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- 2021-07-08 发布
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金属的电化学腐蚀和防护
1、下列有关金属的说法中正确的是()
A.生铁比纯铁抗腐蚀能力更强
B.青铜、不锈钢、硬铝都是合金
C.性质越活泼的金属越早被人类冶炼和使用
D.单质铝在空气中比较耐腐蚀,所以铝是不活泼金属
【答案】B
【解析】解:A、生铁容易被腐蚀,比纯铁抗腐蚀能力更弱,A错误;B、青铜、不锈钢、硬铝都是合金,B正确;C、性质越不活泼的金属越早被人类冶炼和使用,C错误;D、单质铝在空气中比较耐腐蚀,是因为其表面有一层致密的氧化膜氧化铝,铝是活泼金属,D错误,答案选B。
2、下列说法正确的是
A.电镀时,通常把待镀金属作阳极,镀层金属作阴极
B.牺牲阳极的阴极保护法利用了电解池的原理
C.甲烷的四种氯代产物中,常温下只有一氯甲烷是气体
D.乙炔的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平
【答案】C
【解析】
A.电镀时,镀层金属作阳极,失电子发生氧化反应,镀件被保护作阴极,镀层金属阳离子得电子发生还原反应,故A项错误;
B.牺牲阳极的阴极保护法利用了原电池的原理,故B项错误;
C.甲烷的四种氯代产物分别是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷(四氯化碳),常温下只有一氯甲烷为气体,其他为液体,故C项正确;
D.乙烯工业的发展,带动了其他以石油为原料的石油化工的发展,是石油化工发展的标志,故D项错误;
答案选C。
3、下列图示内容的对应说明错误的是
A
B
C
D
图示
说明
可保护钢闸门不被腐蚀
可以结合秒表测量锌与硫酸的反应速率
证明温度对平衡移动的影响
反应为放热反应
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
A.钢闸门连接电源的负极,可被保护而不被腐蚀,故A正确;
B.气体的体积可由注射器量出,结合时间可求出反应速率,故B正确;
C.已知2NO2N2O4△H<0,根据颜色的变化可知平衡移动的方向,以此可确定温度对平衡移动的影响,故C正确;
D.图像中反应物的总能量小于生成物的总能量,表示该反应为吸热反应,故D错误。
故选D。
4、为保护地下钢管不受腐蚀,可采取的措施有( )
A.与石墨棒相连B.与铜板相连
C.埋在潮湿、疏松的土壤中D.与锌板相连
【答案】D
【解析】
A.由于石墨性质稳定且导电,显然此时钢管会与石墨形成原电池的两极,钢管作负极而加快腐蚀,故A项错误;
B.钢管与铜板相连,遇到合适电解质溶液构成了原电池,且铁的活泼性大于铜,故钢管作负极,此时会加快钢管被腐蚀,故B项错误;
C.钢管在潮湿、疏松的土壤中,易于形成原电池,且铁作为活泼金属充当负极,发生腐蚀,故C项错误;
D.因锌的金属活动性大于铁,则钢管与锌板相连,遇到合适的电解质溶液构成原电池且作正极,从而保护钢管不受腐蚀,故D项正确。
答案选D。
5、钢铁的外加电流阴极保护法中,铁应
A.接在电源正极B.接在电源负极C.连接锌D.连接铜
【答案】B
【解析】
外加电流阴极保护法中,将铁与电源的负极相连接,做电解池的阴极,被保护,B正确,A错误;而铁连接锌,构成原电池,锌被腐蚀保护了铁,属于牺牲阳极的阴极保护法,不合题意,C错误;而铁连接铜,构成原电池,铁被腐蚀保护了铜,达不到保护铁的目的,D错误;
综上所述,本题选B。
6、下列金属防护的方法中,应用了牺牲阳极的阴极保护法的是
A.钢铁船身嵌入锌B.钢闸门与直流电源负极相连
C.健身器材刷油漆D.车圈、车铃钢上镀铬
【答案】A
【解析】
A.钢铁船身嵌入锌,形成原电池,锌作负极被氧化,铁受保护,应用了牺牲阳极的阴极保护法,故A符合;
B.钢闸门与直流电源负极相连,应用了外加电流的阴极保护法,故B不符合;
C.健身器材刷油漆,应用了在金属表面覆盖保护层的保护法,故C不符合;
D.车圈、车铃钢上镀铬,应用了在金属表面覆盖保护层的保护法,故D不符合。
故答案选A。
7、下列说法正确的是
A.地下钢铁管道用导线连接直流电源的正极可以减缓管道的腐蚀
B.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1<10c2
C.0.1mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
D.反应MgO(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)在室温下不能自发进行,则该反应的△H>0
【答案】D
【解析】
A.地下钢铁管道用导线连接直流电源的正极,为阳极,失去电子,加快管道的腐蚀,故A错误;
B.醋酸溶液中,醋酸是弱电解质,醋酸浓度越大其电离程度越小,所以两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1>10c2,故B错误;
C.由质子守恒可以知道,Na2CO3溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3),故C错误;
D.室温下,反应反应MgO(s)+C(s)=Mg(s)+CO(g)不能自发进行,该反应的△S>0,反应不能自发,则△G=△H-T△S>0,所以△H>0,故D正确。
答案选D。
8、下列说法不正确的是()
A.一般来说,不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应
B.溶液中Fe2+可以用K3[Fe(CN)6]溶液来检测
C.铁锈覆盖在钢铁表面,阻止钢铁继续腐蚀
D.在船身上装锌块来避免船体遭受腐蚀
【答案】C
【解析】
A.不纯的金属,杂质和金属构成原电池的两个电极,与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,故A正确;
B.溶液中Fe2+遇到K3[Fe(CN)6]溶液可以产生蓝色沉淀,故B正确;
C.铁锈的结构比较疏松,无法隔绝空气中的水分和氧气,所以无法阻止钢铁继续腐蚀,故C错误;
D.在船身上装锌块,锌比较活泼,先被腐蚀,是利用原电池原理来避免船体遭受腐蚀,故D正确。
故选C。
9、下列有关电化学装置完全正确的是()
A
B
C
D
铜的精炼
构成铜锌原电池
铁上镀银
防止Fe被腐蚀
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【详解】
A.粗铜精炼时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,且电解质溶液是可溶性的铜盐,故A错误;B.含有盐桥的原电池中,电极材料和电解质溶液中金属阳离子属于同一元素,铜锌原电池中,硫酸铜溶液中电极应该是铜电极,硫酸锌溶液中电极应该是锌电极,故B错误;C.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,在铁上镀银时,银作阳极,铁作阴极,故C错误;D.利用外接电源的阴极保护法保护金属时,被保护的金属作阴极,所以铁作电解池的阴极,故D正确;故答案为D。
10、关于下列各装置图的叙述中,不正确的是
A.用装置①精炼铜,则a极为电源正极,电解质溶液可为CuSO4溶液
B.用湿润的淀粉-KI试纸检验装置②中阳极气体产物时,试纸变为蓝色
C.装置③中钢闸门应与外接电源的负极相连,该保护法称为“牺牲阳极的阴极保护法”
D.装置④中反应一段时间后,取Fe电极附近溶液滴加铁氰化钾溶液,不会产生蓝色沉淀
【答案】C
【解析】
A.用装置①精炼铜,粗铜做阳极,精铜做阴极,a极为电源正极,电解质溶液可为CuSO4溶液,故A项正确;
B.装置②中氯离子在阳极放电生成氯气,遇湿润的淀粉-KI试纸变蓝,故B项正确;
C.钢闸门与外接电源的负极相连,图为外加电源的阴极保护法,故C项错误;
D.锌、铁形成的原电池中,锌做负极,铁做正极,溶液中不存在亚铁离子,取Fe电极附近溶液滴加铁氰化钾溶液,不会产生蓝色沉淀,故D项正确;
综上,本题选C。
11、下列说法正确的是
A.海水淡化的常用方法有蒸馏法、离子交换法和电解法
B.钢铁在焊接前可以用NH4C1溶液清除表面的铁锈
C.蛋白质是仅由碳、氢、氧元素组成的物质
D.在轮船外壳上焊接锌块或接直流电源正极,均可减缓船体的腐蚀速率
【答案】B
【解析】
A、海水淡化常用的方法是蒸馏法、离子交换法和电渗析法,故A错误;
B、NH4Cl的水溶液为酸性,能去除表面的铁锈,故B正确;
C、蛋白质主要是由C、H、O、N等元素组成,故C错误;
D、根据原电池原理,采用牺牲阳极的阴极保护法时,可以在轮船外壳上焊接锌块;若根据电解原理,采用外加电流的阴极保护法时,外壳上应连接直流电源的负极,若连接电源的正极,则加速外壳的腐蚀,故D错误。
12、下列关于如图装置说法中正确的是
A.保护铁时,a极为铁片,b极为锌片
B.电镀铜时,a极为镀件,b极为铜
C.精炼铜时,a极为粗铜,b极为精铜
D.惰性电极电解饱和食盐水时,b极有黄绿色气体产生
【答案】C
【解析】
A.保护铁时,Fe为阴极,则b极为铁片,a极为锌片,选项A错误;
B.电镀铜时,Cu为阳极,则b极为镀件,a与正极相连,a极为铜,选项B错误;
C.精炼铜时,粗铜为阳极,纯铜为阴极,a与正极相连,则a极为粗铜,b极为精铜,选项C正确;
D.惰性电极电解饱和食盐水时,阳极上生成氯气,则a极有黄绿色气体产生,选项D错误;
答案选C。
13、化学与生活、人类生产、社会可持续发展密切相关,下列有关说法正确的是
A.我国发射的“嫦娥三号”卫星中使用的碳纤维,是一种有机高分子材料
B.石油裂化和裂解制取乙烯、丙烯等化工原料不涉及化学变化
C.电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
D.“霾尘积聚难见路人”,雾霾所形成的气溶胶没有丁达尔效应
【答案】C
【解析】
A.碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维,属于无机非金属材料,A项错误。
B.石油裂化和裂解都属于化学变化,在反应过程中生成了新物质,B项错误。
C.金属内胆一般来说是不锈钢材质的,镁棒的金属活动性强于金属内胆的,所以镁棒相当于原电池的负极,从而保护了金属内胆不被腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法,C项正确。
D.胶体具有丁达尔效应,气溶胶也属于胶体的一种,D项错误。
【点睛】
易错点:石油裂化和裂解,煤的汽化、液化、干馏均是化学变化,石油的分馏是物理变化,需要牢记。
14、为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采取如图所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用( )
A.锌B.钠
C.铜D.石墨
【答案】A
【解析】
如图方案降低水库的铁闸门被腐蚀的速率,属于牺牲阳极的阴极保护法,根据原电池原理,R应选用活泼性比铁强的金属,且不能与水反应,所以只能选择金属锌,答案选A。
15、关于下列各装置图的叙述不正确的是
A.用图①装置精炼铜,a极为粗铜,b为精铜,电解质溶液为CuSO4溶液
B.图②装置盐桥中KCl的Cl﹣移向甲烧杯
C.图③装置中钢闸门应与外接电源的正极相连获得保护
D.图④两个装置中通过导线的电子数相同时,消耗负极材料的物质的量不同
【答案】C
【解析】
A.电解精炼铜,粗铜做阳极,精铜做阴极,用图①装置精炼铜,由图可知电流由电源正极流向电解池a极,则a极为阳极,a极为粗铜,b为精铜,电解质溶液为CuSO4溶液,故A正确;
B.盐桥是起到平衡电解质液中电荷、保持电荷守恒作用的,甲烧杯中锌离子增多,氯离子移向甲烧杯;即图②装置盐桥中KCl的Cl-移向甲烧杯,故B正确;
C.图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护,钢闸门作阴极被保护,故C错误;
D.两个原电池中分别是铝和稀硫酸反应,锌和稀硫酸反应,分别是Al、Zn作负极材料,1molAl失去3mol电子,1molZn失去2mol电子,电子转移相同时消耗的铝和锌物质的量不同;即图④两个装置中通过导线的电子数相同时,消耗负极材料的物质的量不同,故D正确。答案选C。
16、下列说法正确的是( )
A.合成氨生产中,使用高效催化剂可提高原料平衡转化率
B.铁质管道与锌用导线相连(如图所示)可防止管道被腐蚀
C.5mL18mol·L-1浓硫酸与足量铜共热,反应最多转移0.18mol电子
D.常温下,反应2H2S(g)+SO2(g)===3S(s)+2H2O(l)能自发进行,该反应ΔH>0
【答案】B
【解析】
A、催化剂不能使平衡移动,故使用高效的催化剂平衡不移动,原料的转化率不能改变,选项A错误;
B..导线连接锌块,构成原电池时Zn为负极,Fe作正极被保护,则可以减缓管道的腐蚀,选项B正确;
C.5mL18mol?L-1浓硫酸中含有0.09mol硫酸,铜与浓硫酸的反应中,消耗0.09mol硫酸会生成0.045mol二氧化硫,转移0.09mol电子,由于稀硫酸不与铜反应,所以反应生成的二氧化硫小于0.045mol,转移的电子小于0.09mol,选项C错误;
D、该反应△S<0,若反应能够自发进行,△H必须小于0,选项D错误;
答案选B。
17、下列有关金属的保护方法的说法中正确的是
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀仍很慢
C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法
【答案】B
【解析】
A.破损后铁直接暴露在空气中容易发生电化学腐蚀,搪瓷层破损不能起到防止生锈的作用,A错误;B.镀锌层破坏后,锌作原电池的负极,失电子,铁作正极,锌继续保护铁,B正确;C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,是牺牲阳极的阴极保护法,C错误;D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是在金属表面覆盖保护层,不属于电化学保护法,D错误;答案为B。
18、用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4的醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下:pH=2时锥形瓶中气体压强变化的曲线图和pH=4时锥形瓶中气体压强变化的曲线图分析图像,以下结论错误的是
A.溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀
B.在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀
C.析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快
D.两溶液中负极反应均为:Fe-2e-===Fe2+
【答案】C
【解析】
A.根据pH=2的溶液中压强与时间的关系知,压强随着反应的进行而逐渐增大,说明发生的是金属的析氢腐蚀,这说明溶液pH≤2时,生铁发生析氢腐蚀,故A正确;
B.pH=4的醋酸溶液中压强随着反应的进行而逐渐减小,说明发生吸氧腐蚀。pH=4的醋酸溶液呈酸性,所以在酸性溶液中生铁也可能发生吸氧腐蚀,故B正确;
C.根据压强与时间关系图可知,pH=2的溶液和pH=4的溶液中,变化相同的压强时所用时间不同,前者比后者使用时间长,这说明吸氧腐蚀速率大于析氢腐蚀速率,故C错误;
D.根据以上分析可知两个溶液中都发生电化学腐蚀,铁均作负极,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故D正确。
故选C。
19、港珠澳大桥设计寿命120年,对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是
A.防腐原理主要是避免发生反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,是为了隔绝空气、水等防止形成原电池
C.采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极
D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
【答案】C
【解析】
A.铁为活泼的金属,在潮湿的空气中容易发生吸氧腐蚀,发生的主要反应有2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3等,故A正确;
B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层,可以隔绝空气、水等防止形成原电池,防止铁发生电化学腐蚀,故B正确;
C.外接镁、锌等作辅助阳极属于牺牲阳极的阴极保护法,采用外加电流的阴极保护时需外接电源,故C错误;
D.不锈钢具有较强的抗腐蚀性,采用不锈钢材料做钢构件可以防止或减缓电化学腐蚀,故D正确;故选C。
20、为探究钢铁的吸氧腐蚀原理,设计了如图所示的装置,下列有关说法中错误的是
A.正极的电极反应方程式为O2+2H2O+4e-===4OH-
B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成
C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈
D.断开连接石墨和铁的导线,铁便不会生锈
【答案】D
【解析】
A.钢铁的吸氧腐蚀中,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-,故A正确;
B.将石墨换成镁,镁和铁构成的原电池中,镁作负极,容易失去电子被氧化,所以铁被保护而不易生锈,故B正确;
C.向自来水中加入少量氯化钠固体,溶液中自由移动离子增加,铁失电子速率加快,所以可以较快看到铁锈,故C正确;
D.断开连接石墨和铁的导线,因为铁中会含有少量的碳,依然满足形成原电池的条件,所以依然会生锈,只是速度慢些,故D错误。
故选D。
21、对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
(1)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________________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______________________。在此过程中,两个电极上质量的变化值:阴极________阳极(填“>”“<”或“=”)。
(3)利用如图所示的装置,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________(填“M”或“N”)处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为________。
【答案】(1).2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+
(2)能向电镀液中不断补充Cu2+,使电镀液中的Cu2+浓度保持恒定;=
(3)N;牺牲阳极的阴极保护法
【解析】解:(1)铝材表面形成氧化膜,铝在阳极失电子发生氧化反应生成氧化铝,阳极电极反应式为2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+;
(2)铜作阳极,能向电镀液中不断补充Cu2+,使电镀液中的Cu2+浓度保持恒定;电镀铜时,阳极只发生Cu-2e-=Cu2+反应;阴极只发生Cu2++2e-=Cu;两个电极上质量的变化值:阴极=阳极。
(3)若X为碳棒,开关K置于M处,构成原电池,铁是负极,加快铁的腐蚀;若X为碳棒,开关K置于N处,构成电解池,铁是阴极,铁被保护。若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于N处。若X为锌,开关K置于M处,构成原电池,铁是正极,铁被保护,该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。
22、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.碱洗时常有气泡冒出,该气体的名称为 .
②为将碱洗槽液中的铝元素以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的 .
A.NH3B.CO2C.NaOHD.HNO3
③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 .
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 .
(3)下列关于金属腐蚀的事实中,与电化学腐蚀有关的是
A.埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀
B.为保护海轮的船壳,常在船壳上镶入锌块
C.在空气中,金属银的表面生成一层黑色物质
D.镀银的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面易被腐蚀
(4)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护.
①若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于 处.
②若X为锌,开关K应置于 处.
【答案】(1)①氢气;
②b;
③2Al+3H2O﹣6e﹣═Al2O3+6H+;
(2)补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定;
(3)ABD;
(4)①N;
②M.
【解析】解:本题考查金属的性质、电解、电镀以及金属的腐蚀及防护知识.
(1)①铝能与强碱反应产生氢气,有气泡冒出因2Al+2OH﹣+2H2O═2AlO2﹣+3H2↑;
故答案为:氢气;
②Al(OH)3具有两性,既能与强碱反应也能与强酸反应生成盐和水,碱洗槽液中有AlO2﹣,故应通入CO2来回收Al(OH)3,发生反应2AlO2﹣+3H2O+CO2═2Al(OH)3↓+CO32﹣或CO2+2H2O+AlO2﹣═HCO3﹣+Al(OH)3↓;若加HNO3,生成的沉淀还会继续溶解;
故答案为:b;
③铝为阳极,会发生氧化反应,表面形成氧化膜,必须有水参加,所以电极反应式为:2Al+3H2O﹣6e﹣═Al2O3+6H+;
故答案为:2Al+3H2O﹣6e﹣═Al2O3+6H+;
(2)电镀铜时用铜做阳极,阳极上铜被氧化,电解质溶液浓度不变,用铜作电极可及时补充电镀液中消耗的Cu2+,保持其浓度恒定,采用石墨无法补充Cu2+,
故答案为:补充溶液中消耗的Cu2+,保持溶液中Cu2+浓度恒定;
(3)A、铁管中含有碳在潮湿的环境中形成原电池而腐蚀,与电化学腐蚀有关,故A正确;
B、船壳镶入锌,让锌做原电池的负极,铁作正极,原电池中负极被腐蚀,正极被保护,故B正确;
C、银表面形成黑色物质是直接发生的化学反应,没有形成原电池,与电化学腐蚀无关,故C错误;
D、镀层受损后,铁和银在潮湿的环境中构成原电池,铁做负极,被腐蚀,与电化学腐蚀有关,故D正确;
故答案为:ABD;
(4)①减缓铁的腐蚀,需要让铁做电解池中的阴极,连接N;
故答案为:N;
②若X为锌,可以让铁和锌构成原电池,Fe作正极被保护,所以连接M;
故答案为:M.
23、(1)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
①氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为__________。
②已知:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)ΔH1=+1344.1kJ·mol-1
2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为________________________。
(2)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为_________________。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是____(填字母)。
(3)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可以得到多种化工原料。
①该电池的负极反应式为_______________;
②该电池的正极反应式为_______________;
③电池反应的离子方程式为______________________________。
【答案】(1)①Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;②Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9kJ·mol-1
(2)①吸氧腐蚀;②B
(3)①Zn-2e-=Zn2+;②MnO2+e-+H+=MnOOH;③Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH
【解析】解:(1)①氯化铝是强酸弱碱盐,铝离子水解形成氢氧化铝胶体,铝离子水解的离子方程式是Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;
②Ⅰ、Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)ΔH1=+1344.1kJ·mol-1
Ⅱ、2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ·mol-1
根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ得Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9kJ·mol-1。
(2)①钢铁在海水(中性环境)中发生的是吸氧腐蚀;
②在B点的海水中氧气浓度最大,是钢铁吸氧腐蚀的正极,正极反应为,生成大量氢氧根离子,所以B点生成的铁锈最多;
(3)电池放电过程产生MnOOH,MnO2→MnOOH得电子发生还原反应,应是电池的正极反应;Zn→Zn2+
失电子发生氧化反应,是电池的负极反应;电池总反应是Zn和2MnO2生成Zn2+和2MnOOH。
①该电池的负极反应式为Zn-2e-=Zn2+;
②该电池的正极反应式为MnO2+e-+H+=MnOOH;③电池反应的离子方程式为Zn+2MnO2+2H+=Zn2++2MnOOH。