2020-2021高考化学复习《化学能与电能》专项综合练习及详细答案.docx

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1、2020-2021高考化学复习《化学能与电能》专项综合练习及详细答案一、化学能与电能1．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此

2、时，应向污水中加入适量的__________。a．H2SO4b．BaSO4c．Na2SO4d．NaOH（2）电解池阳极发生了两个电极反应，电极反应式分别是Ⅰ.___________________；Ⅱ._________________；（3）电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是__________________；（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。①负极的电极反应是____________________；②为了使该燃料电池长

3、时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见上图）。A物质的化学式是_________________；（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况）____L。【答案】CFe－2e－2＋--222＋＋10H223＋=Fe4OH-4e=2HO+O↑4FeO＋O=4Fe(OH)↓＋8H432-22211.2LCH-8e-+4CO=5CO+2HOCO【解析】【分析】（1）从所加入物质能增大溶液离子的浓度，并能保持污水的pH在

4、5.0~6.0之间进行分析；（2）根据阳极电极材料和离子的放电顺序分析放电的离子，书写电极反应；（3）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化为三价；（4）①燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应；②根据两极上发生的反应确定循环使用的物质；（5）在燃料电池和电解池的串联电路中，转移的电子数目是相同的。【详解】（1）为了增强溶液的导电性，可选用易溶的强电解质溶液，排除B项，考虑到污水的pH在5.0~6.0之间，因此不能使用氢氧化钠，硫酸能将Fe(OH)3溶解，因此应向污水中加入适量的硫酸钠；（2）电解时，铁作阳极

5、，失电子，发生反应Fe-2e-=Fe2+，同时溶液中的OH-失电子被氧化为O2，因此，电极反应为：Ⅰ.Fe-2e-=Fe2+，Ⅱ.4OH--4e-=2H2O+O2↑；（3）Fe2+具有还原性，能被氧气氧化为三价，那么得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式为：4Fe2＋＋＋；10H2O＋O2=4Fe(OH)3↓＋8H（4）①燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，电极反应为：CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O；②由电极反应可知电池工作时参加循环的物质为CO2；（5）阴极的电极反应为2H++2e-=

6、H2↑，阴极产生了44.8L（即2mol）气体，转移的电子的物质的量为4mol，由CH4-32-22O可知，当转移的电子的物质的量为4mol-8e+4CO=5CO+2H时，消耗CH4的体积为m1×4mol×22.4L/mol=11.2L。V=nV=82．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

8、间。①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________________________________________________________【答案】Zn+CuSO4424424