题目内容
【题目】某课外小组同学对不同条件下铁钉的锈蚀进行了实验。
实验序号 | ① | ② | ③ | ④ |
实验 内容 |
一周后观察:
(1)铁钉被腐蚀程度最大的是_____________(填实验序号)。
(2)实验③中主要发生的是__________(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)。
(3)铁钉发生电化学腐蚀的负极反应式为:____________。
(4)根据上述实验,你认为铁发生电化学腐蚀的条件是________________。
(5)据资料显示,全世界每年因腐蚀而报废的金属材料相当于其年产量的20%以上。为防护金属被腐蚀可采取的措施有_________(填序号)。
①健身器材刷油漆 ②自行车钢圈镀铬
③将钢管用导线与镁条连接 ④将钢管用导线与碳棒连接
【答案】④ 电化学腐蚀 Fe-2e-=Fe2+ 铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触) ①②③
【解析】
(1)铁的腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种,根据条件分析腐蚀类型,判断反应快慢;
(2)注意分析能否形成原电池条件来判断腐蚀的类型;
(3)负极上发生氧化反应,正极发生还原反应,以此来判断并书写电极反应式;
(4)电化学腐蚀发生了原电池反应,从原电池的形成条件来判断;
(5)金属的防护措施有牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法,另外还有电镀、喷镀、喷油漆等方法使金属与空气、水等物质隔离,以防止金属腐蚀。
(1)①在干燥空气中难以腐蚀,②隔绝空气也难以腐蚀,③④发生电化学腐蚀,但④中电解质溶液离子浓度大,导电性强,电化学腐蚀速率快,故答案为:④;
(2)③中蒸馏水溶解氧气,能发生电化学腐蚀,故答案为:电化学腐蚀;
(3)反应中铁是负极,发生氧化反应,生成Fe2+,故答案为:Fe-2e-=Fe2+;
(4)电化学腐蚀的发生了原电池反应,从原电池的形成条件来判断:有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路,金属腐蚀时还有有空气,故答案为:铁接触空气和电解质溶液(铁与潮湿空气接触);
(5)本题中①②为外加防护膜的保护法,可以隔绝空气,③中金属镁比铁活泼,属于牺牲阳极的阴极保护法(可理解为牺牲负极的正极保护法),④中加快了金属的腐蚀,故答案为:①②③。
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【题目】氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
(1)合成氨工业是最基本的无机化工之一,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。 合成氨反应中有关化学键键能数据如下表:
化学键 | H—H | N≡N | N—H |
E/ kJmol﹣1 | 436 | 946 | 391 |
①已知:合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea=508 kJmol﹣1,则氨分解反应:2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的活化能Ea=_____。
②下图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:_____(保留3位有效数字)。
③依据温度对合成氨反应的影响,在图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,N2物质的量变化的曲线示意图_______________。
(2)选择性催化还原脱硝技术(SCr)是目前较成熟的烟气脱硝技术,该技术是指在温度300~420℃之间和催化剂条件下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应。
①SCr脱硝技术中发生的主要反应为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H=-1625.5kJ·mol-1;氨氮比[n(NH3)/n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350℃时,只改变氨气的投放量,氨气的转化率与氨氮比的关系如图所示。当n(NH3)/n(NO)>1.0时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是_____。
②碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法,写出NO2被Na2CO3溶液吸收生成三种盐的化学反应方程式_____。
③直接电解吸收也被用于脱硝。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。阳极的电极反应式为_____。