2020-2021备战高考化学培优(含解析)之化学能与电能.docx

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1、2020-2021备战高考化学培优(含解析)之化学能与电能一、化学能与电能1．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Ⅰ-16molL·稀硝酸实验Ⅱ-115molL·浓硝酸实验现象电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，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，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色。（1）实验Ⅰ中，铝片作____________（填“正”或“负”）极。液面上方产生红棕色气体的化学方

2、程式是____________。（2）实验Ⅱ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稀硝酸反应有H2++H21mol·L和NH4生成，NH4生成的原理是产生的过程中NO3－被还原。（3）用上图装置进行实验Ⅲ：溶液X为-1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向右偏1mol·L转。①反应后的溶液中含NH4+。实验室检验NH4+的方法是________。②生成NH4+的电极反应式是________。（4）进一步探究碱性条件下NO3－的氧化性，进行实验Ⅳ：①观察到A中有NH3生成

3、，B中无明显现象。A、B产生不同现象的解释是________。②A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Ⅲ和Ⅳ说明理由________。【答案】负2NO+O2=2NO2Al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NH4+NO3-＋8e-＋10H+＝NH4+＋3H2OAl与NaOH溶液反应产生H2的过程中可将NO3-还原为NH3，而Mg不能与N

4、aOH溶液反应8Al＋3NO3-＋5OH-＋2H2O＝3NH3↑＋8AlO2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成H2的过程，NO3－无法被还原【解析】【分析】【详解】（1）实验Ⅰ中，由于Al的金属活动性比Cu强，因此Al做负极。铜片表面产生的无色气体是NO，在液体上方NO被空气中的氧气氧化成红棕色的NO2，方程式为222NO+O=2NO；（2）实验Ⅱ中，Al的金属活动性比Cu强，Al开始作电池的负极，电流计指针先偏向右边；由于Al在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜，阻止了内层金属的进一步反应，因此，Cu作负极，电流计指针偏向左边；

5、（3）①实验室检验NH4+有两种常用方法：方法一，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NH4+；方法二，取少量待检溶液于试管中，加入浓NaOH溶液，加热，并在试管口放一蘸有浓盐酸的玻璃棒，若有白烟生成，证明溶液中含NH4+；②NH4+的生成是NO3－被还原的结果，其电极反应式为NO3-＋8e-＋10H+＝NH4+＋3H2O（4）①观察到A中有NH3生成，是由于Al与NaOH溶液反应产生H2，并且与此同时，H2可将NO3-还原为NH3；B中无现象是由于Mg与Na

6、OH溶液不反应；②A中生成NH3的离子方程式为8Al＋3NO3-＋5OH-＋2H2O＝3NH3↑＋8AlO2-；（5）铝与中性的硝酸钠溶液不能生成H2，NO3－无法被还原，因此将铝粉加入到NaNO3溶液中无明显现象。2．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：（1）上述实验中发生反应的化学方程式有__________________________________；（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是____________________________

7、；（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4中溶液，可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是______________________________________；（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措旌有________（答两种）；（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。溶液变红Ag2SO4：0．796g20℃）AgCl：

8、1．5×10-4g①请完成此实验设计，其中：V1=______，V6=______，V9=______；②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因___________________