出负极是该电极反应式是_。（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如 O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a 为正极，电极b 为负极， CH4 为燃料，采用酸性溶液为电解液；则 CH4 应通入极 (填 a 或 b，下同 )，电子从极流出。电池的负极反应方程式为： _2、已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：(反应速率最小的时间段 (即 0 1、 l 2、 2 3、3 4、 4 5 min)为 原因是 。另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在硫酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率A蒸馏水B CuCl2 溶液 C NaCl 溶液你认为他上述做法中可行的是(填相应字母 )；做法中不可行的是_，理由是：_ 。4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