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题型:填空题
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填空题

铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式____________________________________________。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。

图:______________正极反应:___________________,负极反应:__________________。

(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10 mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤____________________________________。

(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式

________________________、________________________。劣质不锈钢腐蚀的实验现象________________________________________。

正确答案

(1)2Fe3++Cu = 2Fe2++Cu2+ (2)装置图:;正极反应:Fe3++e- = Fe2+(或2Fe3++2e-==2Fe2+);负极反应:

Cu-2e-=Cu2+ (3)①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+

②加入CuO调节溶液的pH至3.2~4.7;

③过滤[除去Fe(OH)3]

(4)CuO+H2SO4==CuSO4+H2O;CuSO4+Fe==FeSO4+Cu;不锈钢表面有紫红色物质生成

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题型:填空题
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填空题

如图,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:

(1)若液面上升,则溶液呈______性,电极反应式为:

负极:______,

正极:______

(2)若液面下降,则溶液呈______性,电极反应式为:

负极:______,

正极:______.

正确答案

生铁中含有碳,铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池,

(1)若试管内液面上升,说明电解质环境是碱性或是中性,试管内气体因和水反应而使其压强减小,发生的是吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e-═Fe2+,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-

故答案为:碱性或是中性;2Fe-4e-=2Fe2+;2H2O+O2+4e-═4OH-

(2)若试管内液面下降,说明金属的腐蚀中生成气体导致压强增大,则金属发生的是析氢腐蚀,溶液呈酸性,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e-═Fe2+,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为:4H++4e-═2H2↑,

故答案为:较强的酸;Fe-2e-═Fe2+;2H++2e-=H2↑.

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题型:填空题
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填空题

(14分)已知B是一种由三种短周期(各位于不同周期)元素组成的正盐,该盐在常用锌锰干电池中做电解质;Y在常温下为液态,E的相对分子质量比D大16,它们存在如下转化关系(反应条件及部分产物已略去):

请回答下列问题:

(1)B的化学式为           ;F与Cu反应的离子方程式为_________;

(2)C可与过量的Cl2反应生成HCl和物质A,A可发生水解反应生成NH3 和HClO,则C与过量Cl2 反应的化学方程式为             ,反应中的还原剂为       

(3)D气体和CO都是汽车尾气的主要成分,降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:2D(g) + 2CO(g)  N2(g) + 2CO2(g);△H<0。若在一定温度下,将1.4 mol D、1.2 mol CO充入1 L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示。

①该反应的化学平衡常数为 K =      

②若保持温度不变,20 min 时再向容器中充入CO、N2

各0.8 mol,平衡将    移动(填“向左”、“向右”或“不”)

③20 min时,若改变反应条件,导致CO浓度发生如图

所示的变化,则改变的条件可能是        (填序号);

a.缩小容器体积      b.增加CO2的量   

c.升高温度          d.加入催化剂

正确答案

(1)NH4Cl(2分);3Cu+2NO3+8H= 3Cu2+2NO↑+4H2O(2分)

(2) NH3 + 3Cl2 = NCl3 +3HCl(2分),Cl2(2分)

(3)①0.05 L·mol-1 ②向左  ③ b c  (每空2分)

本题是一道综合性比较强的题目,对物质的推断是解题的关键。B为正盐,能与NaOH反应,故为铵盐,C为氨气,CDEF,为连续氧化,溶于水形成酸的过程,又因能与铜反应,也可以推测为HNO3,平衡分析中他,通入0.8molNO和N2平衡移动方向问题可有平衡常数进行解决。

K===0.05,Q===0.0625,Q>K,平衡逆向移动。

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题型:简答题
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简答题

如图,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察.请回答下列问题:

(1)若试管内液面上升,则原溶液呈现______性,发生______腐蚀,正极的电极反应式:______;

(2)若试管内液面下降,则原溶液呈现______性,发生______腐蚀,:负极的电极反应式:______.

正确答案

生铁中含有碳,铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池,

(1)若试管内液面上升,说明电解质环境是碱性或是中性,试管内气体因和水反应而使其压强减小,发生的是吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e-═Fe2+,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-

故答案为:碱性或是中性;吸氧;2H2O+O2+4e-═4OH-

(2)若试管内液面下降,说明金属的腐蚀中生成气体导致压强增大,则金属发生的是析氢腐蚀,溶液呈酸性,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e-═Fe2+,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为:4H++4e-═2H2↑,

故答案为:较强的酸;析氢;Fe-2e-═Fe2+

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题型:填空题
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填空题

下图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。

(1)甲中负极的电极反应式为____          

(2)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为____          

(3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系右图,则图中②线表示的是          离子的变化;反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要          mL 5.0 mol/L NaOH溶液。

正确答案

⑴CH3OH―6e+8OH=CO32―+6H2O(2分)⑵2.24L(2分,数值正确无单位得1分)⑶Fe2(2分)280(2分)

A、甲中负极是甲醇,碳为-2价,氧化产物为CO32―,电极反应为:CH3OH―6e+8OH=CO32―+6H2O,答案:CH3OH―6e+8OH=CO32―+6H2O;⑵A上先发生Cu2+2e=Cu,转移电子0.2mol,B生成O2为0.2mol/4=0.05mol,后A上发生2H +2e=H2,令产生的H2为xmol,B上生成的O2为x/2mol,A、B两极上产生的气体体积相同,xmol=x/2mol+0.05mol,x=0.1mol,A产生的气体在标准状况下的体积为2.24L,⑶由⑵转移的电子数为0.4mol,丙中反应方程式为:Cu+2Fe3=2Fe2+Cu2,①为Fe3 共0.4mol,反应后生成Fe20.4mol,从图中可知原来Fe2 有0.1mol, ②为Fe2 共0.5mol,③为Cu2 ,共0.2mol, 加入NaOH为(0.5mol×2+0.2mol×2)÷ 5.0 mol/L=280mL,答案:Fe2 ,220mL.

考点:原电池,电解池综合计算

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题型:填空题
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填空题

铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。

(1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。

在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是_______(填装置序号),该装置中正极电极反应式为___________;为防止金属Fe被腐蚀,可以采用上述_________(填装置序号)装置原理进行防护;装置③中总反应的离子方程式为______________________。

(2)新型固体LiFePO4隔膜电池广泛应用于电动汽车。电池反应为FePO4+LiLiFePO4,电解质为含Li+的导电固体,且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li+自由通过而导电。该电池放电时Li+向______极移动(填“正”或“负”),负极反应为Li-e-=Li+,则正极反应式为_____________。

(3)广西治理龙江河镉(Cd2+)污染时,先向河中投入沉淀剂将Cd2+转化为难溶物,再投入氯化铝,试说明氯化铝的作用_________________(用必要的离子方程式和文字进行解释)。

正确答案

(1)①;;②③ ;

(2)正;

(3)氯化铝溶于水, Al3+发生水解:,生成Al(OH)3胶体,能吸附镉的难溶物而发生聚沉(或沉降、沉淀或沉积下来),从而消除Cd2+污染。

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题型:填空题
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填空题

(8分)根据下边的实验装置图回答下列问题。

(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为                 

(2)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为                 

总反应的化学方程式为                                  ; 

有关上述实验,下列说法正确的是(填序号)                  

①溶液中Na+向A极移动

②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝

③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则电路中转移0.2 mol电子

正确答案

(1) Zn-2e=Zn2    (2)2H+2e=H2↑   2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH ②④

(1)若开始时开关K与a连接,则构成原电池,锌是活泼的金属,所以锌是负极,石墨是正极。其中负极方程式是Zn-2e=Zn2

(2)若开始时开关K与b连接,则构成电解池。B电极和电源的负极相连,作阴极,溶液中的氢离子放电,方程式是2H+2e=H2↑;阳极是石墨,溶液中的氯离子放电,所以总的反应式是2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH;电解池中阳离子向阴极移动,①不正确;氯气具有氧化性,能把碘化钾氧化生成单质碘,碘遇淀粉显蓝色,②正确;电解中生成的是氢气和氯气,所以要恢复到电解前的状态,应该是通入氯化氢气体,③不正确;氢气是2.24L,在标准状况下是0.1mol,所以转移电子是0.2mol,④正确,答案选②④。

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填空题

钢铁工业是国家工业的基础,请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题.

(1)若把锌片和铁片放在盛有食盐水和酚酞的表面皿中,如图1所示,能观察到酚酞变红的现象的区域是______(填I、II、III、IV),写出II处电极的电极反应式:______;写出IV处电极的电极反应式:______;写出该两种情况下发生的总反应的离子方程式:______;______.若把III的铁片改为碳棒,写出该处发生的电极反应式:______

(2)如图2所示各个装置中铁棒被腐蚀由易到难的顺序是______(填字母)

(3)利用如图3装置,可模拟铁的电化学防护,下列有关说法正确的是______(填字母)

A.若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于M处

B.若X为锌板,K置于M或N处,均能减缓铁的腐蚀

C.若X为碳棒,K置于M或N处,一段时间后溶液pH均不变

D.若X为碳棒,K置于M或N处,Cl-均向X电极移动

(4)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀.装置如图4,请回答:

①B电极对应的金属是______(写元素名称),A电极的电极反应式是______

②若电镀前铁、铜两电极的质量相同,电镀完成后,若电镀时电路中通过的电子为0.2mol,将它们取出洗净、烘干、称量,则A、B两极质量相差______ g.

正确答案

(1)第一个装置是原电池,Zn为负极,溶液中的氧气在Ⅰ处得电子生成OH-,所以Ⅰ处变红;第二个装置是电解池,铁为阳极,溶液中的H+在Ⅳ处得电子,破坏了锌片附近水的电离平衡,使得OH-浓度增大,所以Ⅳ处变红,Ⅱ处是原电池的负极,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,Ⅳ处是电解池的阴极,发生电极反应为:2H++2e-=H2↑,该两种情况下发生的总反应的离子方程式:2Fe+O2+H2O=2Fe(OH)2、Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑,若把III的铁片改为碳棒,写出该处电极为惰性电极,发生的电极反应式:2Cl--2e-=Cl2↑,

故答案为:Ⅰ、Ⅳ;Zn-2e-=Zn2+;2H++2e-=H2↑;2Fe+O2+H2O=2Fe(OH)2;Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑;2Cl--2e-=Cl2↑;

(2)A、该装置中铁作负极,铁易失去电子而易被腐蚀;

B、该装置中铁作正极,铁电极上易得电子而被保护;

C、铁不发生电化学腐蚀;

D、铁作电解池的阴极而被保护;

同一种金属的腐蚀由快到慢的顺序是:电解池的阳极>原电池的负极>原电池正极>电解池阴极,所以铁棒被腐蚀由易到难的顺序ACBD,

故答案为:A>C>B>D;

(3)A、若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,金属铁被保护,故A正确;

B、若X为锌棒,开关K置于M处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,金属铁被保护,若X为锌板,K置于N处,形成原电池,此时金属锌为负极,金属铁为正极,金属铁被保护,故B正确;

C、若X为碳棒,K置于N处,形成电解池,金属铁为阴极,该极上氢离子得电子放出氢气,氢离子减少,阳极上是氯离子失电子产生氯气,导致溶液的pH增大,故C错误;

D、若X为碳棒,K置于M处形成原电池,氯离子移向负极金属铁,K置于N处,Cl-均向阳极碳棒电极移动,故D错误;

故选AB;

(4)①在铁件的表面镀铜的电镀池中,作阳极A的是镀层金属铜,Cu-2e-=Cu2+,阴极B是金属铁,故答案为:铁;Cu-2e-=Cu2+

②电镀时两极反应为:A电极:Cu-2e-=Cu2+,B电极上:Cu2++2e-=Cu,若电镀时电路中通过的电子为0.2mol,则A极上质量减少6.4g,B极上质量增加6.4g,所以A、B两极质量相差12.8g,故答案为:12.8.

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(12分)某种铅酸蓄电池具有廉价、长寿命、大容量的特点,它使用的电解质是可溶性的甲基磺酸铅,电池的工作原理:

⑴放电时,正极的电极反应式为     ;充电时,Pb电极应该连接在外接电源的     (填“正极”或“负极”)。

⑵工业用PbO2来制备KClO4的工业流程如下:

①写出NaClO3与PbO2反应的离子方程式:     

②工业上可以利用滤液Ⅰ与KNO3发生反应制备KClO4的原因是     

⑶PbO2会随温度升高逐步分解,称取23.9gPbO2,其受热分解过程中各物质的质量随温度的变化如右图所示。

若在某温度下测得剩余固体的质量为22.94g,则该温度下PbO2分解所得固体产物的组成为     (写化学式),其物质的量之比为     

正确答案

⑴4H++PbO2+2e=Pb2++2H2O 负极  ⑵①PbO2+ClO3+2H+=Pb2++ClO4+H2O

②KClO4的溶解度较小   ⑶Pb2O3和Pb3O4  1:1

(1)放电相当于是原电池,正极得到电子,所以电极反应式为4H++PbO2+2e=Pb2++2H2O。充电相当于电解池,zau原电池中Pb是负极,失去电子。所以再充电时应该和电源的负极相连,作阴极,得到电子。

(2)①二氧化铅具有氧化性,能把氯酸钠氧化生成高氯酸钠,方程式为

PbO2+ClO3+2H+=Pb2++ClO4+H2O。

②由于KClO4的溶解度较小,易结晶析出。

(3)二氧化铅是0.1mol,其中氧原子是0.02mol。再A点,固体减少0.8g,则剩余氧原子的物质的量是0.15mol,剩余此时铅和氧原子的个数之比是2︰3,剩余A点对应点物质是Pb2O3。同理可得出B点对应物质是Pb3O4。由于剩余固体质量介于A和B之间,所以固体是由Pb2O3和Pb3O4组成点混合物。设二者的物质的量分别是x和y,则2x+3y=0.1,3x+4y=0.2-=0.14,解得x=y=0.02mol,所以是1︰1的。

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填空题

(8分)“神九”飞船的发射成功,标志着我国航天事业进入领先行业。

(1).燃料电池的发展和航天的需求密不可分。燃料电池不仅能量转换率高,而且以氢气和氧气为燃料的电池,电池反应生成的水还可供宇航员饮用。

①使用酸性电解质的氢氧燃料电池,负极的电极反应为                            。

②美国的阿波罗登月飞船使用的是碱性氢氧燃料电池,正极的电极反应为

O2 + 2H2O + 4e = 4OH,负极的电极反应为                             。

③下图是熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图。

已知负极的电极反应为2 H­2 – 4e+ 2CO32 ="2" H2O +2CO2

正极的电极反应为                                                  。

(2).太阳能电池也为航天飞船提供了方便的能源。在航天飞船内H2O和O2的循环中,借助太阳能电池,可以通过电解水提供O2。若有4 mol电子发生转移,则在阳极上得到气体的体积(标准状况)是         L。

正确答案

(1)① H2 — 2e- =  2H+  ② H2 — 2e-  + 2OH-  = 2H2O

③O2 + 4e- + 2CO2 = 2CO32-(2) 22.4 

试题分析:(1)氢氧燃料电池中,当介质是酸性介质时,负极反应为H2-2e- = 2H+,正极反应为O2+4H++4e-=2H2O。当介质是碱性介质时,负极反应为H2-2e-+ 2OH- = 2H2O,正极反应为O2 + 2H2O+4e= 4OH。熔融盐燃料电池正极反应式为O2+4e-=2O2-、O2-+CO2=CO32-,二式合并得O2+4e-+2CO2=2CO32-,或用总反应式2H2+O2=2H2O减去负极反应式得正极反应式O2+4e-+2CO2=2CO32-

(2)电解水生成氧气的电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑。当转移4mol电子时生成氧气1mol。

点评:原电池电极反应不易写出时可用总反应减去一极电极反应式得到另一极电极反应式。

下一知识点 : 玻璃、陶瓷和水泥
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