高中化学无机物的性质实验试题

【原创】铁闸在海水中易被锈蚀，下图原理模型：

下列说法错误的是

A．生成铁锈最多的是B点

B．C处腐蚀时的电极反应为Fe-2e^-=Fe^2+

C．以锌为负极，采用牺牲阳极法防止铁闸的腐蚀，可将锌放在C处。

D．生锈最多的位置为腐蚀最严重的区域

有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：

实验 装置
部分实验现象	a极质量减小 b极质量增加	c极有气体产生 b极质量减轻	d极溶解c极有 气体产生	电流从a极 流向d极

由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A.a＞b＞c＞d       B.b＞c＞d＞a
C.d＞a＞b＞c        D.a＞b＞d＞c

对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（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应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为__________________。
（2）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，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为_________________。
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____________________。
（3）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时阳极材料为________________，用铜而不用石墨作阳极的原因是______________________。

“阳光”牌小包装“脱氧剂”成份为Fe粉、活性炭及少量NaCl、水，使用一段时间后Fe粉会变质。某校化学兴趣小组欲探究使用过的 “脱氧剂”的变质程度（已变质的Fe粉占变质前Fe粉的质量分数），设计并进行了如下探究过程，请你参与实验并回答有关问题。
步骤⑴取某食品包装袋中的“阳光”牌“脱氧剂”一袋，将里面的固体倒在滤纸上，仔细观察，固体为灰黑色粉末，夹杂着一些红棕色粉末。由此得出的结论为上述“脱氧剂”中的铁已变质，发生了       腐蚀，生成的铁锈主要成分是        (填化学式)；
步骤⑵将步骤⑴中的固体溶于水，过滤，将滤渣洗涤、干燥。该步骤的目的是         ；
步骤⑶ 取步骤⑵中的滤渣，将其分为两等份，每一份质量为8.0g。将其中一份在氧气流中充分灼烧，生成的气体全部通入足量的澄清石灰水，得到干燥、纯净的沉淀20.0 g。据此计算8.0 g滤渣中活性炭的质量为               ；
步骤⑷ 将步骤⑶中的另一份滤渣放入烧杯中，加入一定体积2.0mol/L的稀H₂SO₄，微热至反应完全。为保证滤渣充分溶解，加入的稀H₂SO₄的体积应大于或等于          mL；
步骤⑸ 向步骤⑷中的混合物中加入过量的氢氧化钠溶液，得到的固体经洗涤后转移到坩埚中充分加热，冷却、称量，得到6.86g固体。
结论：该“脱氧剂”中的Fe粉的变质程度为                          。

为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如下图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是

A．装置a的左侧液面一定会下降	B．左侧液面装置a比装置b的低
C．装置b中的铁钉腐蚀最严重	D．装置C中的铁钉几乎没被腐蚀

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Y^n－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      。

如图装置中,在U形管底部盛有CCl₄,分别在U形管两端小心倒入饱和食盐水和稀硫酸溶液,并使a、b两处液面相平,然后分别塞上插有生铁丝的塞子,密封好,放置一段时间后,下列有关叙述中错误的是

A．铁丝在两处的腐蚀速率:a < b

B．a、b两处相同的电极反应式为Fe-2e^-==Fe^2+

C．生铁丝中的碳在a、b两处分别作原电池的负极和正极

D．一段时间后,a处液面高于b处液面

对下图装置的叙述错误的是

A．X如果是Fe2(SO4)3，则不论a和b是否用导线连接成通路，铁片均发生氧化反应。

B．X如果是CuSO4，a和b分别连接直流电源正、 负极，一段时间后铁片质量增加。

C．X如果是HCl，则不论a和b用导线连接还是 a和b分别连接直流电源的正、负极时，H^+的移动方向均相同。

D．X如果是NaCl，则a和b连接时，该装置可模拟生铁在食盐水中被腐蚀的过程。

铬化学丰富多彩，由于铬光泽度好，常将铬镀在其他金属表面，同铁、镍组成各 种性能的不锈钢，CrO3 大量地用于电镀工业中。
（1）在下图装置中，观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图 2 装置中铜电 极上无气体产生，铬电极上产生大量有色气体。

图 2 装置中铬电极的电极反应式______________________
（2）最近赣州酒驾检查特别严，利用 CrO₃具有强氧化性，有机物（如酒精）遇到 CrO₃时，猛烈反应，CrO₃被还原成绿色的硫酸铬[Cr₂(SO₄)₃]，另该过程中乙醇被氧化成乙酸， 从而增强导电性，根据电流大小可自动换算出酒精含量。写出该反应的化学方程式为_________________________
（3）虽然铬加到铁中可将铁做成不锈钢可减少金属腐蚀，但 生产成本高，生活中很多情况下还是直接使用钢铁，但易腐蚀， 利用右图装置，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 应置于________处。若 X 为锌，开关K 置于________处。

（4）CrO3 和 K2Cr2O7 均易溶于水，这是工业上造成铬污染的 主要原因。净化处理方法之一是将含＋6 价 Cr 的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入 适量的 NaCl 进行电解：阳极区生成的 Fe²⁺和 Cr₂O₇^2－发生反应，生成的 Fe³⁺和 Cr³⁺在阴极 区与OH^－结合生成 Fe(OH)₃和 Cr(OH)₃沉淀除去【已知某条件下的KspFe (OH)₃ ＝ 3.0×10^-31， KspCr(OH)₃ ＝ 6.0×10^-38】。已知电解后的溶液中 c(Fe³⁺)为 2.0×10^－6 mol·L¹，则溶液中c(Cr³⁺)为______________mol·L^-1。

钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O₂+2H₂O====2Fe(OH)₂；
②4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O====4Fe(OH)₃；
③2Fe(OH)₃====Fe₂O₃+3H₂O。下列说法正确的是

A．当参加反应的O2等物质的量时，反应①、②中电子转移数目相等

B．反应①中氧化剂是氧气和水

C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

下列事实中，与电化学腐蚀无关的是

A．用于连接铜板的铁螺丝容易生锈	B．为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块
C．生铁比纯铁容易生锈	D．在铁中加入铬等特殊金属形成不锈钢

（1）用l体积SO₂和3体积氧气混合，在450℃以上通过V₂O₅催化剂，发生如下反应：一段时间后达到平衡，若此时同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9：1，则SO₂平衡转化率为_________%，
（2）在25℃时，有pH=m(m≤6)的盐酸L和pH="n" (n>8)的NaOH溶液L。二者混合恰好完全中和。问：若n+m=13时，则/=___________.
（3）利用下图装置，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应置于____处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为   。

(16分)化学实验有助于理解化学知识，提升科学素养。
I.某探究小组用以下右图装置做如下实验。

实验编号	a中试剂	b中试剂
1	0.1克Na、3 mL水	0.1克Na、3 mL乙醇
2	3 mL水	3 mL饱和FeSO4溶液

（1）实验1：同时加入试剂，反应开始阶段可观察到U形管中液面     （填编号，下同），反应结束静置一段时间，最终U形管中液面       。
a．左高右低          b．左低右高        c．左右基本持平
（2）实验2：一段时间后观察到U形管中液面左低右高， b管溶液中出现红褐色浑浊物，请解释出现上述现象的原因：                                                。
II．某研究小组为探究弱酸性条件下铁的电化学腐蚀类型，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图（1）所示)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（3）请填满表中空格，以完成实验设计：

编号	实验目的	炭粉/g	铁粉/g	醋酸浓度/mol/L
①	作参照实验	0.5	2.0	1.0
②	探究醋酸浓度对实验的影响	0.5		0.1
③		0.2	2.0	1.0

（4）实验①测得容器中的压强随时间的变化如图（2）所示。该小组得出0～t₁时压强增大的主要原因是：                                   。t₂时，容器中压强明显变小的原因是              。请在图（3）中用箭头标出发生该腐蚀时A和B之间的电子移动方向。

利用如图装置，完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中，正确的是

A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阴极保护法

B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，溶液中的阴离子向铁电极移动

C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动

D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，铁棒质量将增加，溶液中铜离子浓度将减小