高中化学

(10分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,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。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):

编号
实验目的
炭粉/g
铁粉/g
醋酸/%

为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0

醋酸浓度的影响
0.5
 
36.0

 
0.2
2.0
90.0

(2)编号①实验测得容器中的压强随时间的变化如图(a)所示。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了________腐蚀,请在图(b)中用箭头标出发生该腐蚀时电子的流动方向;此时,炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是__________。
                     
(a)                      (b)
(3)该小组对图(a)中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:
假设一:发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:________;
……
(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一,补全实验步骤和结论。
实验步骤和结论
①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、
出导管);
②通入氩气排净瓶内空气;
                                                                

  • 更新:2020-03-18
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如下图所示,将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中,再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液,冷却后形成琼胶(离子在琼胶内可以移动)。下列叙述正确的是

A.a中铁钉附近呈现红色
B.b中铁钉上发生还原反应
C.a中铜丝上发生氧化反应
D.b中铝条附近有气泡产生
  • 更新:2020-03-19
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下列有关电化学原理的说法中,错误的是

A.在现实生活中,电化学腐蚀要比化学腐蚀严重的多,危害更大
B.在铜的精炼装置中,通常用粗铜作作阳极,精铜作阴极
C.氯碱工业,主要依托电解熔融的氯化钠来制取工业上重要的化工原料烧碱和氯气
D.可充电的电池称“二次电池”,在充电时,是将电能转变成化学能,在放电时,又将化学能转化成电能
  • 更新:2020-03-19
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某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理,设计了如下图a所示装置,图a的铁棒末段分别连上一块Zn片和Cu片,并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域(如下图b示)发生了变化,已知Fe2+可用K3Fe(CN)6来检验(呈蓝色)。则下列说法不正确的是(   )

A.甲区发生的电极反应式:Fe-2e-= Fe2+ B.乙区产生Zn2+
C.丙区呈现红色 D.丁区呈现蓝色
  • 更新:2020-03-18
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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。

  • 更新:2020-03-18
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Cl2、漂白液(有效成分为NaClO)在生产、生活中广泛用于杀菌、消毒.
(1)电解NaCl溶液生成Cl2的化学方程式是            
(2)Cl 2溶于H2O、NaOH溶液即获得氯水、漂白液.
①干燥的氯气不能漂白物质,但氯水却有漂白作用,说明起漂白作用的物质是            
②25℃,Cl 2与H2O、NaOH的反应如下:

不直接使用氯水而使用漂白液做消毒剂的原因是            
(3)家庭使用漂白液时,不宜直接接触铁制品,漂白液腐蚀铁的电极反应为:发生的电极反应式是            
(4)研究漂白液的稳定性对其生产和保存有实际意义.30℃时,pH=11的漂白液中NaClO的质量百分含量随时间变化如下:

①分解速v(Ⅰ)、v(Ⅱ)的大小关系是           ,原因是            
②NaClO分解的化学方程式是            
(常温下漂白液的密度约为1g / cm3,且变化忽略不计)

  • 更新:2020-03-19
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K, Fe, C, N, O, S是中学化学常见的六种元素。
(1)K位于元素周期表的第    周期第     族;N的基态原子核外有     个未成对电子。基态Fe2的核外电子排布式是     
(2)用“>”或“<”填空:

(3)在250C、l01kPa下,已知CO与NO在一定条件下反应生成N2和CO2,恢复至原状态,平均每转移lmol电子放热153.9kJ,该反应的热化学方程式是     
(4)钢铁在有电解质溶液存在的条件下易发生电化学腐蚀。某同学利用钢铁的电化学腐蚀原理,设计如图甲所示实验:

①写出石墨电极的电极反应式:     
②将该装置作筒单修改即可成为铁的电化学防护装置,请在图乙中的虚线框内所示位置作出修改。

  • 更新:2020-03-19
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电化学原理在能量转换、物质合成、防止金属腐蚀等方面应用广泛。
I.下列是常见的电化学示意图

(1)图①是碱性锌锰电池的构造示意图,在正极反应的物质是_______________(填“Zn”或“MnO2”),正极发生_______反应(填“氧化”或“还原”)。
(2)图②是酸性电解质的氢氧燃料电池工作原理示意图,B极发生的电极反应是________________。
(3)图③表示钢铁发生吸氧腐蚀生锈的示意图,写出氧气发生的电极反应:___________________。
(4)能表示“牺牲阳极的阴极保护法”的示意图是______________(填序号)。图④中,钢闸门连接电源的_____________极而受到保护。在图⑤中标出电子的移动方向。
II.下列是常见的电化学装置图。

(5)图⑥中电池的总反应为__________________(写化学方程式),盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液,盐桥中Cl-会向_______________(填“左”或“右”)边烧杯中的溶液移动。
(6)检验图⑦中阳极产物的方法和现象是________________。

  • 更新:2020-03-19
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某蓄电池反应为NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2
(1)该蓄电池充电时,发生还原反应的物质是       (填下列字母),放电时生成Fe(OH)2的质量18 g,则外电路中转移的电子数是             

A.NiO2 B.Fe C.Fe(OH)2 D.Ni(OH)2

(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与该蓄电池这样的直流电源的      极(填“正”或“负”)相连。
(3)以该蓄电池做电源,用下图所示装置,在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示                                  

(4)精炼铜时,粗铜应与直流电源的        极(填“正”或“负”)相连,精炼过程中,电解质溶液中c(Fe2)、c(Zn2)会逐渐增大而影响进一步电解,甲同学设计如下除杂方案:

已知各离子沉淀时的情况如下表:

沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀时的pH
2.3
7.5
5.6
6.2
完全沉淀时的pH
3.9
9.7
6.4
8.0

则加入H2O2的目的是                                                  
发生反应的离子方程式为         。乙同学认为应将方案中的pH调节到8,你认为此观点      (填“正确”或“不正确”),理由是                              

  • 更新:2020-03-19
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铁、铜及其化合物在工农业生产中应用广泛。
(1)在潮湿空气中,钢铁发生电化学腐蚀转化为Fe(OH)2的反应方程式为       。在含有等浓度硫酸溶液的下列装置中,铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是            (用序号填写)。

(2)已知:①3Fe(s)+2O2g)=Fe3O4(s)      H="-1118" kJ·mol-1
②2Al(s)+3/2O2(g)=A12O3(s)     H="-1675.7" kJ·mol-1
则焊接钢轨时铝与Fe3O4发生反应生成铁和Al2O3的热化学方程式为              
(3)Na2FeO4具有强氧化性,其电解制法如图所示,请写出阳极的电极反应式      。Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒,又能絮凝净水的水处理剂,其原理是              

(4)工业上常用FeCl3溶液腐蚀印刷线路板,发生反应的离子方程式是            。若腐蚀铜板后的溶液中,Cu2+、Fe3+和Fe2+浓度均为0.1 mol·L-1,结合下图分析,当混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5.6时,溶液中存在的金属阳离子为    。从图中数据计算Fe(OH)2的溶度积Ksp[Fe(OH)2]=      

已知:横坐标为溶液的pH,纵坐标为金属离子的物质的量浓度的对数(当溶液中金属离子浓度10-5 mol·L-1时,可认为沉淀完全)。

  • 更新:2020-03-19
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(10分)对钢铁制品进行抗腐蚀处理,可适当延长其使用寿命。
(1)抗腐蚀处理前,生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中,除去铁锈的化学反应的离子方程式为:________________________。
(2)利用右图装置,可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒,为减缓铁件的腐蚀,开关K应置于________处。
②若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为____     ____。
(3)上图中若X为粗铜,容器中海水替换为硫酸铜溶液,开关K置于N处,一段时间后,当铁件质量增加3.2 g时, 转移的电子数为       NA。铁件表面镀铜可有效防止铁被腐蚀,如果铁件部分未镀上铜,或镀层破损,镀铜铁比镀锌铁反而更易被腐蚀,请简要说明原因:___________________。

  • 更新:2020-03-19
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铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)下图是研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

在图中A、B、C、D四个部位中,生成铁锈最多的部位________(填字母)。
(2)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。则该反应的平衡常数表达式为K=____________;t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2) =_______;t℃时,若在1L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)、xmol CO,发生反应,当反应达到平衡时FeO(s)的转化率为50%,则x=________。
(3)高铁酸钾是一种高效、多功能的水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,有关
反应原理为:
3NaClO+2Fe(NO3)3+l0NaOH=2Na2FeO4 ↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH
实验证明,反应的温度、原料的浓度及配比对高铁酸钾的产率都有影响。图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;图2为一定温度下,NaClO不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响。

①工业生产中,反应进行的适宜温度为_________℃;此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液的理想的质量浓度之比是____________。
②高铁酸钾做水处理剂时的作用主要有__________________(答出2条即可)。

  • 更新:2020-03-19
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高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)  2Fe(s)+3CO2(g)   ΔH =" a" kJ  mol1
(1)已知:
①Fe2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g)   ΔH1 =" +" 489.0 kJ  mol1 
②C(石墨)+CO2(g) = 2CO(g)            ΔH2 =" +" 172.5 kJ  mol1
则a =         kJ  mol1
(2)冶炼铁反应的平衡常数表达式K =       ,温度升高后,K值        (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T℃时,该反应的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。

 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0

 
① 甲容器中CO的平衡转化率为        
② 下列说法正确的是         (填字母)。
a.若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态
b.甲容器中CO的平衡转化率大于乙的
c.甲、乙容器中,CO的平衡浓度之比为2∶3
d.增加Fe2O3可以提高CO的转化率
(4)采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a~c装置中,能保护铁的是        (填字母)。
②若用d装置保护铁,X极的电极材料应是           (填名称)。

  • 更新:2020-03-18
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I.设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1。反应 ②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:

T(K)
K1
K2
973
1.47
2.36
1173
2.15
1.67

 
(1)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),这是一个     (填“吸”或“放”)热反应,要使平衡③向右移动,可采取的措施有      (填序号)。
A.缩小反应容器容积
B.扩大反应容器容积
C.降低温度
D.升高温度
E.使用合适的催化剂
F.设法减少CO的量
(2)若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行;Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),则两者的反应速率       (填序号)。
A.前者大     B.后者大     C.一样大     D.无法判断
II.(1)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。请配平主要反应的方程式:
□Na2FeO2+□NaNO2+□H2O=□NaFeO2+□NH3↑+□NaOH
(2)钢铁经冷、浓HNO3处理后“钝化”能达到防腐目的,不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图。

①图示可知,分析HNO3与铁反应的规律是             
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是         
(3)金属(M)的腐蚀是因为发生反应:M-ne-→Mn+,除了上述表面处理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是      (填字母编号)
A.在铁中掺入铬等金属制成不锈钢
B.在铁制品表面镀锌
C.提高铁中含碳量,制成生铁
D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连

  • 更新:2020-03-18
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中国尿素合成塔(尿塔)使用寿命仅为欧美国家的1/4。为此北京钢铁研究 院对四川泸天化尿塔腐蚀过程进行研究,得出下列腐蚀机理:

(1)H2S来自合成尿素的天然气。在380 K、体积为2 L的密闭容器中,存在如下反应H2(g)+S(s)H2S(g)  △H=+21.6kJ·mol-1。反应达到平衡时H2、S、H2S的物质的量均为3 mol,则380 K时该反应的化学平衡常数为______;下列对该反应分析正确的是______(填字母序号)。

(2)在反应I中发生的化学反应为______。
(3)研究发现反应II是分别以Fe、FeS为电极,以水膜为电解质溶液的电化学腐蚀,其 负
极为______;
已知:Fe(s)+S(s)=FeS(s) △H1=-2.5akJ·mol-1 
S(s)+O2(g)=SO2(g)  △H2=-5akJ·mol-1
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3=-6akJ·mol-1
则反应II的热化学方程式为_____                                         
(4)已知H2S2O3的K1=2.2×10-1、K2=2.8×10-2。Na2S2O3水溶液呈______性,该溶液中电荷守恒式为_____                                                       ;反应IY的反应类型为______         ;该反应______(填“能”或“不能”) 说明FeS溶解性强于FeS2O3
(5)泸天化尿塔的最终腐蚀产物为______;为了有效防腐,北钢建议泸天化在生产中用 CuSO4溶液“脱硫(H2S)”,其中涉及的离子方程式为
__________________                                                   

  • 更新:2020-03-18
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高中化学无机物的性质实验试题