题目内容

某同学为了使反应2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑能进行，设计了如下图所示的四个实验，你认为可行的方案关于下列各装置图的叙述中，正确的是（　　）
分析：2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑不能自发的进行氧化还原反应，要使该反应发生只能设计成电解池，且银作阳极，盐酸作电解质溶液，据此分析解答．
解答：解：2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑不能自发的进行氧化还原反应，要使该反应发生只能设计成电解池，该反应中银失电子发生氧化反应，则银作阳极，该电解质溶液为盐酸，阴极上氢离子得电子发生还原反应，
A．银作负极，不符合题意，故A错误；
B．该装置中铁易失电子作负极而不是银作负极，故B错误；
C．银作阳极，电解质溶液为盐酸，符合题意，故C正确；
D．该装置不能自发的进行氧化还原反应，所以不能设计成原电池，故D错误；
故选C．
点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确“不能自发进行的氧化还原反应必须设计成电解池才能发生”是解本题关键，再结合得失电子的物质分析解答，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
某同学利用如图1所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质．

已知：①FeO+2H+=Fe2++H2O②Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ③Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
请回答下列问题：
（1）硬质试管中发生反应的化学方程式为
3Fe+4H2O（g）
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O（g）
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
．
（2）该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分，设计了如下实验方案：
①待硬质试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是（只有一个选项符合题意）
A
A
，若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是（只有一个选项符合题意）
C
C
．
A．一定有Fe3O4，可能有Fe    B．只有Fe（OH）3C．一定有Fe3O4和Fe
D．一定有Fe（OH）3，可能有FeE．只有Fe3O4
（3）该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，原因是
Fe+2Fe3+=3Fe2+
Fe+2Fe3+=3Fe2+
（用离子方程式表示）．
（4）该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应．若按图2所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关的反应的化学方程式
FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
．
（5）一段时间后，该同学发现（3）中未变红的溶液变成红色，说明Fe2+具有
还原
还原
性．由此可知，实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是
Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质
Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质
，并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量
铁粉
铁粉
．
（6）乙同学为了获得持久白色的Fe（OH）2沉淀，准备用图3所示装置，用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应．获得不含O2的蒸馏水的方法是
把蒸馏水煮沸
把蒸馏水煮沸
．反应开始时，打开止水夹的目的是
利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气，防止Fe（OH）2被空气中氧气氧化
利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气，防止Fe（OH）2被空气中氧气氧化
；
一段时间后，关闭止水夹，在试管
B
B
（填“A”或“B”）中观察到白色的Fe（OH）2．
某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端投入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方．

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录．
材料一：小组交流记录
学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
学生2：我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4．
学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S
 V 
.
 
Cu2S（黑色）
材料二、探究实验剪辑
实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化．
实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色．
实验3：将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减小10%左右．
根据上述材料回答下列问题：
（1）A试管上方的长导管的作用是；
导气、冷凝、回流
导气、冷凝、回流
；D、E两支试管中CCl4
的作用是
防止倒吸
防止倒吸
．
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：
S+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
S+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
．
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．学生1猜想是由于SO2溶解度较大，生成了Ca（SHO3）2的缘故．请你设计实验验证学生1的猜想
取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成（其他答案也合理）
取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成（其他答案也合理）
．
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是：
CuO、CuS、Cu2S
CuO、CuS、Cu2S
．（写化学式）
（5）学生2将反应后的反应液稀释后进行检验，发现溶液呈酸性，对比，学生2提出猜想是：铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性，请写出该水解反应的离子方程式：
Cu2++H2OCu（OH）2+2H+
Cu2++H2OCu（OH）2+2H+
．
你的猜想是：
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
；
请你设计一个简单的实验以验证你的猜想：
取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）
取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）
．
（6）该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性，他们取98gCu（OH）2固体，加热至80℃-100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末X．冷却后称量，X的质量为72g．向X中加入过量稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，据此可推得，X的化学式为
Cu2O
Cu2O
，可以得出的结论是
高于100°C时Cu2O比CuO稳定，在溶液中Cu2+比Cu+稳定
高于100°C时Cu2O比CuO稳定，在溶液中Cu2+比Cu+稳定
．
（2012?朝阳区二模）氯化铁是实验室中的重要试剂．某同学用m g含有铁锈（Fe2O3）的废铁屑来制取FeCl3?6H2O晶体，同时测定废铁屑中铁的质量分数，为此设计了如图装置（夹持装置略，气密性已检验）：
操作步骤如下：
Ⅰ．打开弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K1、打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
Ⅲ．将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl3?6H2O晶体．请回答：
（1）A中发生的置换反应的化学方程式是
Fe+2HCl=FeCl2+H2
Fe+2HCl=FeCl2+H2
．
（2）操作Ⅱ中“…”的内容是
当A中固体完全消失
当A中固体完全消失
，烧杯中的现象是
无色溶液逐渐变黄
无色溶液逐渐变黄
，相应的离子方程式和化学方程式是
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
、
2H2O2
 氯化铁 
.
 
2H2O+O2↑
2H2O2
 氯化铁 
.
 
2H2O+O2↑
．
（3）操作Ⅲ不采用直接加热制FeCl3?6H2O晶体的原因是
Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加热会促进FeCl3水解，产生Fe（OH）3
Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，加热会促进FeCl3水解，产生Fe（OH）3
（用简要文字并结合离子方程式解释）．
（4）测得B中所得的气体是V mL（标准状况时），由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是
V
400m
，该数值比实际数值偏低，若实验过程操作无误，偏低的原因是
Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少
Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe，使与盐酸反应的Fe相应减少
．
（5）为了准确测定铁的质量分数，还可以另取mg废铁屑和某种常见的还原剂气体在加热时充分反应到恒重，测得实验后剩余固体质量是wg．由此求出铁的准确质量分数是
m-
160(m-w)
48
m
m-
160(m-w)
48
m
（用含m、和w的式子表示）．
（2011?河西区一模）海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，经灼烧后灰烬中的碘以碘离子形式存在．某实验小组同学为了验证海带中含有碘．从中提取碘并计算海带中的含碘量，设计了以下实验：

（1）在进行步骤①之前，他们称取完a g干海带，甲同学提出将海带先剪碎．然后用水洗净放入坩埚中．再灼烧至海带完全成灰烬．而乙同学认为甲的操作建议不合理，其理由是
用水洗净时，碘化物充分溶解在水中，会使得海带中的一些碘元素减少
用水洗净时，碘化物充分溶解在水中，会使得海带中的一些碘元素减少
．
（2）将冷却的海带灰转移至小烧杯，步骤②用来浸泡海带灰的试剂是
蒸馏水
蒸馏水
．
（3）接下来步骤③涉及的一系列操作名称是
过滤
过滤
．
（4）步骤④中甲同学向溶液A中先滴加几滴淀粉溶液，未发现明显变化，再滴加适量的稀硫酸发现溶液颜色变蓝，请写出此反应的离子方程式：
H2O2+2H++2I-=2H2O+I2
H2O2+2H++2I-=2H2O+I2
．乙同学观察完甲同学的实验后，为了使I-反应得更完全，他建议最好选用的氧化剂是
D
D
．
A．浓硫酸    B．新制氯水    C．KMnO4溶液    D．H2O2溶液
（5）在步焉⑤提取碘的过程中．甲同学将溶液B放入仪器x中，再向其中加入一定量的试剂Y，振荡，静置．写出仪器X的名称
分液漏斗
分液漏斗
．
（6）步骤⑥从溶液C中提取碘并回收试剂Y的操作方法是
蒸馏
蒸馏
．若提取得到bg碘，则此海带中含碘元素的质量分数是
b
a
b
a
．

(17分)某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。

已知:①FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O②Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ +3 H2O ③Fe3O4 + 8H+ = Fe2+ +2Fe3+ +4 H2O

请回答下列问题:

（1）硬质试管中发生反应的化学方程式为                                       。

（2）该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:

①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;

②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)         ,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)         。

A．一定有Fe3O4,可能有Fe               B．只有Fe(OH)3                        C．一定有Fe3O4和Fe

D．一定有Fe(OH)3,可能有Fe E.只有Fe3O4                                                                                         

（3）该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是                                   

                                     （用离子方程式表示）。

（4）该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按下图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式                                                 。

（5）一段时间后,该同学发现（3）中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+ 具有   性。由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是                           ，并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量         。

（6）乙同学为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀，准备用右图所示装置，用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应。获得不含O2的蒸馏水的方法是______________。反应开始时，打开止水夹的目的是___________________________________；一段时间后，关闭止水夹，在试管_______（填“A”或“B”）中观察到白色的Fe(OH)2

 

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