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2020-2021高考化学 化学能与电能 培优 易错 难题练习(含答案)及答案

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(2)铁棒不可连接电源正极,如果连接正极铁会失电子,发生氧化反应,所以必须连接电源

--

负极;碳棒为阳极,连接电源正极,发生氧化反应:2Cl-2e=Cl2↑; --

答案:负极 2Cl-2e=Cl2↑

(3)利用Cl2+2KI=2KCl+I2,碘单质使得淀粉溶液变蓝,证明氯气具有氧化性; 答案:淀粉KI溶液变蓝 (4)2NaCl+2H2O

2NaOH + H2↑ + Cl2↑

2mol 22.4L n(NaOH) 5.6×10L

-3

2?5.6?10?3n(NaOH)=mol=0.0005mol

22.4c(NaOH)=

n?NaOH?0.0005mol==0.01mol/L ?350?10VpH=-lg

c?OH??kw1?10?14=-lg=12

0.01答案:12

(5)若将B电极换成铁电极,总电极反应为Fe+2H2O

Fe(OH)2↓+H2↑,后续反应4Fe

(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此现象为生成白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色。

答案:白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色 【点睛】

试题以电解饱和食盐水为载体,旨在考查学生灵活运用电解原理解决实际问题的能力,明确电解原理、物质的性质特点是解答的关键。

3.钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝, 有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨 (+6价) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4);黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,化学式常写成(FeWO4和MnWO4),钨酸(H2WO4)酸性很弱,难溶于水。

已知:①CaWO4与碳酸钠共热发生复分解反应。 ②钨在高温下可与焦炭(C)反应生成硬质合金碳化钨(WC)。 (1)74W在周期表的位置是第_______周期。

(2)写出黑钨矿中FeWO4与氢氧化钠,空气熔融时的化学反应方程式

________________________________;白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式_______________。

(3)工业上,可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。理论上,等物质的量的CO、H2、Al作还原剂,可得到W的质量之比为______。用焦炭也能还原WO3,但用氢气更具有优点,其理由是_____________________________________。

(4)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。下图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线,则T1时

Ksp(CaWO4)=_________(mol/L)2。将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为_____________________________,T2时该反应的平衡常数为__________。

(5)工业上,可用电解法从碳化钨废料中回收钨。碳化钨作阳极,不锈钢作阴极,盐酸为电解质溶液,阳极析出滤渣D并放出CO2。写出阳极的电极反应式_______________。 【答案】 六 4 FeWO4+8NaOH+O2CaWO4+Na2CO3

2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O

CaCO3+Na2WO4 2∶2∶3 焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂

质,并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气 1×10-10 WO42-+ Ca(OH)2=CaWO4+ 2OH- 1×103 mol/L WC-10e-+6H2O= H2WO4+CO2+ 10H+

【解析】(1)W为74号元素,第五周期最后一种元素为56号,第六周期最后一种元素为84号,因此74号在元素周期表的第六周期,故答案为:六;

(2)FeWO4中的铁为+2价,与氢氧化钠在空气熔融时被空气中的氧气氧化,反应的化学反应方程式为4 FeWO4+8NaOH+O2反应方程式为CaWO4+Na2CO3FeWO4+8NaOH+O2

2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;白钨矿粉与碳酸钠共热的化学CaCO3+Na2WO4,故答案为:4

CaCO3+Na2WO4;

2Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;CaWO4+Na2CO3

(3)工业上,可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。理论上,1mol的CO、H2、Al作还原剂时,转移的电子分别为2mol,2mol,3mol,根据得失电子守恒,得到W的质量之比为2∶2∶3。用焦炭也能还原WO3,但用氢气更具有优点,因为焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气,故答案为:2∶2∶3;焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气; (4)根据图像,T1时KSP(CaWO4)=c(Ca2+)?c(WO42-)=1×10-5×1×10-5=1×10-10,将钨酸钠溶液加入石灰乳,发生复分解反应,氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀,反应的离子方程式为:WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-,T2时,C(OH-)=10-2mol/L,c(WO42-)=10-7mol/L,平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积,即K=

c2OH?2??(cWO4)10?=?10?2?2?7=1×103,故答案为:1×10-10;WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-;1×103;

(5)电解时,阴极是氢离子放电生成氢气,电极反应式是2H++2e-=H2↑,阳极是碳化钨失去电子,发生氧化反应:WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+,故答案为:WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+。

4.保险粉又称连二亚硫酸钠(Na2S2O4),可用于纺织工业的漂白剂、脱色剂,脱氯剂。Na2S2O4是白色粉末,无味,易溶于水、难溶于乙醇,具有极强的还原性,在空气中易被氧化,在碱性介质中稳定。

Ⅰ.甲酸钠( HCOONa) 法制备过程如下:

(1)连二亚硫酸钠中硫元素的化合价为______________。

(2)实验室用Na2SO3 固体和某酸反应制备SO2气体,制备SO2时所选用的酸,你认为下列最适宜选用的是______________。 A.浓盐酸 B.浓硝酸

C.质量分数为70%的硫酸 D.质量分数为10%的硫酸 (3)步骤①中制备连二亚硫酸钠的化学方程式可表示为____________________________。

(4)上述步骤②中,加入适量乙醇水溶液的作用是______________。

(5)在包装保存“保险粉”时加入少量的Na2CO3固体,目的是_________________________。

(6)①现将0.05mol/L Na2S2O4溶液在空气中放置,其溶液的pH 与时间(t)的关系如图所示。

t1时溶液中只有NaHSO3一种溶质,此时含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为_______________。

②t1~t2段发生化学反应的离子方程式为______________________________。 Ⅱ.电解法制备:工业上用惰性电极电解NaHSO3溶液得到Na2S2O4。过程如图所示

(7) ①产品在_________________(填“阳极”、“阴极”)得到。 ②若不加隔膜,则连二亚硫酸钠产率降低,其原因是__________________________________。

【答案】 +3 C NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O 连二亚硫酸钠难溶于乙醇,用乙醇水溶液可降低连二亚硫酸钠的在溶液中的溶解度,有利于 Na2S2O4晶体析出 Na2CO3为碱性物质, 提高“保险粉”的稳定性 c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3) 2HSO3-+O2=2H++2SO42- 阴极 若不加隔膜,则部分HSO3-到阳极失电子发生氧化反应生成硫酸根离子, 得不到连二亚硫酸钠,使连二亚硫酸钠产率下降或部分HSO3-被阳极产生的 Cl2氧化生成SO42-,使连二亚硫酸钠产率下降

【解析】Ⅰ.(1)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)中钠元素为+1价,氧元素为-2价,根据正负化合价的代数和为0 ,硫元素的化合价为+3价,故答案为:+3;

(2)二氧化硫具有还原性,能被硝酸氧化,盐酸中的氯化氢易挥发,制得的二氧化硫不纯,70%的H2SO4产生二氧化硫的速率较快,故选C;

(3)SO2气体通入甲酸钠的碱性溶液可以生成Na2S2O4和二氧化碳,反应的化学方程式为NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O,故答案为:NaOH+HCOONa+2SO2=Na2S2O4+CO2+H2O;

(4)根据题意,Na2S2O4易溶于水、难溶于乙醇。加入适量乙醇水溶液可以降低连二亚硫酸钠

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