1．(2008年上海)取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直接电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是

(　)

A．b电极是阴极

B．a电极与电源的正极相连接

C．电解过程中，水是氧化剂

D．b电极附近溶液的pH变小

[解析]　根据题意，a电极应产生Cl₂，为阳极，与电源正极相连，则b为阴极。D项中b电极上H⁺放电，附近OH^－浓度增大，pH变大。

[答案]　D

14．(2009年天津理综)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是

________________________________________________________________________，

在导线中电子流动方向为__________________________(用a、b表示)。

(2)负极反应式为___________________________________________________________。

(3)电极表面镀铂粉的原因为_______________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：

Ⅰ.2Li+H₂2LiH

Ⅱ.LiH+H₂O===LiOH+H₂↑

①反应Ⅰ中的还原剂是__________，反应Ⅱ中的氧化剂是____________。

②已知LiH固体密度为0.82 g/cm³，用锂吸收224 L(标准状况)H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为________。

③由②生成的LiH与H₂O作用，放出的H₂用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为______mol。

[解析]　(1)电池即是把化学能转变为电能的装置；在电池中电子是从负极经导线流向正极，而氢氧燃料电池中通入H₂的一极是负极，故电子由a流动到b。(2)H₂在负极失电子，因为电解质溶液是KOH溶液，故负极反应式为2H₂+4OH^－－4e^－===4H₂O。(3)电极表面镀铂粉可以增大电极单位面积吸附H₂、O₂的分子数，从而增大反应速率。(4)LiH中Li为+1价，H为－1价故反应Ⅰ中还原剂是Li，反应Ⅱ中氧化剂是H₂O。由反应Ⅰ可知吸收标准状况下224 L H₂时生成160 g LiH，则生成的LiH的体积是，则生成的LiH体积与被吸收的H₂的体积比为：＝。由②生成的20 mol LiH与H₂O反应，由反应Ⅱ可知生成20 mol H₂，H₂-2e^－，能量转化率为80%，则通过电子的物质的量为20 mol×2×80%＝32 mol。

[答案]　(1)由化学能转变为电能　由a到b

(2)2H₂+4OH^－－4e^－===4H₂O或H₂+2OH^－－2e^－===2H₂O

(3)增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率

(4)①Li　H₂O　②1/1 148或8.71×10^－4　③32

13．(2009年海南单科)Li-SOCl₂电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄-SOCl₂。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl₂===4LiCl+S+SO₂。

请回答下列问题：

(1)电池的负极材料为______________，发生的电极反应为________________；

(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________________；

(3)SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是__________________________________，反应的化学方程式为______________________________________；

(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是________________________

________________________________________________________________________。

[解析]　(1)、(2)电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应。(3)由NaOH与SOCl₂反应的产物为Na₂SO₃、NaCl可知，SOCl₂与水反应生成H₂SO₃和HCl。(4)由于电池材料易与水、O₂反应。

[答案]　(1)锂　Li－e^－===Li⁺

(2)2SOCl₂+4e^－===4Cl^－+S+SO₂

(3)出现白雾，有刺激性气体生成　SOCl₂+H₂O===2HCl↑+SO₂↑

(4)锂是活泼金属，易与H₂O、O₂反应；SOCl₂也可与水反应

12．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组，为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：

首先检查制氧装置的气密性，然后按上图所示连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②干燥管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③烧杯中潮湿的铁丝表面稍有变暗。

试回答以下问题：

(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于____________。能表示其原理的反应方程式为______________________________________。

(2)仪器A的名称为______________，其中装的药品可以是________，其作用是______________。

(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为________________________________________

________________________________________________________________________。

决定铁生锈快慢的一个重要因素是______________。

[解析]　钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必须前提，而没有涉及潮湿程度对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O₂浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。

[答案]　(1)电化学腐蚀　负极：2Fe－4e^－===2Fe²⁺

正极：O₂+4e^－+2H₂O===4OH^－

(2)球形干燥管　碱石灰(或CaCl₂等)　干燥O₂

(3)①与O₂接触；②与水接触　氧气浓度

11．铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用做催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式是

________________________________________________________________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应________________，负极反应__________________。

(3)腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的浓度均为0.10 mol·L^－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的实验步骤_______________

________________________________________________________________________。

(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。

有关反应的化学方程式____________________________________________________

________________________________________________________________________。

劣质不锈钢腐蚀的实验现象________________________________________________。

[解析]　(1)该反应是FeCl₃氧化金属铜，离子方程式为2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺

(2)将(1)中反应设计成原电池必须是Cu作负极，选择比铜不活泼的金属或碳棒为正极，FeCl₃溶液作电解质溶液。装置图如右图所示：

正极：2Fe³⁺+2e^－===2Fe²⁺

负极：Cu－2e^－===Cu²⁺

(3)根据表给出的数据可知，把Cu²⁺中混有的Fe²⁺、Fe³⁺除掉的方法是将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，调节溶液的pH到3.2-4.7，Fe³⁺以Fe(OH)₃的形式沉淀，过滤除去，根据除杂原则，去杂不能加杂，选择氧化剂为Cl₂，加入CuO调节溶液的pH。

(4)根据题给条件，此不锈钢在盐溶液中腐蚀明显，可选择的药品为CuO、浓H₂SO₄，先用水稀释浓H₂SO₄再用H₂SO₄与CuO反应生成CuSO₄溶液，不锈钢与CuSO₄溶液反应，在不锈钢的表面有紫红色物质生成，即可验证劣质不锈钢易被腐蚀。

[答案]　(1)2Fe³⁺+Cu===2Fe²⁺+Cu²⁺

(2)装置图如下

正极反应：Fe³⁺+e^－===Fe²⁺(或2Fe³⁺+2e^－===2Fe²⁺)

负极反应：Cu===Cu²⁺+2e^－(或Cu－2e^－===Cu²⁺)

(3)①通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；

②加入CuO调节溶液的pH至3.2-4.7；

③过滤[除去Fe(OH)₃]

(4)CuO+H₂SO₄===CuSO₄+H₂O

CuSO₄+Fe===FeSO₄+Cu

不锈钢表面有紫红色物质生成

21．(12分)蛇纹石矿可以看做MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下图所示

(1)蛇纹石加盐酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，还含有的金属离子是________________。

(2)进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7-8(有关氢氧化物沉淀的pH见上表)

Ca(OH)₂不能过量，若Ca(OH)₂过量可能会导致______溶解、________沉淀。

(3)从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入________(填入物质的化学式)，然后____________________(依次填写实验操作名称)。

(4)物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是____________________(填写物质化学式)。

(5)现设计一个实验，确定产品aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤(可用试剂：浓硫酸、碱石灰)：

①样品称量　②高温分解　③________________________________________________

④____________________________　⑤MgO称量

(6)18.2 g产品完全分解后，产生6.6 g CO₂和8.0 g MgO，由此可知，产品的化学式中：a＝____________________，b＝________________，c＝______________。

[解析]　(1)四种氧化物中只有SiO₂不溶于盐酸。MgO+2HCl===MgCl₂+H₂O；Fe₂O₃+6HCl===2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl===2AlCl₃+3H₂O。

(2)由沉淀表可知控制pH＝7-8时，Fe³⁺、Al³⁺均与Ca(OH)₂生成Fe(OH)₃、Al(OH)₃。若Ca(OH)₂过量，碱性增强，pH>9.4时，Mg²⁺会变为Mg(OH)₂沉淀，而又会发生Al(OH)₃+OH^－===AlO+2H₂O使Al(OH)₃溶解。

(3)沉淀物A为Fe(OH)₃与Al(OH)₃，由其性质可知，要分离出红色氧化物颜料为Fe₂O₃，则需加过量NaOH，将Al(OH)₃溶解，然后依据固液分离和固体灼烧的方法回答，发生2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O反应而得。

(4)Ⅱ中生成的沉淀B为CaCO₃，高温煅烧可生成CO₂，2Mg(HCO₃)₂Mg₂(OH)₂CO₃+3CO₂↑+H₂O也产生CO₂，可循环利用。

(5)见答案

(6)据元素守恒可知：n(CO₂)＝n(MgCO₃)＝＝0.15 mol。镁元素守恒可知：n[Mg(OH)₂]＝n(MgO)－n(MgCO₃)＝－0.15 mol＝0.05 mol。根据前后质量守恒可求n(H₂O)＝0.15 mol，则a∶b∶c＝3∶1∶3，即为最小整数比，可得。

[答案]　(1)Fe³⁺、Al³⁺　

(2)Al(OH)₃　Mg(OH)₂

(3)NaOH或Ca(OH)₂　过滤、洗涤、灼烧　

(4)CaCO₃或CO₂

(5)③用浓硫酸吸收水蒸气　④称量碱石灰吸收CO₂前后的质量　(6)3　1　3

20．(12分)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe₂O₃组成的混合物。进行如下实验：

①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；

②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L^－1盐酸中，得溶液C；

③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；

④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。

请填空：

(1)①中引发铝热反应的实验操作是____________________，产物中的单质B是________。

(2)②中所发生的各反应的化学方程式是_______________________________________

________________________________________________________________________。

(3)③中所发生的各反应的离子方程式是______________________________________

________________________________________________________________________。

(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg²⁺)为________，c(Fe²⁺)为________。

[答案]　(1)加少量KClO₃，插上Mg条并将其点燃　Fe

(2)Fe₂O₃+6HCl===2FeCl₃+3H₂O　MgO+2HCl===MgCl₂+H₂O

(3)Fe+2H⁺===Fe²⁺+H₂↑　Fe+2Fe³⁺===3Fe²⁺

(4)0.67 mol·L^－1　2.3 mol·L^－1

19．(10分)已知：2Fe³⁺+2I^－===2Fe²⁺+I_2,2Fe²⁺+Br₂===2Fe³⁺+2Br^－。

(1)含有1 mol FeI₂和2 mol FeBr₂的溶液中通入2 mol Cl₂，此时被氧化的离子是________，被氧化的离子的物质的量分别是______________。

(2)如果向原溶液中通入3 mol Cl₂，则被氧化的离子是______________，其对应的氧化产物的物质的量分别是__________________________________________________________。

(3)若向含a mol FeI₂和b mol FeBr₂的溶液中通入c mol Cl₂，当I^－、Fe²⁺、Br^－完全被氧化时，c为________(用含a、b的代数式表示)。

[解析]　(1)混合溶液中可被Cl₂氧化的离子，n(I^－)＝2 mol，n(Fe²⁺)＝3 mol，n(Br^－)＝4 mol，由于n(Cl₂)＝2 mol，显然不能将溶液中具有还原性的离子都氧化，则要按I^－＞Fe²⁺＞Br^－来进行，被氧化的离子的物质的量按得失电子守恒计算；

(2)原理、方法与(1)同；(3)根据得失电子守恒2n(Cl₂)＝3n(FeI₂)+3n(FeBr₂)

得n(Cl₂)＝

即c＝＝1.5(a+b)

[答案]　(1)I^－、Fe²⁺　2 mol、2 mol

(2)I^－、Fe²⁺、Br^－　1 mol、3 mol、0.5 mol　(3)1.5(a+b)

18．(12分)室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体。在合适反应条件下，它们可以按下图进行反应。又知E溶液是无色的，请回答：

(1)A是________，B是________，C是________。(请填化学式)

(2)反应①的化学方程式为：____________________________________________。

(3)反应③的化学方程式为：____________________________________________。

(4)反应④的化学方程式为：____________________________________________。

[解析]　B为黄绿色气体，则B为Cl₂，C为无色气体，且能与Cl₂反应，产物为E，E溶于水后又能和固体A反应，重新生成无色气体C，初步推测C为H₂，E为HCl，A为金属单质。F为金属氯化物。据F+BD。而D是A和Cl₂反应得到的金属氯化物，推断A为变价金属(Fe或Cu)，结合A与盐酸反应能制取H₂，故A为Fe，B为Cl₂，C为H₂，其他物质依次可推出。

[答案]　(1)Fe　Cl₂　H₂

(2)2Fe+3Cl₂2FeCl₃

(3)Fe+2HCl===FeCl₂+H₂↑

(4)2FeCl₂+Cl₂===2FeCl₃

17．(6分)某地污水中含有Zn²⁺、Hg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺4种阳离子。甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下图所示：(提示：Zn(OH)₂溶于NaOH溶液)。

甲　+NaOH溶液，过滤①△②+H2，△③

乙　△②+H2，△③

丙　+过量铁粉，过滤①+稀盐酸，过滤②

△③++H2，△④

(1)三种实验方案中能制得纯净铜的方案是________。

(2)在能制得纯净铜的方案中，会导致环境污染的操作步骤是________，污染原因是________________________________________________________________________，

改进方法是__________________________________________________________。

[解析]　甲方案污水中加NaOH所得溶液中存在Cu²⁺、Fe³⁺、Hg²⁺的氢氧化物，加热分解后得到Fe₂O₃、CuO，用H₂还原后制得的Cu不纯净，且产生汞蒸气污染环境。

乙方案加入过量铁粉所得残渣中会残留铁，直接加热，还原所制得的铜不纯，同时产生Hg的污染。

只有丙方案以上两个方面均考虑到了，制得的铜是纯净的，但丙方案中会产生汞蒸气，有毒，污染环境，应增加冷凝装置加以回收、利用。

[答案]　(1)丙　(2)③　Hg挥发变成蒸气，Hg蒸气有毒　加上冷凝装置，将气态Hg变成液态Hg而回收