高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 上篇 專題突破與素養(yǎng)提升8-13

專題八電化學(xué)原理[最新考綱]1．了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。2．理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。自查1．原電池、電解池的判定(1)根據(jù)概念判定eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原電池：化學(xué)能?電能,電解池：電能?化學(xué)能))如：二次電池使用過程的分析，其中放電過程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，為原電池反應(yīng)。充電過程是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，為電解池反應(yīng)。(2)根據(jù)有無(wú)外接電源判定：有外接電源的為電解池，無(wú)外接電源的為原電池。2．電極的判定(1)原電池正、負(fù)極的確定負(fù)極eq\a\vs4\al(較活潑的金屬電極（注意：特殊的電解質(zhì)溶液,可能會(huì)影響電極）)eq\a\vs4\al(質(zhì)量減小的電極（適用于金屬電極）)eq\a\vs4\al(電子流出的電極)eq\a\vs4\al(發(fā)生氧化反應(yīng)的電極)eq\a\vs4\al(陰離子移向的電極)說(shuō)明：自己整理正極判斷方法(2)電解池陰、陽(yáng)極的判定陰極eq\a\vs4\al(與電源負(fù)極相連的電極)eq\a\vs4\al(電子流入的電極)eq\a\vs4\al(陽(yáng)離子移向的電極)eq\a\vs4\al(發(fā)生還原反應(yīng)的電極)eq\a\vs4\al(質(zhì)量增加的電極（適用于金屬陽(yáng)離子放電的電解過程）)說(shuō)明：自己整理陽(yáng)極判斷方法：3．金屬的腐蝕(1)干燥的環(huán)境下以化學(xué)腐蝕為主，一般情況下以電化學(xué)腐蝕為主。(2)金屬腐蝕快慢的規(guī)律電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>有防腐措施的腐蝕。(3)鋼鐵吸氧腐蝕過程eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(負(fù)極：2Fe－4e－=2Fe2＋,正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－))→Fe(OH)2eq\o(→,\s\up7(＋O2),\s\do5(＋H2O))Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(鐵銹)自悟1．兩種活潑性不同的金屬組成原電池，活潑性強(qiáng)的金屬一定作負(fù)極嗎？提示不一定，還要看電解質(zhì)溶液，如原電池Mg－Al－NaOH溶液中金屬鋁作負(fù)極，而原電池Mg－Al－HCl溶液中金屬鋁作正極；原電池Fe－Cu－HCl溶液中Fe作負(fù)極，而原電池Fe－Cu－HNO3(濃)中Fe作正極。2．在原電池外部，電子由負(fù)極沿外電路流向正極，而在原電池內(nèi)部，電子由正極流向負(fù)極嗎？電解池的情況又是怎樣？提示原電池中電子由負(fù)極沿外電路流向正極，在原電池內(nèi)部，沒有電子的流動(dòng)，而是離子的移動(dòng)；在電解池中，電子由電源負(fù)極流向陰極，由陽(yáng)極流向電源正極，在電解池內(nèi)部，沒有電子的流動(dòng)，而是離子的流動(dòng)。即“電子走陸路，離子走水路”。3．電解飽和氯化鈉溶液一小段時(shí)間后(氯化鈉足量)，向電解液中加入適量鹽酸可以使之復(fù)原嗎？提示根據(jù)“出什么，補(bǔ)什么”即加入的物質(zhì)與析出的物質(zhì)相同或等價(jià)。電解時(shí)生成H2和Cl2，相當(dāng)于析出“HCl”，故應(yīng)向電解液中通入適量HCl氣體可使之復(fù)原。4．電解精煉銅時(shí)，電解質(zhì)溶液的成分是否發(fā)生變化？陽(yáng)極減小的質(zhì)量是否等于陰極增加的質(zhì)量？提示電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極放電的金屬除Cu外，還有比銅活潑的雜質(zhì)金屬，陰極放電的只有Cu2＋。由此可知電解質(zhì)溶液中Cu2＋的量減少，雜質(zhì)離子的量增加。陽(yáng)極減小的質(zhì)量大于陰極增加的質(zhì)量。自建必考點(diǎn)一原電池原理及電極反應(yīng)式的書寫[突破核心考點(diǎn)]有關(guān)原電池的易錯(cuò)易混辨析1．原電池將一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)分為兩個(gè)半反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，一般將兩個(gè)電極反應(yīng)中得失電子的數(shù)目寫為相同，相加便得到總反應(yīng)方程式。2．不參與電極反應(yīng)的離子從微觀上講發(fā)生移動(dòng)，但從宏觀上講其在溶液中各區(qū)域的濃度基本不變。3．原電池反應(yīng)中，負(fù)極材料不一定與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。如燃料電池的負(fù)極為惰性電極，就不和電解質(zhì)溶液反應(yīng)。4．在書寫電極反應(yīng)式時(shí)，不要只關(guān)注得失電子，而忽略電解質(zhì)溶液中的某些微粒也有可能參加反應(yīng)。如酸性氫氧燃料電池中的正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，而不是O2＋4e－=2O2－或O2＋4e－＋2H2O=4OH－?！菊骖}1】(·江蘇化學(xué)，9)Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如右。該電池工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()。A．Mg電極是該電池的正極B．H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．石墨電極附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正極移動(dòng)[思維提示]解析Mg-H2O2-海水電池，活潑金屬(Mg)作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Mg－2e－=Mg2＋，H2O2在正極(石墨電極)發(fā)生還原反應(yīng)：H2O2＋2e－=2OH－(由于電解質(zhì)為中性溶液，則生成OH－)，A項(xiàng)、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。由于負(fù)極陽(yáng)離子(Mg2＋)增多，則Cl－向負(fù)極移動(dòng)平衡電荷，D錯(cuò)誤。答案C【題組】1．(·惠州模擬)以氨作為燃料的固體氧化物(含有O2－)燃料電池，具有全固態(tài)結(jié)構(gòu)、能量效率高的特點(diǎn)，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()。A．該電池工作時(shí)的總反應(yīng)式為4NH3＋5O2=4NO＋6H2OB．固體氧化物作為電池工作時(shí)的電解質(zhì)，其作用是讓電子在電池內(nèi)部移動(dòng)C．電池工作時(shí)，接觸面上的電極反應(yīng)式為2NH3＋3O2－－6e－=N2＋3H2OD．外電路的電流方向?yàn)閺碾姌Oa流向電極b解析NO不穩(wěn)定易被氧化，且有毒不可能作為電池反應(yīng)產(chǎn)物，A錯(cuò)；電子不能在電解質(zhì)中移動(dòng)，B錯(cuò)；外電路中的電子從負(fù)極流向正極，通入燃料氣的一極為負(fù)極，所以D錯(cuò)。答案C2．一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計(jì)的酒精檢測(cè)儀，負(fù)極上的反應(yīng)為：CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()。A．檢測(cè)時(shí)，電解質(zhì)溶液中的H＋向負(fù)極移動(dòng)B．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2OD．正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2＋4e－＋2H2O=4OH－解析原電池內(nèi)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；酸性溶液中，正極電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，D項(xiàng)錯(cuò)誤，轉(zhuǎn)移0.4mol電子時(shí)，消耗O20.1mol，即標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L，B項(xiàng)錯(cuò)誤；正極反應(yīng)式與負(fù)極反應(yīng)式相加可得電池反應(yīng)為CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2O，C正確。答案C3．(·合肥質(zhì)檢)圖甲和圖乙是雙液原電池裝置，由圖可以判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A．甲圖電池反應(yīng)的離子方程式為Cd(s)＋Co2＋(aq)=Co(s)＋Cd2＋(aq)B．反應(yīng)2Ag(s)＋Cd2＋(aq)=Cd(s)＋2Ag＋(aq)能發(fā)生C．鹽橋的作用是形成閉合回路，并使兩邊溶液保持電中性D．圖乙中當(dāng)有1mol電子通過外電路時(shí)，正極有108gAg析出解析題圖中兩個(gè)裝置都是原電池，根據(jù)電池中標(biāo)明的正負(fù)極可以判斷出：圖甲中Cd比Co活潑，圖乙中Co比Ag活潑，則Cd的活潑性強(qiáng)于Ag，B項(xiàng)中反應(yīng)不能發(fā)生。圖乙中正極反應(yīng)為Ag＋＋e－=Ag，當(dāng)有1mol電子通過外電路時(shí)，有1molAg析出，其質(zhì)量為108g。答案B[掌握方法技能]原電池反應(yīng)式的書寫1．一般電極反應(yīng)式的書寫eq\x(\a\al(列物質(zhì),標(biāo)得失))—按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量。eq\x(\a\al(看環(huán)境,配守恒))—電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H＋應(yīng)讓其結(jié)合OH－生成水。電極反應(yīng)式應(yīng)根據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以配平。eq\x(\a\al(兩式加,驗(yàn)總式))—eq\a\vs4\al(兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)的離子方程式對(duì)照驗(yàn)證。)2．復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫eq\x(復(fù)雜電極反應(yīng)式)＝eq\x(總反應(yīng)式)－eq\x(較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)式)如CH4酸性燃料電池中CH4＋2O2=CO2＋2H2O……總反應(yīng)式2O2＋8H＋＋8e－=4H2O……正極反應(yīng)式CH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋……負(fù)極反應(yīng)式必考點(diǎn)二電解原理及其規(guī)律[突破核心考點(diǎn)]電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟【真題2】(·浙江理綜，11)電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時(shí)間后，藍(lán)色逐漸變淺。已知：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O下列說(shuō)法不正確的是()。A．右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．電解結(jié)束時(shí)，右側(cè)溶液中含IOeq\o\al(－,3)C．電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：KI＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))KIO3＋3H2↑D．如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變[科學(xué)審題]審題干：①左側(cè)溶液變藍(lán)?eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(左側(cè)為陽(yáng)極，反應(yīng)：,2I－－2e－=I2,右側(cè)為陰極，反應(yīng)：,2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－))②陰離子交換膜eq\o(→,\s\up7(電解時(shí)))OH－進(jìn)入左側(cè)，發(fā)生3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2Oeq\o(→,\s\up7(結(jié)束后))IOeq\o\al(－,3)進(jìn)入右側(cè)。審選項(xiàng)：陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜→兩極產(chǎn)生的OH－和I2無(wú)法進(jìn)行二次反應(yīng)。解析左側(cè)變藍(lán)，說(shuō)明左側(cè)是陽(yáng)極，I－在陽(yáng)極放電，被氧化生成I2，因而右側(cè)是陰極，只能是水電離的H＋放電被還原生成H2，其電極反應(yīng)為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，A項(xiàng)正確；OH－通過陰離子交換膜進(jìn)入左側(cè)與I2反應(yīng)生成IOeq\o\al(－,3)，IOeq\o\al(－,3)又通過陰離子交換膜進(jìn)入右側(cè)，B項(xiàng)正確；電解KI的過程發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：①2I－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))I2＋2OH－＋H2↑②3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O①×3＋②即得總方程式，C項(xiàng)正確；如果將陰離子交換膜換成陽(yáng)離子交換膜，陰極產(chǎn)生的OH－將不能到達(dá)陽(yáng)極區(qū)，I2與OH－無(wú)法反應(yīng)生成IOeq\o\al(－,3)，因而D項(xiàng)錯(cuò)。答案D【題組】1．(·大連測(cè)試)用惰性電極實(shí)現(xiàn)如下電解過程，下列說(shuō)法正確的是()。A．電解稀硫酸溶液實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B．電解稀氫氧化鈉溶液要消耗OH－，故溶液pH減小C．電解硫酸鈉溶液，在陰極上發(fā)生反應(yīng)：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑D．電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶1解析電解稀硫酸實(shí)質(zhì)上是電解水，硫酸的物質(zhì)的量不變，但溶液體積減小，濃度增大，故溶液pH減小，A錯(cuò)誤。電解稀NaOH溶液，陽(yáng)極消耗OH－，陰極消耗H＋，實(shí)質(zhì)上是電解水，NaOH溶液濃度增大，故溶液的pH增大，B錯(cuò)誤。電解Na2SO4溶液時(shí)，在陽(yáng)極上發(fā)生反應(yīng)4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，在陰極上發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，C錯(cuò)誤。電解CuCl2溶液時(shí)，陰極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，陽(yáng)極反應(yīng)為2Cl－－2e－=Cl2↑，故產(chǎn)物Cu和Cl2的物質(zhì)的量之比為1∶1。答案D2．某興趣小組設(shè)計(jì)如圖所示微型實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開K2，閉合K1，兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間后，斷開K1，閉合K2，發(fā)現(xiàn)電流表A指針偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)描述正確的是()。A．?dāng)嚅_K2，閉合K1時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式為：2H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(通電))Cl2↑＋H2↑B．?dāng)嚅_K2，閉合K1時(shí)，石墨電極附近溶液變紅C．?dāng)嚅_K1，閉合K2時(shí)，銅電極上的電極反應(yīng)式為：Cl2＋2e－=2Cl－D．?dāng)嚅_K1，閉合K2時(shí)，石墨電極作正極解析斷開K2、閉合K1時(shí)為電解池，兩極均有氣泡產(chǎn)生，則反應(yīng)為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))H2↑＋2OH－＋Cl2↑，石墨為陽(yáng)極，該電極處產(chǎn)生Cl2，銅為陰極產(chǎn)生H2和OH－，溶液變紅，故A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤；斷開K1、閉合K2時(shí)為原電池，銅極反應(yīng)為H2－2e－＋2OH－=2H2O，為負(fù)極，而石墨電極反應(yīng)為Cl2＋2e－=2Cl－，為正極，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。答案D3．粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極________(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____________________________；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼開___________________。解析電解精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液，比銅活潑的金屬失電子生成離子進(jìn)入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽(yáng)極泥沉積下來(lái)。答案cCu2＋＋2e－=CuAu、Ag以單質(zhì)的形式沉積在c(陽(yáng)極)下方，F(xiàn)e以Fe2＋的形式進(jìn)入電解液中[掌握方法技能]1．電解產(chǎn)物的判斷(1)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極(金屬活動(dòng)性順序表Ag以前的金屬，包括Ag)作陽(yáng)極，則電極材料本身失電子，電極溶解。如果是惰性電極，則看溶液中的陰離子的失電子能力，陰離子的放電順序?yàn)镾2－>I－>Br－>Cl－>OH－，其氧化產(chǎn)物依次對(duì)應(yīng)為S、I2、Br2、Cl2和O2。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序(如下)進(jìn)行判斷：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋，其還原產(chǎn)物依次對(duì)應(yīng)為Ag、Fe2＋、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn。2．電化學(xué)定量計(jì)算的方法(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算。先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，然后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。(2)守恒法計(jì)算。用于串聯(lián)電路，中電極反應(yīng)物、產(chǎn)物及電子轉(zhuǎn)移的有關(guān)計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)守恒。必考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)[突破核心考點(diǎn)]金屬的兩大防腐方法1．犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備(如海水中的閘門、地下的天然氣管道等)上連接或直接安裝若干鋅塊，使鋅、鐵形成原電池，鋅作陽(yáng)極，從而保護(hù)了鋼鐵免受腐蝕。2．外加電流的陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法是使被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極(接電源負(fù)極)，用惰性電極作為陽(yáng)極(接電源正極)，在兩者之間連接直流電源。通電后，電子被強(qiáng)制流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵表面產(chǎn)生電子積累，抑制鋼鐵設(shè)備失去電子，起到保護(hù)的作用?！菊骖}3】(·北京理綜，7)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是()。A．水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B．金屬護(hù)欄表面涂漆C．汽車底盤噴涂高分子膜D．地下鋼管連接鎂塊[思維提示]eq\a\vs4\al(金屬,防腐)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(電化學(xué),防腐)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(外加電流的陰極保護(hù)法,犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法)),外加保護(hù)層))解析A項(xiàng)，水中鋼閘門連接電源的負(fù)極，即作為電化學(xué)保護(hù)裝置的陰極，使其不發(fā)生失電子反應(yīng)而被保護(hù)，正確；B項(xiàng)和C項(xiàng)都屬于外加防護(hù)層的防腐方法，B、C兩項(xiàng)不符合題意，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，錯(cuò)誤。答案A【題組】1．下列有關(guān)金屬保護(hù)方法的說(shuō)法中正確的是()。A．我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B．白鐵皮(鍍鋅鐵)鍍層破損后，鐵皮的腐蝕速率很慢C．輪船的船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陰極的陽(yáng)極保護(hù)法D．鋼鐵制造的暖氣管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學(xué)保護(hù)法解析A項(xiàng)中搪瓷層破損后，鐵直接暴露在空氣中，易生銹，因而搪瓷層破損后不能再起到防止鐵生銹的作用；B項(xiàng)中鍍層破損后鋅與鐵構(gòu)成原電池，鋅作負(fù)極，保護(hù)鐵不被腐蝕；C項(xiàng)是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法；D項(xiàng)中是用瀝青作涂層的涂層保護(hù)法。答案B2．下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是()。A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B．鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部金屬不被腐蝕C．鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe－3e－=Fe3＋解析鐵易失去電子，故鋼管與電源正極相連時(shí)，更易使鐵失電子被腐蝕，故A錯(cuò)；鐵遇冷濃硝酸時(shí)表面能形成一層致密的氧化膜可起到保護(hù)作用，故B正確；鐵比銅活潑，當(dāng)鐵、銅相接觸時(shí)構(gòu)成原電池，鐵作負(fù)極易被腐蝕，故C錯(cuò)；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，故D錯(cuò)。答案B3．(·西安模擬)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是()。A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B．圖b中，開關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu－Zn合金的腐蝕速率減小C．圖c中，接通開關(guān)時(shí)Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D．圖d中，Zn－MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的解析A項(xiàng)，插入海水中的鐵棒靠近液面的位置與氧氣接觸，易發(fā)生吸氧腐蝕；B項(xiàng)，開關(guān)由M改置于N時(shí)，Zn作負(fù)極，Cu－Zn合金作正極，合金受到保護(hù)；C項(xiàng)，接通開關(guān)形成原電池，Zn作負(fù)極，Zn的腐蝕速率增大，但氣體是在Pt電極上生成；D項(xiàng)，Zn－MnO2中自放電腐蝕主要是Zn發(fā)生氧化反應(yīng)而自放電引起的。答案B[掌握方法技能]吸氧腐蝕與析氫腐蝕(以鋼鐵為例)類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正極反應(yīng)(C)O2＋2H2O＋4e－=4OH－2H＋＋2e－=H2↑負(fù)極反應(yīng)(Fe)Fe－2e－=Fe2＋其他反應(yīng)Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹2.判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)電解池原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐蝕措施的腐蝕(電解原理的防護(hù)>原電池原理的防護(hù))。(2)對(duì)同一種金屬來(lái)說(shuō)，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。(3)活動(dòng)性不同的兩金屬，活動(dòng)性越大，腐蝕越快。(4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快?？沙潆婋姵厮碾姌O反應(yīng)式的書寫技巧【示例】某新型“紙電池”以碳納米管和金屬鋰為兩極，造紙用的纖維素在一種離子液體X中溶解作隔離膜，電池工作時(shí)的總反應(yīng)為xLi＋C(碳納米管)eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))LixC，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()。答案B【以題論題】對(duì)于可充電電池，放電時(shí)為原電池，符合原電池工作原理，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；電子沿外電路由負(fù)極流向正極，內(nèi)電路中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)?？沙潆婋姵爻潆姇r(shí)為電解池，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時(shí)電池的“＋”極與外接直流電源的正極相連，電池的“－”極與外接直流電源的負(fù)極相連?！窘桀}說(shuō)法】書寫放電的電極反應(yīng)式時(shí)，一般要根據(jù)三步：第一，先標(biāo)出原電池總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，找出參與負(fù)極和正極反應(yīng)的物質(zhì)；第二，寫出一個(gè)比較容易書寫的電極反應(yīng)式(書寫時(shí)一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存)；第三，在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。充電的電極反應(yīng)與放電的電極反應(yīng)過程相反，充電的陽(yáng)極反應(yīng)為放電的正極反應(yīng)的逆過程，充電的陰極反應(yīng)為放電的負(fù)極反應(yīng)的逆過程。以上方法可總結(jié)為：簡(jiǎn)單電極先寫出，復(fù)雜反應(yīng)相減得；負(fù)極顛倒得陰極，正極顛倒得陽(yáng)極。(時(shí)間：30分鐘類型：(7＋4)專項(xiàng)訓(xùn)練)一、6分選擇題專項(xiàng)訓(xùn)練(一)低檔題1．下列有關(guān)電池的說(shuō)法不正確的是()。A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池B．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極解析鋰離子電池可以充電再次使用，屬于二次電池，A項(xiàng)正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流從銅流向鋅，而電子是沿外電路由鋅流向銅，B項(xiàng)錯(cuò)；電池的實(shí)質(zhì)即是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C正確；Zn失去電子生成Zn2＋，故作為負(fù)極，D項(xiàng)正確。答案B2．下列敘述中不正確的是()。A．電解池的陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)B．原電池的正極上發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極上發(fā)生還原反應(yīng)C．電鍍時(shí)，電鍍池里的陽(yáng)極材料發(fā)生氧化反應(yīng)D．用原電池作電源進(jìn)行電解時(shí)，電子從原電池負(fù)極流向電解池陰極答案B3．(·佛山模擬)用鐵絲(電極a)、銅絲(電極b)和CuSO4溶液可以構(gòu)成原電池或電解池，如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是()。A．構(gòu)成原電池時(shí)b極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋B．構(gòu)成電解池時(shí)a極質(zhì)量一定減少C．構(gòu)成電解池時(shí)b極質(zhì)量可能減少也可能增加D．構(gòu)成的原電池或電解池工作后可能產(chǎn)生大量氣體解析構(gòu)成原電池時(shí)b極作正極，電極反應(yīng)為Cu2＋＋2e－=Cu，A錯(cuò)；構(gòu)成電解池時(shí)a和b的質(zhì)量都是可能減少也可能增加，B錯(cuò)誤，C正確；無(wú)論構(gòu)成原電池還是電解池，工作時(shí)都不可能產(chǎn)生大量氣體，D錯(cuò)誤。答案C(二)中檔題4．(·北京理綜，12)人工光合作用能夠借助太陽(yáng)能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料。下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說(shuō)法不正確的是()。A．該過程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng)D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2＋2H＋＋2e－=HCOOH解析首先標(biāo)化合價(jià)，看價(jià)變化，eq\o(C,\s\up6(＋4))O2→Heq\o(C,\s\up6(＋2))OOH，CO2中C的化合價(jià)降低，得電子，由圖示裝置中電子轉(zhuǎn)移的方向可知催化劑a表面發(fā)生失電子的反應(yīng)，催化劑b表面發(fā)生得電子的反應(yīng)，所以在催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)為CO2＋2H＋＋2e－=HCOOH；在a表面H2O失電子生成O2，電極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，由電極反應(yīng)式可知a極附近酸性增強(qiáng)，b極附近酸性減弱，C錯(cuò)誤。答案C5．(·華南師大附中期中)下列說(shuō)法正確的是()。A．用甲裝置電解精煉鎂B．用乙裝置驗(yàn)證試管中鐵絲發(fā)生析氫腐蝕C．用丙裝置構(gòu)成銅鋅原電池D．用丁裝置利用電冶金法制鋁解析Mg2＋和Al3＋在溶液中不放電，選項(xiàng)A和D錯(cuò)。丙裝置中兩種電解液互換才能構(gòu)成銅鋅原電池，C錯(cuò)。答案B6．體積為1L的某溶液中含有的離子如表所示：離子Cu2＋Al3＋NOeq\o\al(－,3)Cl－eq\f(物質(zhì)的量濃度,（mol·L－1）)11a1用Pt電極電解該溶液，當(dāng)電路中有3mol電子通過時(shí)(忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電解產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)，下列說(shuō)法正確的是()。A．電解后溶液的pH＝0B．a(chǎn)＝3C．陽(yáng)極生成1.5molCl2D．陰極析出的金屬是銅與鋁解析根據(jù)離子的放電順序及得失電子守恒知，先電解0.5molCuCl2，生成0.5molCu和0.5molCl2，然后電解0.5molCu(NO3)2，生成0.5molCu和0.25molO2、1molH＋，再電解Al(NO3)3溶液(即電解水)，溶液中c(H＋)＝1mol·L－1，故A正確，D錯(cuò)誤。陽(yáng)極上Cl－放電只產(chǎn)生0.5molCl2，C錯(cuò)誤。由電荷守恒可知a＝4，B錯(cuò)誤。答案A7．(·東北五校聯(lián)考)將KCl和CuSO4兩種溶液等體積混合后，用石墨電極進(jìn)行電解，電解過程中，溶液pH隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()。A．整個(gè)過程中兩電極反應(yīng)2Cl－－2e－=Cl2↑、2H＋＋2e－=H2↑不可能同時(shí)發(fā)生B．電解至c點(diǎn)時(shí)，往電解液中加入適量CuCl2固體，即可使電解液恢復(fù)至原來(lái)的濃度C．a(chǎn)b段表示電解過程中H＋被還原，pH上升D．原混合溶液中KCl和CuSO4的濃度之比恰好為2∶1解析圖像分為三段，因此整個(gè)電解過程也有三個(gè)階段，第一個(gè)階段相當(dāng)于電解CuCl2溶液，CuCl2水解呈酸性，隨著電解的進(jìn)行，濃度減小，酸性減弱，pH上升，選項(xiàng)C錯(cuò)。若原混合溶液中KCl和CuSO4的濃度之比恰好為2∶1，則達(dá)b點(diǎn)時(shí)CuCl2消耗完，接著只電解水，則與圖像不符，D錯(cuò)。根據(jù)b→c溶液的pH明顯下降，說(shuō)明b點(diǎn)時(shí)Cl－已耗完，而Cu2＋過量，Cu2＋和水電離的OH－放電；c→d溶液的pH繼續(xù)下降，但與bc段曲線的斜率不同，說(shuō)明此時(shí)Cu2＋已消耗完，為電解水，可判斷B錯(cuò)，A正確。答案A二、Ⅱ卷15分填空題專項(xiàng)訓(xùn)練(一)低檔題8．(15分)(·山東濰坊高三模擬)甲烷作為一種新能源在化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，請(qǐng)回答下列問題。(1)高爐冶鐵過程中，甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵，有關(guān)反應(yīng)為：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝260kJ·mol－1已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1。則CH4與O2反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________________________。(2)如下圖所示，裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)，通過裝置Ⅱ?qū)崿F(xiàn)鐵棒上鍍銅。①a處應(yīng)通入________(填“CH4”或“O2”)，b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_________________________________________________________________。②電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ中溶液的pH________(填寫“變大”“變小”或“不變”，下同)，裝置Ⅱ中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度________。③電鍍結(jié)束后，裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH－以外還含有________(忽略水解)。④在此過程中若完全反應(yīng)，裝置Ⅱ中陰極質(zhì)量變化12.8g，則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。解析(1)根據(jù)蓋斯定律，將第一個(gè)熱化學(xué)方程式乘以2，與第二個(gè)相加得2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g)ΔH＝－46kJ·mol－1。(2)由于Fe棒上鍍Cu，則Cu棒發(fā)生氧化反應(yīng)，作陽(yáng)極，b電極作正極，a電極作負(fù)極，CH4在a處通入，O2在b處通入，由于KOH溶液作電解質(zhì)溶液，則b極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，電鍍過程中電解質(zhì)溶液不參與電極反應(yīng)，各離子濃度均不變；CH4燃料電池中的化學(xué)方程式為CH4＋2O2＋2KOH=K2CO3＋3H2O，可得溶液中存在COeq\o\al(2－,3)，再由電子守恒得CH4～4Cu，則12.8gCu的物質(zhì)的量為0.2mol，消耗CH4為eq\f(0.2mol,4)＝0.05mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.05mol×22.4L·mol－1＝1.12L。答案(1)2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g)ΔH＝－46kJ·mol－1(2)①CH4O2＋2H2O＋4e－=4OH－②變小不變③COeq\o\al(2－,3)④1.12(二)中檔題9．(15分)電解是最強(qiáng)有力的氧化還原手段，在化工生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題：(1)以銅為陽(yáng)極，以石墨為陰極，用NaCl溶液作電解液進(jìn)行電解，得到半導(dǎo)體材料Cu2O和一種清潔能源，則陽(yáng)極反應(yīng)式為_____________________________________________________________，陰極反應(yīng)式為________。(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的裝置探究金屬的腐蝕情況。下列判斷合理的是____________(填序號(hào))。a．②區(qū)銅片上有氣泡產(chǎn)生b．③區(qū)鐵片的電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑c(diǎn)．最先觀察到變成紅色的區(qū)域是②區(qū)d．②區(qū)和④區(qū)中銅片的質(zhì)量均不發(fā)生變化(3)最新研究發(fā)現(xiàn)，用隔膜電解法處理高濃度乙醛廢水的工藝具有流程簡(jiǎn)單、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)，其原理是使乙醛分別在陰、陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)生成乙醇和乙酸，總反應(yīng)式為2CH3CHO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))CH3CH2OH＋CH3COOH實(shí)驗(yàn)室中，以一定濃度的乙醛－Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液，模擬乙醛廢水的處理過程，其裝置如圖所示。①若以甲烷堿性燃料電池為直流電源，則燃料電池中b極應(yīng)通入__________(填化學(xué)式)，電極反應(yīng)式為____________________。電解過程中，陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量________(填“增大”、“減小”或“不變”)。②在實(shí)際工藝處理中，陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1m3乙醛含量為3000mg·L－1的廢水，可得到乙醇________kg(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。解析(1)由于陽(yáng)極材料為銅，所以銅本身失電子被氧化，由題意知氧化產(chǎn)物為Cu2O，可得陽(yáng)極反應(yīng)式為2Cu＋H2O－2e－=Cu2O＋2H＋，陰極上陽(yáng)離子放電，即溶液中H＋被還原成清潔能源H2。(2)左半?yún)^(qū)是原電池裝置，發(fā)生的是鐵的吸氧腐蝕，負(fù)極(Fe)：Fe－2e－=Fe2＋，正極(Cu)：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。右半?yún)^(qū)是電解裝置，陽(yáng)極(Fe)：Fe－2e－=Fe2＋，陰極(Cu)：2H＋＋2e－=H2↑，由于電解引起腐蝕的速率遠(yuǎn)大于吸氧腐蝕的速率，因此最先觀察到變成紅色的區(qū)域是④區(qū)，故選項(xiàng)a、b、c均錯(cuò)誤。(3)①根據(jù)電解液中陽(yáng)離子的遷移方向，可知c為陽(yáng)極，d為陰極，因此直流電源上a為正極，通入O2，b為負(fù)極，通入CH4，在堿性條件下CH4的氧化產(chǎn)物為COeq\o\al(2－,3)，由此可寫出此電極的電極反應(yīng)式。在電解過程中，由于SOeq\o\al(2－,4)沒有參與放電，且陽(yáng)離子交換膜不允許陰離子自由通過，因此根據(jù)質(zhì)量守恒可得陰極區(qū)Na2SO4的物質(zhì)的量不變。②陰極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，即CH3CHO轉(zhuǎn)化成CH3CH2OH，設(shè)生成的乙醇為xkg，根據(jù)碳原子守恒可得關(guān)系式：CH3CHO～CH3CH2OH44463000×103÷106×60%x解得x≈1.9。答案(1)2Cu＋H2O－2e－=Cu2O＋2H＋2H＋＋2e－=H2↑(2)d(3)①CH4CH4－8e＋＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O不變②1.910．(15分)(·高考試題匯編)(1)[·四川理綜，11(4)]以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。(2)[·重慶理綜，11(2)]化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用，催化反硝化學(xué)法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解NOeq\o\al(－,3)的原理如圖所示。①電源正極為__________(填A(yù)或B)，陰極反應(yīng)式為__________________。②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右)為__________克。(3)[·廣東理綜，11(2)(3)]能量之間可相互轉(zhuǎn)化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類型的原電池，探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，F(xiàn)eSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導(dǎo)線。①完成原電池甲的裝置示意圖(見右圖)，并作相應(yīng)標(biāo)注，要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。②以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液，只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙，工作一段時(shí)間后，可觀察到負(fù)極__________。③甲乙兩種原電池可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是________，其原因是________________________________________________。④根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理，為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕，在所給的材料中應(yīng)選__________作陽(yáng)極。解析(1)該新型電池放電時(shí)，關(guān)鍵判斷Al的氧化產(chǎn)物。由于NaOH溶液的存在，Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3，故電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋3Ni(OH)2。(2)陰極：2NOeq\o\al(－,3)＋6H2O＋10e－=N2↑＋12OH－陽(yáng)極：10OH－－10e－=5H2O＋eq\f(5,2)O2↑在陽(yáng)極區(qū)生成的H＋通過質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極區(qū)，所以，當(dāng)電子過程中轉(zhuǎn)移10mole－時(shí)，Δm左＝eq\f(5,2)mol×32g·mol－1＋10g＝90gΔm右＝28g－10g＝18g所以當(dāng)轉(zhuǎn)移2mole－時(shí)，膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為eq\f(90g－18g,5)＝14.4g。(3)①根據(jù)題給條件和原電池的構(gòu)成條件可得：a．若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)組成原電池，Zn作負(fù)極，Cu作正極，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。b．若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)組成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極，F(xiàn)e插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。c．注意，畫圖時(shí)要注意電極名稱，電極材料，電解質(zhì)溶液名稱(或化學(xué)式)，并形成閉合回路。②由于金屬活動(dòng)性Zn＞Fe＞Cu，鋅片或鐵片作負(fù)極，由于Zn或Fe直接與CuSO4溶液接觸，工作一段時(shí)間后，負(fù)極本身被腐蝕或氧化，失去金屬光澤，質(zhì)量減輕，藍(lán)色變淺。③帶有鹽橋的甲原電池中負(fù)極沒有和CuSO4溶液直接接觸，二者不會(huì)直接發(fā)生置換反應(yīng)，化學(xué)能不會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能；而原電池乙中的負(fù)極與CuSO4溶液直接接觸，兩者會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能。④由犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法可得，鐵片作正極(陰極)時(shí)被保護(hù)，作負(fù)極(陽(yáng)極)時(shí)被腐蝕，所以應(yīng)選擇比鐵片更活潑的鋅作負(fù)極(陽(yáng)極)才能有效地保護(hù)鐵不被腐蝕。答案(1)Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋3Ni(OH)2(2)①A2NOeq\o\al(－,3)＋6H2O＋10e－=N2↑＋12OH－②14.4(3)①(或其他合理答案)②失去金屬光澤，被腐蝕或氧化，溶液藍(lán)色變淺③甲在甲裝置中，兩個(gè)電極反應(yīng)是在彼此隔離的條件下進(jìn)行的，鋅與Cu2＋不直接發(fā)生反應(yīng)，這樣可以更徹底地將反應(yīng)所釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能④鋅片(三)高檔題11．(15分)鋅(Zinc)是第四“常見”的金屬，僅次于鐵、鋁及銅，在現(xiàn)代工業(yè)中對(duì)于電池制造有不可磨滅的貢獻(xiàn)。Ⅰ.濕法煉鋅某種冶煉過程可用下圖簡(jiǎn)略表示(1)ZnS焙燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。(2)電解過程中析鋅一極的電極反應(yīng)式為_______________________________。(3)氧化鋅像氧化鋁一樣，屬于兩性氧化物，則氧化鋅與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________________。(已知：“鋅酸”的化學(xué)式可寫成H2[Zn(OH)4])Ⅱ.鋅電池用鋅作負(fù)極的電池生活中隨處可見，如鋅錳干電池、鋅錳堿性電池、鋅空電池等。(4)鋅錳堿性電池，以二氧化錳為正極，鋅粒為負(fù)極，氫氧化鉀溶液為電解液。其具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。電池總反應(yīng)式為Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnO(OH)＋Zn(OH)2。堿性電池中，負(fù)極鋅由片狀改變成粒狀的優(yōu)點(diǎn)是______________；正極反應(yīng)式為_______________________________________________________________________________________________________________________________。(5)新型鋅空電池(如圖)與鋰電池相比，鋅空氣充電電池的儲(chǔ)存電量是它的三倍，成本是鋰電池的一半，并且完全沒有過熱爆炸的安全隱患。該電池的總反應(yīng)為2Zn＋O2=2ZnO，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________________。若以該電池為電源，用惰性電極電解硝酸銀溶液，為保證陰極有10.8g銀析出，至少需要________L空氣(折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)進(jìn)入該電池。解析(2)析鋅一極應(yīng)是[Zn(NH3)4]2＋得到電子，還原為鋅，同時(shí)釋放出氨氣。(4)堿性鋅錳電池中，負(fù)極鋅失電子生成鋅離子，再與溶液中的氫氧根結(jié)合生成氫氧化鋅，負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2，正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－。(5)鋅空電池的負(fù)極反應(yīng)式為2Zn－4e－＋4OH－=2ZnO＋2H2O，正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，用惰性電極電解硝酸銀溶液的陰極反應(yīng)式為Ag＋＋e－=Ag，則有O2～4e－～4Ag，V(空氣)＝eq\f(\f(10.8g,108g·mol－1)×\f(1,4),\f(1,5))×22.4L·mol－1＝2.8L。答案(1)2ZnS＋3O2eq\o(=,\s\up7(焙燒))2SO2＋2ZnO(2)[Zn(NH3)4]2＋＋2e－=Zn＋4NH3↑(3)ZnO＋2OH－＋H2O=[Zn(OH)4]2－(4)增大了負(fù)極的反應(yīng)面積，提高了放電效率2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnO(OH)＋2OH－(5)Zn－2e－＋2OH－=ZnO＋H2O2.8(2.7也可)專題九常見金屬元素及其重要化合物[最新考綱]1．常見金屬元素(如Na、Al、Fe、Cu等)(1)了解常見金屬的活動(dòng)性順序；(2)了解常見金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用；(3)了解合金的概念及其重要應(yīng)用。2．以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。自查1．四種常見金屬的性質(zhì)比較鈉(Na)鋁(Al)鐵(Fe)銅(Cu)與非金屬反應(yīng)與O2的反應(yīng)常溫生成氧化鈉(Na2O)；加熱生成過氧化鈉(Na2O2)生成氧化鋁(Al2O3)點(diǎn)燃條件下生成四氧化三鐵(Fe3O4)空氣中加熱生成氧化銅(CuO)，潮濕條件下生成堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]與Cl2的反應(yīng)點(diǎn)燃條件下生成氯化鈉(NaCl)點(diǎn)燃條件下生成氯化鋁(AlCl3)點(diǎn)燃條件下生成氯化鐵(FeCl3)點(diǎn)燃條件下生成氯化銅(CuCl2)與酸或水的反應(yīng)與水或酸(如鹽酸)反應(yīng)生成H2和NaOH或NaCl與酸(如鹽酸)反應(yīng)生成H2和AlCl3與非氧化性酸(如鹽酸)反應(yīng)生成H2和FeCl2；紅熱的鐵與水蒸氣反應(yīng)生成H2和Fe3O4與鹽酸、稀硫酸等弱氧化性酸不反應(yīng)，與濃硫酸加熱、硝酸反應(yīng)生成銅鹽與堿的反應(yīng)與堿溶液反應(yīng)生成H2和NaOH(實(shí)質(zhì)是與水反應(yīng))生成偏鋁酸鹽(如NaAlO2)和氫氣不反應(yīng)不反應(yīng)2.金屬氧化物的性質(zhì)比較化學(xué)式Na2ONa2O2MgOAl2O3FeOFe2O3Fe3O4分類堿性氧化物過氧化物堿性氧化物兩性氧化物堿性氧化物堿性氧化物顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體白色粉末白色固體黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體與水作用反應(yīng)生成NaOH反應(yīng)生成NaOH和O2與水緩慢反應(yīng)生成Mg(OH)2不溶于水，也不與水反應(yīng)與酸作用反應(yīng)生成鈉鹽和水反應(yīng)生成鈉鹽、水和氧氣反應(yīng)生成鎂鹽和水反應(yīng)生成鋁鹽和水反應(yīng)生成亞鐵鹽和水反應(yīng)生成鐵鹽和水氧化性除Na2O2外，氧化性都很弱，通常不能用還原劑還原可用C、CO、Al等還原，生成單質(zhì)鐵其他反應(yīng)與CO2反應(yīng)生成Na2CO3與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2與NH4Cl溶液反應(yīng)與強(qiáng)堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽與氧化性酸反應(yīng)生成鐵鹽3.金屬氫氧化物的性質(zhì)比較化學(xué)式NaOHMg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2顏色狀態(tài)白色固體白色固體白色膠狀沉淀紅褐色沉淀白色沉淀藍(lán)色沉淀續(xù)表穩(wěn)定性穩(wěn)定加熱不分解較高溫度分解成MgO和H2O加熱分解成Al2O3和H2O加熱分解成Fe2O3和H2O不穩(wěn)定易被氧化成Fe(OH)3易分解成CuO和H2O與酸反應(yīng)均易與酸反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鹽，若為氧化性酸則Fe(OH)2還要被氧化其他反應(yīng)與鹽反應(yīng)，與Cl2、Al、Si、Al(OH)3反應(yīng)與NH4Cl溶液反應(yīng)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)具有還原性新制Cu(OH)2懸濁液被醛基還原自悟1．1mol金屬Na被氧化成Na2O和Na2O2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)后者多于前者嗎？提示金屬鈉的化合價(jià)都由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。2．Fe在Cl2中燃燒時(shí)，是否是Fe過量生成FeCl2，Cl2過量生成FeCl3?提示Fe在氯氣中燃燒與氯氣過量與否沒有關(guān)系，只能生成FeCl3。3．焰色反應(yīng)是大多金屬元素的性質(zhì)，屬于化學(xué)變化。鈉元素焰色為黃色，鉀元素的焰色為紫色，這種說(shuō)法對(duì)嗎？提示焰色反應(yīng)是大多金屬元素的性質(zhì)，屬于物理變化。鈉元素焰色為黃色，鉀元素焰色為紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃片觀察)。4．在空氣中，F(xiàn)eCl2與NaOH溶液反應(yīng)的現(xiàn)象是什么？提示生成的白色絮狀沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。5．如何檢驗(yàn)出某含F(xiàn)e3＋的溶液中含有Fe2＋？提示向溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，溶液褪色，說(shuō)明含有Fe2＋。自建必考點(diǎn)一金屬及其化合物的主要性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系[突破核心考點(diǎn)]1．既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)有：Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的銨鹽、弱酸的酸式鹽等。2．既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)放出氣體，又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出氣體的物質(zhì)有：Al、NH4HCO3、(NH4)2CO3、(NH4)2S等。3．A物質(zhì)加到B物質(zhì)中，先生成沉淀，繼續(xù)加入沉淀又溶解的物質(zhì)組合有：CO2(或SO2)與Ca(OH)2溶液、NaOH溶液與Al3＋、HCl溶液與AlOeq\o\al(－,2)、Fe(OH)3膠體和鹽酸(或稀硫酸)、氨水和AgNO3溶液等。【真題1】(·山東理綜，9)足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鋁反應(yīng)，放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是()。A．氫氧化鈉溶液B．稀硫酸C．鹽酸D．稀硝酸[思維提示]eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(鋁與H＋反應(yīng)：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑,鋁與OH－反應(yīng)：2Al＋2OH－＋2H2O=,2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑))解析A項(xiàng)，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑1molAl消耗1molNaOH；B項(xiàng)，2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑1molAl消耗1.5molH2SO4；C項(xiàng)，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑1molAl消耗3molHCl；D項(xiàng)，Al和稀硝酸反應(yīng)不放H2，綜上所述，符合題意的是A項(xiàng)。答案A【題組】1．下列有關(guān)金屬及其化合物的說(shuō)法正確的是()。①Fe在足量Cl2中燃燒可能生成FeCl2和FeCl3的混合物②Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)③NaHCO3的熱穩(wěn)定性大于Na2CO3④Na2O2用作呼吸面具的供氧劑、工業(yè)上電解熔融狀態(tài)Al2O3制備Al均涉及氧化還原反應(yīng)⑤FeCl3溶液能與Cu反應(yīng)，可用于蝕刻印刷電路A．①④⑤B．②③C．④⑤D．②④⑤解析Fe在Cl2中燃燒的產(chǎn)物只能是FeCl3，①錯(cuò)；Fe與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的氣體為NO，不是置換反應(yīng)，②錯(cuò)；Na2CO3的熱穩(wěn)定性大于NaHCO3，③錯(cuò)。答案C2．(·北京西城區(qū)期末考試)下表中各組物質(zhì)不能實(shí)現(xiàn)如圖轉(zhuǎn)化的是()。eq\x(甲)eq\o(→,\s\up7(鹽酸))eq\x(乙)eq\o(→,\s\up7(氫氧化鈉溶液))eq\x(丙)選項(xiàng)甲乙丙AAlCl3AlAl(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CCO2NaHCO3Na2CO3DCO2(NH4)2CO3NH3解析本題考查元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化，意在考查考生對(duì)常見化學(xué)反應(yīng)的掌握情況。Al與NaOH溶液反應(yīng)不能生成Al(OH)3，而是生成NaAlO2，A錯(cuò)誤。答案A3．(·江西聯(lián)考)如圖所示，兩圓圈相交的部分表示圓圈內(nèi)的物質(zhì)相互發(fā)生的反應(yīng)。已知鈉及其氧化物的物質(zhì)的量均為0.1mol，水的質(zhì)量為100g。下列說(shuō)法正確的是()。A．反應(yīng)③最多能產(chǎn)生0.05molO2B．反應(yīng)①的離子方程式為Na＋2H2O=Na＋＋2OH－＋H2↑C．Na2O2中陰陽(yáng)離子數(shù)目之比為1∶1D．①、②、③充分反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：①>②>③解析0.1molNa2O2與100gH2O反應(yīng)，H2O過量，反應(yīng)③最多能產(chǎn)生0.05molO2，選項(xiàng)A正確；反應(yīng)①的離子方程式應(yīng)為2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；Na2O2中陰陽(yáng)離子數(shù)目之比為1∶2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；①、②、③充分反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)(NaOH)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到?。孩郏舰?gt;①，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A[掌握方法技能]1．鈉及其重要化合物(1)知識(shí)主線：Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3(2)轉(zhuǎn)化關(guān)系2．鋁及其重要化合物(1)知識(shí)主線：Al→Al2O3→Al(OH)3→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(NaAlO2,AlCl3,Al2（SO4）3,KAl（SO4）2·12H2O))(2)轉(zhuǎn)化關(guān)系3．鐵及其重要化合物(1)知識(shí)主線Fe→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(FeO,Fe2O3,Fe3O4))→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fe（OH）2,Fe（OH）3))→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(FeSO4·7H2O,FeCl2,FeCl3))(2)轉(zhuǎn)化關(guān)系4．銅及其重要化合物(1)知識(shí)主線：Cu→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Cu2O,CuO))→Cu(OH)2→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(CuCl2,CuSO4,Cu2（OH）2CO3))(2)轉(zhuǎn)化關(guān)系：說(shuō)明：請(qǐng)同學(xué)們按序號(hào)課下完成相關(guān)反應(yīng)。必考點(diǎn)二常見陽(yáng)離子的檢驗(yàn)與判斷[突破核心考點(diǎn)]常見金屬陽(yáng)離子檢驗(yàn)的注意事項(xiàng)1．注意離子檢驗(yàn)所要求的環(huán)境，如Ag＋用含有Cl－的溶液檢驗(yàn)時(shí)要用硝酸酸化。2．盡可能選擇特效反應(yīng)以減少干擾，如檢驗(yàn)Fe3＋時(shí)常選用KSCN溶液，而不選用Na2CO3溶液。3．一定要避免離子間的相互干擾，如檢驗(yàn)COeq\o\al(2－,3)時(shí)要避免HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)的干擾，檢驗(yàn)Ba2＋時(shí)要避免Ag＋的干擾。4．注意試劑的加入順序，如檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)要先加入KSCN溶液再加入少量氯水(或H2O2溶液)，以排除Fe3＋的干擾?！菊骖}2】(·浙江理綜，13)現(xiàn)有一瓶標(biāo)簽上注明為葡萄糖酸鹽(鈉、鎂、鈣、鐵)的復(fù)合制劑，某同學(xué)為了確認(rèn)其成分，取部分制劑作為試液，設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)：已知：控制溶液pH＝4時(shí)，F(xiàn)e(OH)3沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是()。A．根據(jù)現(xiàn)象1可推出該試液中含有Na＋B．根據(jù)現(xiàn)象2可推出該試液中并不含有葡萄糖酸根C．根據(jù)現(xiàn)象3和4可推出該試液中含有Ca2＋，但沒有Mg2＋D．根據(jù)現(xiàn)象5可推出該試液中一定含有Fe2＋[思維提示]①掌握常見陽(yáng)離子的檢驗(yàn)方法；②注意干擾因素的排除。解析加入NaOH溶液后觀察到黃色火焰，不能確定試液中含有Na＋，A項(xiàng)不正確；由于葡萄糖酸根中不含醛基，不能與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)，現(xiàn)象2不能說(shuō)明任何問題，B不正確；Mg2＋與NH3·H2O反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生沉淀，顯然C項(xiàng)正確；用H2O2氧化之前未檢驗(yàn)是否含有Fe3＋，D項(xiàng)不正確。答案C【題組】1．利用焰色反應(yīng)檢驗(yàn)K＋時(shí)有以下步驟：①蘸取待測(cè)液后灼燒；②將鉑絲置于酒精燈火焰上灼燒至火焰呈無(wú)色；③透過藍(lán)色鈷玻璃觀察；④用稀鹽酸洗凈鉑絲，其中正確的操作順序是()。A．④②①②③B．②①③④C．④①②③D．②①③④②解析焰色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程可概括為“干燒→蘸燒→觀色→洗燒”。答案D2．證明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的實(shí)驗(yàn)方法是()。A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后顯紅色B．先滴加KSCN溶液，不顯紅色，再滴加氯水后顯紅色C．滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后變?yōu)榛揖G色，最后呈紅褐色D．只需滴加KSCN溶液解析先滴加KSCN溶液，若不變紅色，則可證明無(wú)Fe3＋；再滴加氯水(或雙氧水)立即呈紅色，則可證明原溶液中有Fe2＋。故B項(xiàng)是正確的實(shí)驗(yàn)方法。答案B3．已知A、B為單質(zhì)，C為化合物。A＋Beq\o(→,\s\up7(點(diǎn)燃))Ceq\o(→,\s\up7(溶于水))C溶液eq\o(→,\s\up7(惰情電極電解))A＋B能實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系的是()。①若C溶于水后得到強(qiáng)堿溶液，則A可能是Na②若C的溶液遇Na2CO3放出CO2氣體，則A可能是H2③若C的溶液中滴加KSCN溶液顯血紅色，則B可能為Fe④若C的溶液中滴加NaOH溶液有藍(lán)色沉淀生成，則B可能為CuA．①②B．②④C．①③D．③④解析此題綜合考查元素化合物知識(shí)，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知單質(zhì)A、B生成化合物C，化合物C電解又產(chǎn)生這兩種單質(zhì)，無(wú)氧酸和不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽符合要求，分析選項(xiàng)可知②④符合要求。答案B[掌握方法技能]常見陽(yáng)離子的檢驗(yàn)1．用NaOH溶液檢驗(yàn)Cu2＋產(chǎn)生藍(lán)色沉淀Fe3＋產(chǎn)生紅褐色沉淀Fe2＋產(chǎn)生白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色Al3＋eq\a\vs4\al(,產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)加入NaOH溶液，白色,沉淀溶解)NHeq\o\al(＋,4)eq\a\vs4\al(共熱生成能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體)2．特殊檢驗(yàn)法Fe3＋eq\a\vs4\al(\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(加入KSCN溶液呈紅色,加苯酚溶液呈紫色)))Fe2＋eq\a\vs4\al(,加入KSCN溶液無(wú)現(xiàn)象，滴加新制氯水或雙氧,水后溶液呈紅色)3．焰色反應(yīng)用焰色反應(yīng)可檢驗(yàn)出溶液中的K＋和Na＋eq\a\vs4\al(K＋)eq\a\vs4\al(火焰呈紫色（透過藍(lán)色鈷玻璃觀察）)eq\a\vs4\al(Na＋)eq\a\vs4\al(火焰呈黃色)必考點(diǎn)三金屬元素單質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[突破核心考點(diǎn)]無(wú)機(jī)化工流程題的解題策略1．流程示意圖的分析思路2．解題步驟(1)認(rèn)真閱讀題干，了解生產(chǎn)目的及有用信息。(2)整體分析工藝流程，掌握生產(chǎn)過程分為哪幾個(gè)階段。(3)分析每一個(gè)階段的生產(chǎn)原理、物質(zhì)變化、條件控制及其實(shí)驗(yàn)操作。(4)了解生產(chǎn)過程中的有關(guān)物質(zhì)的回收和原料的循環(huán)利用，以及對(duì)“綠色化學(xué)”思想的運(yùn)用和所采取的環(huán)保措施。(5)認(rèn)真分析題中設(shè)問，規(guī)范作答?！菊骖}3】(·浙江理綜，28節(jié)選)利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下：已知：Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似，請(qǐng)回答下列問題：(1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有________。A．去除油污B．溶解鍍鋅層C．去除鐵銹D．鈍化(2)調(diào)節(jié)溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀，為制得ZnO，后續(xù)操作步驟是________。(3)由溶液B制取Fe3O4膠體粒子的過程中，須持續(xù)通入N2，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實(shí)現(xiàn)固液分離？__________(填“能”或“不能”)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[思維提示]①NaOH的作用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(信息→與鋅反應(yīng),常識(shí)→除油污))②常見分離、提純操作及注意事項(xiàng)；③膠體粒子直徑的大小。解析(1)往往會(huì)把目光集中在Zn與Al的性質(zhì)相似，能與NaOH溶液反應(yīng)而忽視NaOH能除去油污，漏選A，只選B。(2)固液分離需用過濾(為加快過濾速度，常用減壓過濾)，Zn(OH)2固體表面會(huì)粘有其離子，必須洗滌，將Zn(OH)2轉(zhuǎn)化為ZnO需灼燒。(3)溶液B中有Fe2＋，N2作為保護(hù)氣，阻止溶液接觸氧氣，防止Fe2＋被氧化。(4)膠體粒子的直徑較小，能透過濾紙。答案(1)A、B(2)抽濾、洗滌、灼燒(3)N2氣氛下，防止Fe2＋被氧化(4)不能膠體粒子太小，抽濾時(shí)容易透過濾紙【題組】1．(·保定質(zhì)檢)聚合氯化鋁是新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6－n]。工業(yè)上常采用鋁鹽溶液部分水解制備堿式氯化鋁，其工藝流程如下：已知：高嶺土：Al2O3(25%～34%)、SiO2(40%～50%)、Fe2O3(0.5%～3.0%)及少量雜質(zhì)和水。Al3＋以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH為5.2。根據(jù)流程圖回答下列問題：(1)寫出溶解過程中反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________________________________。(2)加適量鋁粉的主要目的是________________________________________。(3)溶液的pH需控制在4.2～4.5的原因是_________________________________________________________________________________________________。具體操作中除添加必要的試劑，還需借助的實(shí)驗(yàn)用品是___________________。(4)“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90～100℃，控制該溫度的操作名稱是________，寫出該過程反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________________________________________________________。解析(1)SiO2不和鹽酸反應(yīng)，Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(2)因?yàn)镕e3＋沉淀的pH比Al3＋更小，所以在使Al3＋沉淀之前，應(yīng)除去Fe3＋。(3)調(diào)節(jié)溶液的pH為4.2～4.5，既可以防止Al3＋形成Al(OH)3沉淀，又可以增大Al3＋的水解程度，形成液態(tài)堿式氯化鋁。根據(jù)pH的數(shù)據(jù)，應(yīng)用pH計(jì)或精密pH試紙調(diào)整pH，但不能用廣范pH試紙。(4)根據(jù)加熱的溫度范圍應(yīng)用水浴加熱，其化學(xué)方程式為2AlCl3＋nH2Oeq\o(=,\s\up7(90～100℃))Al2(OH)nCl6－n＋nHCl。答案(1)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(2)除去溶液中的鐵離子(3)pH超過4.5，Al3＋會(huì)形成Al(OH)3沉淀；pH低于4.2，Al3＋水解程度很小，很難形成液態(tài)堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6－n]pH計(jì)(或精密pH試紙)(4)水浴加熱2AlCl3＋nH2Oeq\o(=,\s\up7(90～100℃))Al2(OH)nCl6－n＋nHCl2．(·濟(jì)南期末)化工生產(chǎn)中常利用硫酸廠煅燒黃鐵礦石的燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)來(lái)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4·7H2O)，過程如下：(1)將過程②中產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是________(填選項(xiàng)序號(hào))。a．品紅溶液b．紫色石蕊溶液c．酸性KMnO4溶液d．溴水(2)過程①中，F(xiàn)eS和O2、H2SO4反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________。(3)過程③中，需加入的物質(zhì)是________；反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________。用溶液Y制綠礬時(shí)，可取少量Y溶液于試管中，向試管內(nèi)加入少量的________溶液，觀察溶液是否變?yōu)開_______色，以驗(yàn)證其中是否含有Fe3＋。(4)在實(shí)驗(yàn)室里，完成過程④中的________(填操作名稱)，需要使用酒精燈、三腳架、坩堝鉗等，還需要的玻璃儀器有________________。(5)過程⑤調(diào)節(jié)pH，最好選用下列試劑中的________(填選項(xiàng)序號(hào))。a．稀硫酸 b．CaCO3c．NaOH溶液 d．Fe2O3粉末(6)過程⑥中，將溶液Z加熱到70～80℃，目的是________________________________________________________________________________________。解析由題中信息可知，過程①向燒渣中加稀硫酸并同時(shí)通入氧氣，鐵的氧化物、硫化亞鐵均會(huì)溶解，生成硫酸鐵、單質(zhì)硫和水，所以溶液X是硫酸鐵溶液，過程②灼燒固體，其中的硫被氧化成二氧化硫。(1)二氧化硫能分別使品紅溶液、酸性KMnO4溶液和溴水褪色。(2)過程①中，F(xiàn)eS和O2、H2SO4反應(yīng)的離子方程式為4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋6H2O＋4S。(3)由產(chǎn)物綠礬逆推可知過程③就是將硫酸鐵轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵的過程，應(yīng)加入鐵粉還原硫酸鐵，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4。驗(yàn)證硫酸亞鐵溶液中是否含有Fe3＋，可用含SCN－的溶液檢驗(yàn)，若溶液變?yōu)榧t色，證明溶液中含有Fe3＋，若溶液不變色，證明溶液中不含F(xiàn)e3＋。(4)由硫酸亞鐵溶液制綠礬，應(yīng)使用蒸發(fā)結(jié)晶的方法，需要使用酒精燈、三腳架、蒸發(fā)皿、玻璃棒等。(5)過程⑤實(shí)質(zhì)上是要提高溶液的pH，中和多余的硫酸，以生成聚鐵膠體，最好選用NaOH溶液。(6)過程⑥中，將硫酸鐵溶液加熱到70～80℃，目的是促進(jìn)Fe3＋的水解。答案(1)acd(2)4FeS＋3O2＋12H＋=4Fe3＋＋6H2O＋4S(3)Fe(或鐵)Fe2(SO4)3＋Fe=3FeSO4硫氰化鉀(或其他合理答案)紅(4)蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)皿、玻璃棒(5)c(6)促進(jìn)Fe3＋的水解[掌握方法技能]1．無(wú)機(jī)化工流程題常見設(shè)問方向(1)反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用；(2)氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書寫；(3)利用控制pH分離除雜；(4)化學(xué)反應(yīng)的能量變化；(5)實(shí)驗(yàn)基本操作：除雜、分離、檢驗(yàn)、洗滌、干燥等；(6)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用；(7)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評(píng)價(jià)。2．無(wú)機(jī)化工流程題的審題技能化工生產(chǎn)流程題中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些表述性詞語(yǔ)，這些表述性詞語(yǔ)就是隱性信息，它可以暗示我們審題所應(yīng)考慮的角度。常見的有：(1)“控制較低溫度”——?？紤]物質(zhì)的揮發(fā)，物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。(2)“加過量試劑”——常考慮反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。(3)“能否加其他物質(zhì)”——?？紤]會(huì)不會(huì)引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。(4)“在空氣中或在其他氣體中”——主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)到防氧化、防水解、防潮解等目的。(5)“判斷沉淀是否洗凈”——常取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加某試劑，以檢驗(yàn)其中的某種離子。(6)“檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)的設(shè)計(jì)方案”——通常取少量某液體于試管中，加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象，然后得出結(jié)論。(7)“控制pH”——?？紤]防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。(8)“用某些有機(jī)試劑清洗”——常考慮降低物質(zhì)溶解度有利于析出、減少損耗和提高利用率等。數(shù)形結(jié)合思想在解答化學(xué)計(jì)算題中的妙用【示例】如圖是向MgCl2、AlCl3混合液中依次加入M和N時(shí)生成沉淀的物質(zhì)的量與加入的M和N的體積關(guān)系圖(M、N分別表示鹽酸或氫氧化鈉溶液中的一種)，以下結(jié)論不正確的是()。A．混合溶液中c(AlCl3)∶c(MgCl2)＝1∶1B．混合溶液中c(AlCl3)∶c(MgCl2)＝3∶1C．點(diǎn)V之前加NaOH溶液，點(diǎn)V之后加鹽酸D．所加鹽酸與NaOH溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相同解析設(shè)AlCl3物質(zhì)的量為1mol，則生成Al(OH)3為1mol，A～B段Al(OH)3溶解過程消耗NaOH也是1mol(據(jù)反應(yīng)式)，那么O～A段生成Al(OH)3，消耗NaOH應(yīng)是3mol，則余下2mol應(yīng)為生成Mg(OH)2所消耗NaOH的物質(zhì)的量，故Mg(OH)2為1mol，MgCl2也應(yīng)是1mol，由此可判斷A選項(xiàng)是正確的，B錯(cuò)誤；對(duì)于D選項(xiàng)，可分析圖像A～B，C～D兩段，前者消耗沉淀后者生成沉淀，從而有關(guān)系式：Al(OH)3～OH－～AlO2～H＋，故可推知n(OH－)＝n(H＋)，又因?yàn)閮啥蜗娜芤后w積相等，因此不難得出D選項(xiàng)也是正確的。答案B【以題說(shuō)法】數(shù)形結(jié)合思想“數(shù)缺形，少直觀；形缺數(shù)，難入微”。數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用大致可分為兩種情形：或者借助于數(shù)的精確性來(lái)闡明形的某些屬性，或者借助形的直觀性來(lái)闡明數(shù)之間某種關(guān)系，即數(shù)形結(jié)合包括兩個(gè)方面：第一種情形是“以數(shù)解形”，而第二種情形是“以形助數(shù)”。在化學(xué)上，有很多問題也可用這種數(shù)形結(jié)合的思想去解決?！窘桀}發(fā)揮】數(shù)形結(jié)合的延伸和利用——數(shù)軸法1．根據(jù)AlCl3與NaOH的量計(jì)算生成Al(OH)3的量2．根據(jù)NaAlO2和HCl計(jì)算生成Al(OH)3的量3．鐵與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的判斷HNO3過量：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，F(xiàn)e過量時(shí)：Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，兩者相加得總化學(xué)方程式：3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，可以用數(shù)軸表示：解題時(shí)需注意量的范圍。即：①eq\f(n（Fe）,n（HNO3）)≤eq\f(1,4)，產(chǎn)物僅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；②eq\f(n（Fe）,n（HNO3）)≥eq\f(3,8)，產(chǎn)物僅有Fe(NO3)2，F(xiàn)e可能有剩余；③eq\f(1,4)<eq\f(n（Fe）,n（HNO3）)<eq\f(3,8)產(chǎn)物為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，HNO3和Fe都沒有剩余。(時(shí)間：45分鐘類型：(7＋4)專項(xiàng)訓(xùn)練)一、6分選擇題專項(xiàng)訓(xùn)練(一)低檔題1．下列有關(guān)金屬及其化合物的說(shuō)法正確的是()。A．Mg和Al都可以用電解法冶煉得到B．Na2O2、Na2O組成元素相同，與CO2反應(yīng)產(chǎn)物也相同C．用過量的KSCN溶液除去FeCl2溶液中的少量FeCl3D．Mg和Fe在一定條件下與水反應(yīng)都生成H2和對(duì)應(yīng)的堿解析工業(yè)上用電解熔融氯化鎂的方法制取鎂，用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁；Na2O與CO2化合生成Na2CO3，Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2，反應(yīng)產(chǎn)物不同；KSCN是檢驗(yàn)Fe3＋的試劑，除去FeCl2中少量的FeCl3，可用鐵粉，B錯(cuò)；Mg可與熱水反應(yīng)生成Mg(OH)2和H2，F(xiàn)e只能在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2，沒有堿生成，D錯(cuò)。答案A(二)中檔題2．(原創(chuàng)題)下列類比關(guān)系正確的是()。A．鈉與氧氣在不同條件下反應(yīng)會(huì)生成兩種不同的氧化物，則Li與氧氣反應(yīng)也能生成Li2O或Li2O2B．Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2，則Na2O2與SO2反應(yīng)可生成Na2SO3和O2C．Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，則Fe與I2反應(yīng)可生成FeI3D．Al與Fe2O3能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，則Al與MnO2也能發(fā)生鋁熱反應(yīng)解析A項(xiàng)中Li與氧氣反應(yīng)只能生成一種氧化物L(fēng)i2O；B項(xiàng)中具有氧化性的Na2O2與具有還原性的SO2反應(yīng)可生成Na2SO4；C項(xiàng)中Fe與I2反應(yīng)生成FeI2，因?yàn)榈獾难趸圆粔驈?qiáng)。答案D3．將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100mL2mol·L－1的鹽酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成氣體的體積V(已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A．x＝2.24B．鈉的物質(zhì)的量為0.2molC．反應(yīng)時(shí)，Na、Mg、Al均過量D．曲線b為Mg與鹽酸反應(yīng)的圖像解析由圖像可以看出，生成氣體的體積相等，則鹽酸完全反應(yīng)，x＝2.24，A正確。根據(jù)生成的H2為2.24L，可知Na失去0.2mol電子，則鈉的物質(zhì)的量為0.2mol，B正確。反應(yīng)時(shí)如果鈉過量，則鈉會(huì)與水反應(yīng)，生成的氣體多于2.24L，故C錯(cuò)誤。根據(jù)反應(yīng)速率可知a、b、c依次是Na、Mg、Al與鹽酸反應(yīng)的圖像，D正確。答案C4．(·陜西質(zhì)檢)美國(guó)“海狼”潛艇上