高考化学化学能与电能培优易错难题练习(含答案)及详细答案一、化学能与电能1．某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+ 的氧化性。
查阅资料：Ag+ + I-= AgI↓ K1=1.2×1016；2Ag+ + 2I-= 2Ag↓+ I2K2= 8.7×108（1）方案1：通过置换反应比较向酸化的AgNO3溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明氧化性Ag+＞Cu2+。
反应的离子方程式是___________________________________________________。
（2）方案2：通过Cu2+、Ag+ 分别与同一物质反应进行比较实验试剂编号及现象试管滴管1.0 mol/LKI溶液1.0 mol/L AgNO3溶液Ⅰ．产生黄色沉淀，溶液无色1.0 mol/L CuSO4溶液Ⅱ．产生白色沉淀A，溶液变黄①经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀是________。
②经检验，Ⅱ中溶液含I2。
推测Cu2+做氧化剂，白色沉淀A是CuI。
确认A的实验如下：a．检验滤液无I2。
溶液呈蓝色说明溶液含有________（填离子符号）。
b．白色沉淀B是________。
c．白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是___________，说明氧化性Ag+＞Cu2+。
（3）分析方案2中Ag+ 未能氧化I- ，但Cu2+氧化了I-的原因，设计实验如下：编号实验1实验2实验3实验KI溶液KI溶液 AgNO3溶液a bKI溶液 CuSO4溶液c d（电极均为石墨，溶液浓度均为 1 mol/L，b、d中溶液pH≈4）①a中溶液呈棕黄色的原因是___________________________（用电极反应式表示）。
②“实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。
依据是空气中的氧气也有氧化作用，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是_____________________________。
③方案2中，Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-。
其原因一是从K值分析：______；二是从Cu2+的反应特点分析：______________________________________________。
【答案】Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+；AgI Cu2+AgCl CuI+2Ag+＝Cu2++Ag+AgI2I――2e－＝I2将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L Na2SO4溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转K1＞K2，故Ag+更易与I_发生复分解反应，生成AgI2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2，生成了CuI沉淀，使得Cu2+的氧化性增强【解析】【分析】【详解】(1)向酸化的硝酸银中插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明银离子氧化铜，反应生成银单质和铜离子，反应的离子方程式为：Cu+2Ag+＝2Ag+Cu2+； (2)经过检验，Ⅱ中溶液含有碘单质，推测铜离子做氧化剂，白色沉淀Ａ为碘化亚铜，沉淀Ａ中加入足量硝酸银溶液得到灰黑色沉淀，过滤得到滤液为蓝色，说明生成了铜离子，滤渣加入浓硝酸得到黄色沉淀为碘化银，溶液中加入稀盐酸生成白色沉淀，说明Ｂ为氯化银。
①经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀为AgI。
②a．检验滤液无I2。
溶液呈蓝色说明溶液含有铜离子；b．白色沉淀B是氯化银；c．白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是CuI+2Ag+＝Cu2++Ag+AgI。
(３). ①ａ中溶液较快变棕黄色，ｂ中电极上析出银，说明形成原电池，ａ为负极失去电子发生氧化反应，溶液变黄色是生成了碘单质，电极反应为2I――2e－＝I2。
②实验３不能说明铜离子氧化碘离子，依据是空气中的氧气也有氧化作用，设计实验验证了该依据，实验方案及现象为：将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L Na2SO4溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转。
③方案２中，铜离子氧化碘离子，而银离子未能氧化碘离子的原因，K1＞K2，故Ag+更易与I_发生复分解反应，生成AgI。
铜离子氧化碘离子的方程式为：2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2，生成了CuI沉淀，使得Cu2+的氧化性增强。
2．某小组设计不同实验方案比较Cu2+、Ag+ 的氧化性。
（1）方案1：通过置换反应比较向酸化的AgNO3溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝。
反应的离子方程式是_______，说明氧化性Ag+＞Cu2+。
（2）方案2：通过Cu2+、Ag+ 分别与同一物质反应进行比较试管滴管1.0 mol/LKI溶液1.0mol/LAgNO3溶液Ⅰ．产生黄色沉淀，溶液无色1.0mol/LCuSO4溶液Ⅱ．产生白色沉淀A，溶液变黄①经检验，Ⅰ中溶液不含I2，黄色沉淀是________。
②经检验，Ⅱ中溶液含I2。
推测Cu2+做氧化剂，白色沉淀A是CuI。
确认A的实验如下：a．检验滤液无I2。
溶液呈蓝色说明溶液含有________（填离子符号）。
b．白色沉淀B是________。
c．白色沉淀A与AgNO3溶液反应的离子方程式是____，说明氧化性Ag+＞Cu2+。
（3）分析方案2中Ag+ 未能氧化I- ，但Cu2+氧化了I-的原因，设计实验如下：编号实验1实验2实验3实验现象无明显变化a中溶液较快变棕黄色,b中电极上析出银；电流计指针偏转c中溶液较慢变浅黄色；电流计指针偏转（电极均为石墨，溶液浓度均为 1 mol/L，b、d中溶液pH≈4）① a中溶液呈棕黄色的原因是_______（用电极反应式表示）。
②“实验3”不能说明Cu2+氧化了I-。
依据是空气中的氧气也有氧化作用，设计实验证实了该依据，实验方案及现象是_______。
③方案2中，Cu2+能氧化I-,而Ag+未能氧化I-的原因：_______。
（资料：Ag+ + I-= AgI↓ K1 =1.2×1016；2Ag+ + 2I-= 2Ag↓+ I2 K2 = 8.7×108）【答案】Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+ AgI Cu2+ AgCl CuI+2Ag+=Cu2++Ag+AgI 222I e I---=将d烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L 24Na SO溶液，c中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转 K 1＞K 2，故Ag +更易与I -发生复分解反应，生成AgI 2Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 2 ，生成了CuI沉淀，使得2Cu +的氧化性增强【解析】（1）向酸化的AgNO 3溶液插入铜丝，析出黑色固体，溶液变蓝，说明铜置换出了金属银，反应的离子方程式为222Cu Ag Ag Cu +++=+，说明氧化性Ag +＞Cu 2+，故答案为222Cu Ag Ag Cu +++=+；（2）① 经检验，Ⅰ中溶液不含I 2，黄色沉淀是碘离子与银离子形成的碘化银沉淀，故答案为AgI ；②Ⅱ中溶液含I 2，说明Cu 2+做氧化剂，将碘离子氧化，本身被还原为Cu +，因此白色沉淀A是CuI 。
a ．检验滤液无I 2。
溶液呈蓝色说明溶液含有Cu 2+，故答案为Cu 2+；b ．滤渣用浓硝酸溶解后，在上层清液中加入盐酸，生成的白色沉淀B 为AgCl ，故答案为AgCl ；c ．白色沉淀A 与AgNO 3溶液反应生成了Cu 2+和灰黑色沉淀，灰黑色沉淀用浓硝酸溶解后的溶液中含有银离子，黄色沉淀为AgI ，说明灰黑色沉淀中含有金属银，反应的离子方程式为22CuI Ag Cu Ag AgI +++=++，说明氧化性Ag +＞Cu 2+，故答案为22CuI Ag Cu Ag AgI +++=++；（3）①碘化钾溶液与硝酸银溶液构成了原电池，a 中溶液中的碘离子发生氧化反应生成碘单质，溶液呈棕黄色，电极反应式为222I e I ---=，故答案为222I e I ---=；② “实验3”不能说明Cu 2+氧化了I -。
依据是空气中的氧气也有氧化作用，只需设计没有铜离子的情况下，也能看到相似的现象即可，可以设计实验：将d 烧杯内的溶液换为pH≈4的1mol/L 24Na SO 溶液，c 中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转，故答案为将d 烧杯内的溶液换为pH≈4的1 mol/L 24Na SO 溶液，c 中溶液较慢变浅黄，电流计指针偏转；③Ag + + I - = AgI↓ K 1 =1.2×1016；2Ag + + 2I - = 2Ag↓+ I 2 K 2 = 8.7×108，K 1＞K 2，故Ag +更易与I -发生复分解反应，生成AgI 。
2Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 2 ，生成了CuI 沉淀，使得2Cu +的氧化性增强，因此方案2中，Cu 2+能氧化I -，而Ag +未能氧化I -，故答案为K 1＞K 2，故Ag +更易与I -发生复分解反应，生成AgI 。
2Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 2 ，生成了CuI 沉淀，使得2Cu +的氧化性增强。
点睛：本题考查了化学实验方案的设计与探究，本题的难度较大，理解实验的设计意图是解题的关键。
本题的难点为（3）③，要注意根据反应进行的趋势大小和化学平衡移动的原理分析解答。
3．电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。
某兴趣小组做如下探究实验：（1）如上图1为某实验小组依据氧化还原反应设计的原电池装置，若盐桥中装有饱和的KNO3溶液和琼胶制成的胶冻,则NO3-移向_____________装置（填写“甲或乙”）。
其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，发现生成无色无味的单质气体，则石墨上电极反应式______________________。
（2）如上图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲装置是____________（填“原电池或电解池”），乙装置中石墨（2）为极，乙装置中与铁线相连的石墨（1）电极上发生的反应式为。
（3）在图2乙装置中改为加入CuSO4溶液，一段时间后，若某一电极质量增重 1.28 g，则另一电极生成______________mL（标况下）气体。
【答案】（1）甲；2H++2e-＝H2；（2）原电池；阳；Cu2++2e－=Cu（3）224【解析】试题分析：（1）装置1中铁是负极、石墨是正极，阴离子在原电池中移向负极，NO3-移向甲装置；若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，发现生成无色无味的单质气体，则石墨上电极反应式2H++2e-＝H2；（2）图2，其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲装置中两个电极不同，构成原电池；，乙装置是电解池，石墨（2）与正极相连，石墨（2）为阳极，乙装置中与铁线相连的石墨（1）是阴极，电极上发生的反应式为Cu2++2e－=Cu；（3）某一电极生成 1.28 g铜，转移电子1.2820.0464/gmolg mol⨯=，则另一电极生成氧气，根据转移电子相同，生成氧气0.01mol，标况下的体积为224mL。