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时间:2021-01-04
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1、备战高考化学化学能与电能-经典压轴题附详细答案一、化学能与电能1.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________
2、______________________________。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+8H+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FNOCl的水解NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2,引起+HO2HSO——+=SO2—+2HO+2e+2H3242【解析
3、】【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—,S2O42—在吸收塔中将NO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+3—2+2+3—2+23Fe+8H+2NO=3Fe+2NO↑+4HO,故答案为3Fe+8H+2NO=3Fe+2NO↑+4HO;(2)将氯气和NO干燥后在装置F中发生反应,在冰盐中冷凝
4、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,气处理装置之间需加一个干燥装置,故答案为NOCl遇水易水解,故在收集装置和尾e→f(或f→e)→c→b→d;①装置A和B作用是除干燥NO、Cl2外,另一个作用是通过观察气泡调节气体的流速控制反应的发生,故答案为观察气泡调节气体流速;②NOCl遇水易水解,装置D中氯化钙做干燥剂,吸收水蒸气,防止器F中,引起NOCl的水解,故答案为防止E中水蒸气进入F,引起E中水蒸气进入反应NOCl的水解;③装置E的目的吸收尾气,防止污染环境,NOCl与氢氧化钠溶液反应生成NaCl、NaNO2和H2O,反应的化学方程式为NOC
5、l+2NaOH=NaCl+NaNO+H2O,故答案为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO+H2O;(3)由间接电化学法示意图可知,阴极上HSO3—放电生成S2O42—,S2O42—在吸收塔中将NO还原为N2,阴极的电极反应式为2HSO3—+2e—+2H+=S2O42—+2H2O,故答案为2HSO3—+2e—+2H+=S2O42—+2H2O。【点睛】本题考查化学实验方案的设计与评价,侧重考查分析问题和解决问题的能力,注意化学方程式的书写和排列实验先后顺序的方法,掌握电极反应式的书写方法是解答关键,2.FeSO4溶液放置在空气中容易变质,因此为了方便使用Fe2+,实验室中常保存硫酸亚铁铵晶体
6、[俗称“摩尔盐”,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O],它比绿矾或绿矾溶液更稳定。(稳定是指物质放置在空气中不易发生各种化学反应而变质)I.硫酸亚铁铵晶体的制备与检验(1)某兴趣小组设计实验制备硫酸亚铁铵晶体。本实验中,配制溶液以及后续使用到的蒸馏水都必须煮沸、冷却后再使用,这样处理蒸馏水的目的是_______。向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过操作_______、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥后得到一种浅蓝绿色的晶体。(2)该小组同学继续设计实验证明所制得晶体的成分。①如图所示实验的目的是_______,C装置的作用是_______。取少量晶体溶于水,得淡绿色待
7、测液。②取少量待测液,_______(填操作与现象),证明所制得的晶体中有Fe2+。③取少量待测液,经其它实验证明晶体中有NH4+和SO42-II.实验探究影响溶液中Fe2+稳定性的因素(3)配制0.8mol/L的FeSO4溶液(pH=4.5)和0.8mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0),各取2ml上述溶液于两支试管中,刚开始两种溶液都是浅绿色,分别同时滴加2滴0.01mol/L的KS
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