题目内容

钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。

（1）为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________(填字母)。

A．铜 B．钠
C．锌 D．石墨
（2）图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。

（1）C　（2）负

解析试题分析：（1）铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。（2）属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在电源的负极上。
考点：本题考查了通过电化学原理金属时行保护。

练习册系列答案
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根据可逆反应：＋2I－＋2H＋＋I2＋H2­O，设计如下图所示实验装置。B烧杯中装有Na3AsO4和Na3AsO3溶液，A烧杯中装有I2和KI溶液。两烧杯中用一倒置的装有饱和KI溶液的U型管相连，该装置称为盐桥，其作用是避免两烧杯中的溶液相混合，又能使两烧杯中的溶液因相连通而导电。C1、C2棒为惰性电极。进行如下操作：

①向A溶液中逐滴加入浓HCl，发现电流计指针发生偏转；
②若改向B溶液中滴加40%的 NaOH溶液，发现电流计指针向相反方向偏转。
试回答以下问题：
（1）两次操作中，可以观察到电流计指针偏转方向相反，为什么？试用化学平衡原理解释之                                                                          ；
（2）操作①过程中，C1棒上发生的电极反应式为：                                ，操作②过程中C2棒上发生的电极反应式为：                                。

某课外活动小组同学用下图装置进行实验，一段时间后在C电极表面有铜析出，试回答下列问题。

（1）A为电源的            极；
（2）E的电极反应式为：                 ；
（3）在常温下，现用丙装置给铁镀铜，当丙中铁表面析出铜的3.2g时，乙中溶液的PH值为        （假设溶液体积为1L）；
（4）在电解一段时间后在甲中加入适量      可以使溶液恢复到原来的浓度。
（5）利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为______________。

如图所示，甲、乙两池的电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：

（1）把化学能转化为电能的装置是         （填“甲”或“乙”）。
（2）①若两池中均盛有CuSO4溶液，反应一段时间后，有红色物质析出的是甲池中的      棒，乙池中的         棒。
②乙池中碳极上电极反应式是                               。
（3）若两池中均盛有饱和NaCl溶液，
①写出乙池中总反应的化学方程式为                            ，
②若将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变       ，发生此现象的离子方程式为                                    ；若往乙池中滴入酚酞试液，         （填铁或碳）棒附近呈现红色。
③若乙池中通过0.02mol 电子后停止实验，反应后池中溶液体积是200mL，溶液混匀后的c(OH-)为              。

铅蓄电池是最常用的化学电源，它在放电、充电时的电池反应为：
试回答：
（1）铅蓄电池负极的电极材料是_______。
（2）工作时铅蓄电池正极的电极反应是___________。
（3）铅蓄电池工作过程中，电解质溶液的密度会_______(填“减小”“增大”或“不变”，下同)，pH________。
（4）该铅蓄电池在充电时阳极的电极反应是___________。
（5）如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积为0.8L，电解前硫酸溶液浓度为4.5mol.L-1，当制得26.88LCl2时（指在标准状况下），求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为（假设电解前后硫酸溶液的体积不变）________ mol.L-1。

铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛．研究铁及其化合物的应用意义重大．
I．水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关．
（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na2FeO4）改善水质．简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理　                                                       　．
（2）碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血．工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Al（OH）3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
 
回答下列问题：
①写出反应I中主要发生的氧化还原反应的离子方程式　                       　．
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为　            　．
③在实际生产中，反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若通入5.6L O2（标准状况），则相当于节约NaNO2的质量为　    　g．
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe（OH）]2+离子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合离子．该水解反应的离子方程式为　                                     　．
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料．已知磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+．试写出该电池充电时的阳极反应式　                                                    　．

第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。

(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为H2＋2NiOOH2Ni(OH)2。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，甲电
极周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)，该电极的电极反应_________。

(2)Cu2O是一种半导体材料，可通过如图所示的电解装置制取，电解总反应式为
2Cu＋H2OCu2O＋H2↑，阴极的电极反应式是_____________________。
用镍氢电池作为电源进行电解，当电池中有1 mol H2被消耗时，Cu2O的理论产量为______g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，该方法叫 ________。

高铁酸钾（K2FeO4）是铁的一种重要化合物，具有极强的氧化性。
（1）将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中，配制成c(FeO42－)=1.0×10－3mol·L－的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO42－)随时间变化的结果如图1所示。
该实验的目的是_______________________；FeO42－发生反应的△H____________0（填“＞”“＜”或“＝”）
（2）将适量K2FeO4分别溶解于pH=4.74、7.00、11.50的水溶液中，配制成c(FeO42－)=1.0×10－3 mol·L－的试样，静置，考察不同初始pH的水溶液对K2FeO4某种性质的影响，其变化图像见图2，800min时，在pH=11.50的溶液中，K2FeO4的浓度比在pH=4.74的溶液中高，主要原因是______________。
（3）电解法是工业上制备K2FeO4的一种方法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH，即在高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾（K2FeO4），说明           。电解时阳极发生反应生成FeO42－，该电极反应式为______________。
（4）与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成高铁电池，K2FeO4在电池中作正极材料，其电极反应式为FeO42－+3eˉ+4H2O→Fe(OH)3+5OHˉ，则该电池总反应的离子方程式为_______________。图3为高铁酸钾电池和高能碱性电池放电曲线，由此可得出的高铁酸钾电池的优点有_______________________、________________________。

（15分）海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含80多种元素。氯碱工业和制备金属镁的原料都可来自于海水。

Ⅰ．在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水（如图甲所示）。
（1）写出阳极的反应式                                    。
（2）图甲中流出的b是                      溶液。
（3）石棉隔膜的作用是                                              。
Ⅱ．随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品纯度得到提高。20世纪80年代起，隔膜法电解工艺逐渐被离子交换膜电解技术取代。
（1）离子交换膜电解槽（如图乙所示）中⑥、⑦分别是_______、______________。
（2）已知一个电子的电量是1．602×10－19C，用离子膜电解槽电解饱和食盐水，当电路中通过1．929×105 C的电量时，生成NaOH_       g。 
Ⅲ．下图是工业上生产镁的流程。

（1）写出下列反应的化学方程式：
①沉淀池：                     ；  ②电解：                              ；
（2）整个生产流程中循环使用的物质是              。
（3）简述加热氯化镁的结晶水合物使之脱水转化为无水氯化镁的注意事项：                  。

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