Question

16．（1）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该电化腐蚀称为吸氧腐蚀
②正极的电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-．
③图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是B（填字母）．
（2）钙元素是人体必需的常量元素，所有的细胞都需要钙元素．正常人体血液含Ca²⁺为2.2×10^-3～2.7×10^-3mol•L^-1．现抽取某人血样10ml．稀释后用草酸铵[（NH₄）₂C₂O₄]溶液处理，使Ca²⁺完全转变为草酸钙CaC₂O₄沉淀；过滤，洗涤，将得到的沉淀用稀硫酸溶解可得到草酸（H₂C₂O₄），并用2.0ml 5.0×10^-3mol•L^-1 KMnO₄溶液与溶解得到的草酸恰好完全反应．据此可以求此人血液中的Ca²⁺的浓度，并判断其血液含钙量是否正常．
（提示2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄═2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂+8H₂O）
①配制5.0×10^-3mol•L^-1 KMnO₄ 220mL溶液，需要称取KMnO₄固体的质量是0.197g；
使用的容量瓶为250mL；
②每消耗草酸1.0mol，转移电子的物质的量为2mol；
③通过计算可判断，此人血液中的Ca²⁺的浓度正常（填“是”或“否”正常．

Answer 1

分析 （1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，发生吸氧腐蚀；
②正极氧气得到电子生成氢氧根离子，据此写出电极反应式；
③中性或弱酸性条件下，铁发生吸氧腐蚀，铁接触空气、水时腐蚀最严重；
（2）配制5.0×10^-3mol•L^-1 KMnO₄ 220mL溶液，需要配制250mL该溶液，则应该选用250mL容量瓶，根据n=cV计算出高锰酸钾的物质的量，再根据m=nM计算出其质量；
②根据反应可知草酸中C元素的化合价由+3价升高为+4价，则每消耗草酸1mol，转移电子的物质的量为：1mol×2×（4-3）=2mol；
③消耗高锰酸钾的物质的量为：5.0×10^-3mol/L×0.002L=1×10^-5mol，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂+8H₂O、5H₂C₂O₄～5CaC₂O₄可知，草酸钙的物质的量为1×10^-5mol×$\frac{5}{2}$=2.5×10^-5mol，血液中钙离子物质的量为2.5×10^-5mol，根据c=$\frac{n}{V}$计算出钙离子浓度，再根据正常人钙离子浓度判断此人钙离子浓度是否正常．

解答 解：（1）①由图可知，海水溶液为弱酸性，则Fe失去电子，正极上氧气得到电子，发生吸氧腐蚀，
故答案为：吸氧腐蚀；
②钢铁吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
③海水溶液呈中性，则钢铁发生吸氧腐蚀，钢铁接触空气、水时腐蚀最严重，所以B处腐蚀最严重，
故答案为：B；
（2）①配制5.0×10^-3mol•L^-1 KMnO₄ 220mL溶液，需要选用规格为250mL的容量瓶配制250mL该浓度的溶液，则称取KMnO₄固体的质量是：0.25L×5.0×10^-3mol•L^-1×158g/mol=0.197g，
故答案为：0.197；250；
②由反应可知，草酸中C元素的化合价由+3价升高为+4价，则每消耗草酸1mol，转移电子的物质的量为：1mol×2×（4-3）=2mol，
故答案为：2；
③消耗高锰酸钾的物质的量为：5.0×10^-3mol/L×0.002L=1×10^-5mol，由2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=2MnSO₄+K₂SO₄+10CO₂+8H₂O及5H₂C₂O₄～5CaC₂O₄可知，草酸钙的物质的量为：1×10^-5mol×$\frac{5}{2}$=2.5×10^-5mol，血液中钙离子物质的量为2.5×10^-5mol，浓度为$\frac{2×1{0}^{-5}}{0.01L}$mol=2.5×10^-3mol/L，正常人体血液含Ca²⁺为2.2×10^-3～2.7×10^-3mol•L^-1，所以此人血液正常，
故答案为：正常．

点评 本题考查了氧化还原反应的计算、金属的腐蚀与防护，题目难度中等，试题考查较综合，注意掌握原电池工作原理及其应用，能够正确书写电极反应式，明确氧化还原反应的计算方法．