如图所示,甲、乙两装置电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题:
(1)若两装置中均为CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲装置中的________棒,乙装置中的________棒。
②乙装置中阳极的电极反应式是:_______________________________。
(2)若两装置中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙装置中总反应的离子方程式:_____________________________。
②甲装置中碳极的电极反应式是 ,乙装置碳极的电极反应属于________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙装置碳极附近,发现试纸变蓝,解释其原因: 。
(1)有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀;将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈;将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化;如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此,判断它们的活动性由强到弱的顺序是
(2)下列装置可防止铁棒被腐蚀的是
(3)将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中,过一段时间观察,导管中的水柱会上升,说明发生的是 (填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”)。写出相关的电极反应式:负极 ,正极
(16分)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)以下为铝材表面处理的一种方法:
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时候常有气泡冒出,原因是 (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的 。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,电解后取少量废电解液,加入NaHCO3,溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是 (用离子方程式表示)
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用 来做阳极。
(3)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应放于 处,写出X极的电极反应
若X为碳棒,开关K置于M处,写出X极的电极反应
(I)某学生设计了如图所示的装置(框内部分未画出),在装置内起初发生的反应为Cu+H2SO4==H2↑+CuSO4,试回答:
(1)该装置的名称是 (填“电解池”或“原电池”)。
(2)A、B中至少有一种是金属 (填名称),接电源的 (填“正极”或“负极”)。
(3)写出该装置中发生还原反应的电极反应方程式为 。
(4)若C溶液为100ml饱和食盐水,A 和B电极均为碳棒,该学生利用图示装置进行电解,写出该电解过程中的总反应的离子方程式 ,当放出标况下112ml氢气时,该溶液的PH= (室温下)。
(II)利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为铜,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于________处。若X为锌棒,开关K置于M处,该电化学防护法称为 。
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(I)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
①已知:Fe2O3(s) + 3C(石墨) =2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 =+489 kJ·mol-1
C(石墨) +CO2 (g) =2CO(g) △H 2 = +172 kJ·mol-1
则Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe (s) + 3CO2(g) △H= 。
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以H2SO4溶液为 电解质溶液),写出该电池的正极反式 。
(II)如图所示,烧杯中都盛有稀硫酸。
(1)中反应的离子方程式为 ;比较(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 (用序号表示) 。
(1)在常温下,0.5mol甲醇在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水,放出热量363.3kJ.写出该反应的热化学方程式: _________________________
(2)请设计一个燃料电池:电解质为强碱溶液,Pt作电极,在电极上分别通入甲醇和氧气。通入甲醇的电极应为 极(填“正”或“负”),该电极上发生的电极反应式为 。
(3)用Pt电极电解盛有1L pH=6的硝酸银溶液,如图甲所示,则右边电极上发生的电极反应式为 .
(4)某化学学习兴趣小组为了研究金属的腐蚀现象,将一枚铁钉放在“84”消毒液(NaClO)中,某同学设计了如图乙所示实验装置,写出石墨极上发生的电极反应式:
(1)下列各种情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 .
(2)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀.在空气酸度不大的环境中负极反应式为 ;正极反应式为 .
铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,有3 mol FeS2参加反应,转移________mol电子。
(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为_____________;从腐蚀废液回收得到金属铜,还需要的试剂是________。
(3)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是______________________________________ 。
(4)钢铁的电化腐蚀原理如图所示,将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图,请在图中虚线框内作出修改,并用箭头标出电子流动方向。
钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应,负极: ;正极: 。
(2)为了减小某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 (填写字母序号)。
A.铜 | B.钠 | C.锌 | D.石墨 |
(3)图乙所示的方案也可以减小铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。
某研究小组对铁生锈进行研究:
(1)经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:上图中的铁钉最容易生锈的是 (填字母)。
(2)根据实验条件判断,在铁钉的锈蚀过程中,正极的电极反应为: ;
(3)若为了防止铁钉生锈,该小组同学想在铁钉表面镀上一层金属,该金属最好是( )
A. 锡 B. 铜 C. 锌
(4)钢铁容易腐蚀,工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理,以有效避免或减缓钢铁的腐蚀。所谓“发蓝”,就是在钢铁零件等进行氧化处理,使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜。发蓝处理过程可表示如下:
为检验经过步骤Ⅳ处理的铁件是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,如果成品不合格(即铁件表面有微小松孔,未形成致密的氧化膜),一段时间将观察到的现象为__________________________。
(1)若用食用油炒咸菜的铁锅如果没有洗净,不久会出现红褐色锈斑。则铁锅的锈蚀属于 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”);该腐蚀正极的电极反应式为 ;此反应每转移2mol电子消耗的O2在标准状况下的体积为 L。
(2)某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料,实现了在通常条件下不能发生的反应:Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑。请在下边方框中画出能够实验这一反应的装置图(作必要的标注);某同学做该实验时,看到
碳棒上有气泡产生,铜棒上气泡更多且没有被腐蚀,其原因是 。
金属的腐蚀是指____________________________________。
由于与金属接触的介质不同,发生腐蚀的化学原理也不同,一般可分为________________________和________________________,其中________________________更为普遍。
合理使用材料,改善人类生活。
① 钢铁是人类生产和生活中非常重要的材料,但每年因锈蚀而损失的数量十分惊人。金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀,两者的微观本质都是发生 的过程。为防止轮船船体在海水中被腐蚀,一般在船身连接 (选填“锌块”或“铜块”)。
② 在普通玻璃制造过程中,碳酸钙与二氧化硅在高温下发生反应的化学方程式是
。橡胶是制造轮胎的重要原料,天然橡胶通过硫化措施,使它的分子转化为 结构,从而增大橡胶的强度。
在构成宇宙万物的一百多种元素中,金属约占了80%,它们在现代工业和新材料、新技术研究中具有至关重要的意义。现有a、b、c、d四种金属元素,a是人体内含量最多的金属元素,b是地壳中含量最多的金属元素,c是海水中含量最多的金属元素,d是人类冶炼最多的金属元素。
(1)元素a在元素周期表中的位置为 ;
(2)下列可以证明b、c金属性强弱的是 。
A.最高价氧化物对应水化物的溶解性:bc B.单质与水反应的剧烈程度:bc
C.相同条件下,氯化物水溶液的pH值:bc D.c可以从b的氯化物水溶液中置换出b
(3)b的阳离子与Yn-的电子数相同, Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性,则该族元素的氢化物中沸点最低的是________。(填化学式)
(4)b电池性能优越,b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用b电池电解CuSO4溶液(电极均为铂电极),通电一段时间后,一极上析出红色固体,另一极的电极反应式为______________________,此时向溶液中加入8gCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度,则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为___________L。
(5)人类冶炼d的时候一般得到的是d的合金,潮湿环境中其表面会产生一层水膜,从而发生腐蚀。下列关于该腐蚀的说法正确的是 。
A.腐蚀过程中,一定会有气体放出
B.腐蚀过程中,水膜的碱性会增强
C.在酸性条件下,负极的电极反应式为:2H++2e-→H2
D.与电源的负极相连,可以防止发生这种腐蚀
(6)d单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体,且每生成1 mol该易燃气体放出37.68 kJ热量,请写出此反应的热化学方程式: 。
(1)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应该置于 处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为 。
(2)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性液体,其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染,故可以用作火箭燃料。肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该电池放电时,通入肼的一极为 极,该极的电极反应式是 ,电池工作一段时间后,电解质溶液的pH将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(3)碘被称为 “智力元素”,科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂,它的晶体为白色,可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料,可通过电解制备碘酸钾。(阴、阳两极均用惰性电极,阴极室与阳极室用阳离子交换膜隔开)请回答下列问题:电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区,电解槽用水冷却。电解时,阳极上发生反应的电极反应式为 。