电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择________ (填字母)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因:______________________ 。
(2)图2中,钢闸门C作________ 极。若用氯化钠溶液模拟海水进行实验,D为石墨块,则D上的电极反应为________________________________________ ,检测该电极反应产物的方法是________________________ 。
(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择
a.碳棒 b.锌板 c.铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因:
(2)图2中,钢闸门C作
更新时间:2018-04-09 10:27:55
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解题方法
【推荐1】能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。
(1)燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高,如图为某种燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
使用时,空气从_______ 口通入(填“A”或“B”);
(2)钢铁的腐蚀现象非常普遍,电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因,某同学按下图进行钢铁腐蚀的模拟,则正极的电极反应式为:_________________ ,当导线中有3.01×1023个电子流过,被腐蚀的铁元素为_______ g。[ 提示:电化学的总反应式为2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 ]
(3)海水化学资源的开发利用具有重要的意义和作用,下图是海带中提取碘的示意图:
①中操作的名称是_______ ;下述物质中不可做试剂③的是________ 。
A.乙醇 B.苯 C.乙酸 D.四氯化碳
(1)燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高,如图为某种燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
使用时,空气从
(2)钢铁的腐蚀现象非常普遍,电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因,某同学按下图进行钢铁腐蚀的模拟,则正极的电极反应式为:
(3)海水化学资源的开发利用具有重要的意义和作用,下图是海带中提取碘的示意图:
①中操作的名称是
A.乙醇 B.苯 C.乙酸 D.四氯化碳
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【推荐2】按要求填空:
(1)向含Mg(OH)2固体的饱和溶液中加入适量NH4Cl固体,沉淀溶解平衡__ (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),C(Mg2+)__ (填“增大”“减小”“不变”),其Ksp__ (填“增大”“减小”“不变”)
(2)用金属Mg和Al作电极材料插入NaOH溶液中,__ 为负极,该电极的离子方程式为__ 。
(3)轮船外壳上常镶嵌锌块以防腐蚀,该方法称为___ 。
(1)向含Mg(OH)2固体的饱和溶液中加入适量NH4Cl固体,沉淀溶解平衡
(2)用金属Mg和Al作电极材料插入NaOH溶液中,
(3)轮船外壳上常镶嵌锌块以防腐蚀,该方法称为
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【推荐3】钢铁工业是国家工业的基础,钢铁生锈现象却随处可见,为此每年国家损失大量资金。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的正极电极反应式为:_____________
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图①所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________ 。
A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨
(3)图②所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的__________ 极。
(4)钢铁的防护除了用电化学保护方法之外,在钢铁制品表面镀铜也可以有效地防止其腐蚀,电镀的装置如图所示:
①电镀装置图的“直流电源”中,______ 填“a”或“b”是正极。Fe电极反应式为_________ ;
②接通电源前,装置图中的铜、铁两个电极质量相等,电镀完成后,将两个电极取出,用水小心冲洗干净、烘干,然后称量,二者质量之差为5.12g,由此计算电镀过程中电路中通过电子的物质的量为________ 。
③上述铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀的原因:______ 。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的正极电极反应式为:
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图①所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用
A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨
(3)图②所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的
(4)钢铁的防护除了用电化学保护方法之外,在钢铁制品表面镀铜也可以有效地防止其腐蚀,电镀的装置如图所示:
①电镀装置图的“直流电源”中,
②接通电源前,装置图中的铜、铁两个电极质量相等,电镀完成后,将两个电极取出,用水小心冲洗干净、烘干,然后称量,二者质量之差为5.12g,由此计算电镀过程中电路中通过电子的物质的量为
③上述铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀。请简要说明镀铜铁镀件破损后,铁更容易被腐蚀的原因:
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解题方法
【推荐1】电化学原理在工业生产中发挥着巨大的作用。是制造高铁电池的重要原料,同时也是一种新型的高效净水剂。在工业上通常利用如图装置生产。
(1)阳极的电极反应为_______ 。
(2)阴极产生的气体为_______ (填物质名称)。
(3)左侧的离子交换膜为_______ (填“阴”或“阳”)离子交换膜,_______ (填“>”“<”或“=”)。
(1)阳极的电极反应为
(2)阴极产生的气体为
(3)左侧的离子交换膜为
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【推荐2】铁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用。
(1)铁元素在元素周期表中的位置为________________ 。
(2)等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下反应,产生相同条件下的气体体积比为__________ ;铁在高温条件下与水蒸气反应的化学方程式为______________________________________________________________ 。
(3)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图:
已知:常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
①加入少量NaHCO3的目的是调节pH,应控制pH的范围为____________ 。
②碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2+,可部分水解生成聚合离子[Fe2(OH)4]2+。该水解反应的离子方程式为_______________________________ 。
(4)高铁酸钾(K2FeO4)也是常用的水处理剂。它的制备方法有多种。
①熔融法又称为过氧化钠氧化法。先在高温熔融的条件下制备高铁酸钠:Fe+3Na2O2===Na2FeO4+2Na2O,再将高铁酸钠加入到氢氧化钾溶液里,发生反应:2KOH+Na2FeO4===K2FeO4+2NaOH,请根据复分解反应原理分析该反应发生的原因:_________________________________________________________________ 。
②电解法制备高铁酸钾。铁和石墨分别做两个电极的电极材料,氢氧化钠溶液做电解液实现电解制备。阴极的电极材料为__________ ,写出阳极的电极反应式为_______________________________________________________ 。
(1)铁元素在元素周期表中的位置为
(2)等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下反应,产生相同条件下的气体体积比为
(3)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图:
已知:常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀(pH) | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀(pH) | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
①加入少量NaHCO3的目的是调节pH,应控制pH的范围为
②碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2+,可部分水解生成聚合离子[Fe2(OH)4]2+。该水解反应的离子方程式为
(4)高铁酸钾(K2FeO4)也是常用的水处理剂。它的制备方法有多种。
①熔融法又称为过氧化钠氧化法。先在高温熔融的条件下制备高铁酸钠:Fe+3Na2O2===Na2FeO4+2Na2O,再将高铁酸钠加入到氢氧化钾溶液里,发生反应:2KOH+Na2FeO4===K2FeO4+2NaOH,请根据复分解反应原理分析该反应发生的原因:
②电解法制备高铁酸钾。铁和石墨分别做两个电极的电极材料,氢氧化钠溶液做电解液实现电解制备。阴极的电极材料为
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【推荐3】铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛,铝土矿是生产铝及其化合物的重要原料。
(1)铝元素在元素周期表中的位置是______ 。
(2)铝电池性能优越,铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注,其原理如图所示。
①该电池的总反应化学方程式为______ ;
②电池中NaCl的作用是______ 。
③以铝-空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3(石墨为电极材料)时,电解过程中阳极的电极反应式为______ 。
④某铝-空气电池的效率为50%,若用其作电源电解500mL的饱和NaCl溶液,电解结束后,所得溶液(假设溶液电解前后体积不变)中NaOH的浓度为0.3 mol·L-1,则该过程中消耗铝的质量为______ 。
(3)氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂,聚氯化铝也被用于城市污水处理。
①氯化铝在加热条件下易升华,气态氯化铝的化学式为Al2Cl6,每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构,则其结构式为______ 。
②将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气,可得到氯化铝,同时生成CO,写出该反应的化学方程式______ 。
(1)铝元素在元素周期表中的位置是
(2)铝电池性能优越,铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注,其原理如图所示。
①该电池的总反应化学方程式为
②电池中NaCl的作用是
③以铝-空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3(石墨为电极材料)时,电解过程中阳极的电极反应式为
④某铝-空气电池的效率为50%,若用其作电源电解500mL的饱和NaCl溶液,电解结束后,所得溶液(假设溶液电解前后体积不变)中NaOH的浓度为0.3 mol·L-1,则该过程中消耗铝的质量为
(3)氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂,聚氯化铝也被用于城市污水处理。
①氯化铝在加热条件下易升华,气态氯化铝的化学式为Al2Cl6,每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构,则其结构式为
②将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气,可得到氯化铝,同时生成CO,写出该反应的化学方程式
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【推荐1】Ⅰ.某化学兴趣小组的同学学了金属的电化学腐蚀,对教材叙述[钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀;在酸性很弱或呈中性,溶有的环境中发生吸氧腐蚀;钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀]产生疑问,决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。
(1)用图1所示装置进行实验:打开a________ (填仪器名称)的活塞,加入1mL溶液,测得压强随时间变化曲线如图2。
同学甲得出结论:酸性条件下,铁粉发生析氢腐蚀。
(2)同学乙认为甲的结论不科学,锥形瓶内压强变大还可能是___________ ,提出改进措施___________ 。改进后,再次实验,证明甲、乙的猜想均正确,请在图2绘制出改进后的曲线___________ 。
(3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性,建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用、的硫酸实验,测定压强随时间变化情况,结果如图3.同学丙得出:酸性较弱时,铁会发生吸氧腐蚀,其依据是___________ 。
(4)对于图3中时,铁是否发生了腐蚀?同学们意见不统一,经讨论,他们把压强传感器换成氧气传感器,得出不同pH时装置中浓度随时间的变化曲线如图4。
结合实验分析:时,压强几乎不随时间改变是因为___________ 。
综上,小组同学得出结论:教材表述科学严谨。
Ⅱ.拓展研究:
(5)侯保荣院士专门研究海洋钢架结构桥海洋大气层梁腐蚀,他发现腐蚀最严重的是浪花飞溅区浪花飞溅区(海洋环境分区如图5),请你解释原因___________ 。
(6)科学家还发现在浓度很小的海底也有厌氧微生物(如硫酸盐还原菌SRB)对海洋钢制部件的腐蚀,其原理如图6,已知溶液中的完全转化为FeS,请写出该铁合金腐蚀的总反应___________ (离子方程式)。
(7)请列举出生产生活中金属制品的防腐措施___________ (任写一点即可)。
(1)用图1所示装置进行实验:打开a
同学甲得出结论:酸性条件下,铁粉发生析氢腐蚀。
(2)同学乙认为甲的结论不科学,锥形瓶内压强变大还可能是
(3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性,建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用、的硫酸实验,测定压强随时间变化情况,结果如图3.同学丙得出:酸性较弱时,铁会发生吸氧腐蚀,其依据是
(4)对于图3中时,铁是否发生了腐蚀?同学们意见不统一,经讨论,他们把压强传感器换成氧气传感器,得出不同pH时装置中浓度随时间的变化曲线如图4。
结合实验分析:时,压强几乎不随时间改变是因为
综上,小组同学得出结论:教材表述科学严谨。
Ⅱ.拓展研究:
(5)侯保荣院士专门研究海洋钢架结构桥海洋大气层梁腐蚀,他发现腐蚀最严重的是浪花飞溅区浪花飞溅区(海洋环境分区如图5),请你解释原因
(6)科学家还发现在浓度很小的海底也有厌氧微生物(如硫酸盐还原菌SRB)对海洋钢制部件的腐蚀,其原理如图6,已知溶液中的完全转化为FeS,请写出该铁合金腐蚀的总反应
(7)请列举出生产生活中金属制品的防腐措施
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】电化学知识在生产、科技研究中应用广泛。
(1)电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解装置如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是___________ 。
②电解饱和食盐水一段时间后,在口收集到气体(标准状况下),假设电解后溶液体积不变且忽略气体的溶解,则此时阴极室的为___________ 。
(2)可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀,下图是钢铁桥墩部分防护原理示意图。
①与连接时钢铁桥墩的电化学防护方法为___________ 。
②与连接时,钢铁桥墩的电极反应式为___________ 。
(3)燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注,其工作原理如图所示。
电池工作时,极区浓度不变,则离子交换膜为___________ (填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”);电极的电极反应式为________ ;电池工作时参加反应的_________ 。
(1)电解饱和食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法,电解装置如图所示,图中的阳离子交换膜只允许阳离子通过,请回答以下问题:
①电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是
②电解饱和食盐水一段时间后,在口收集到气体(标准状况下),假设电解后溶液体积不变且忽略气体的溶解,则此时阴极室的为
(2)可采用电化学防护技术减缓海水中钢铁设施的腐蚀,下图是钢铁桥墩部分防护原理示意图。
①与连接时钢铁桥墩的电化学防护方法为
②与连接时,钢铁桥墩的电极反应式为
(3)燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注,其工作原理如图所示。
电池工作时,极区浓度不变,则离子交换膜为
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