题目内容

家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,某同学拟对其原理及条件进行分析:
（1）该同学准备了下列实验用品:20% NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等;请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物,简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。
（2）将一铜棒、碳棒用导线连接后,插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中,请根据此装置在下列两项中择一
回答:
①若不是原电池,请说明原因:　　　　　　　　　　　(如果回答此题,下面的②不用回答)。
②若是原电池,现要求利用此装置(电极材料、溶液浓度均不变),采取适当的措施来提高电池的放电效率,该操作可以是:　                            。
（3）目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重,在不影响观瞻效果的条件下,除用加保护层法保护外,请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理:                                                            。

（1）用导线连接纯铁丝和碳棒后插入盛有20% NaCl溶液的U形管中,放置数分钟,向插入纯铁丝的一端滴入1～2滴KSCN溶液未显色,再滴入氯水显(血)红色,证明负极有Fe2+生成,相关离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。向插入碳棒的一端滴入酚酞溶液,溶液显红色,证明有OH-生成
（2）②向插入碳棒的溶液中通入氧气或空气
（3）将铁块(或锌块)连接文物底座并埋入地下,定期更换;原理是:使文物成为原电池的正极(或使铜文物用导线连接直流电源的负极,正极用导线连接埋入地下的导体;原理是:使文物成为电解池的阴极)

解析

练习册系列答案
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已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，现用如图装置进行电解(电解液足量)，测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答 下列问题。

(1)A是铅蓄电池的       极，铅蓄电池正极反应式为               ，放电过程中电解液的密度       (填“减小”、“增大”或“不变”)。
(2)Ag电极的电极反应式是       ，该电极的电极产物共       g。
(3)Cu电极的电极反应式是       ，CuSO4溶液的浓度       (填“减小”、“增大”或“不变”)
(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线，则x表示       。

a．各U形管中产生的气体的体积
b．各U形管中阳极质量的减少量
c．各U形管中阴极质量的增加量

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下列相关说法正确的是________(填序号)。
A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣
B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用
C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应式可表示为2Ni(OH)2＋Cd(OH)2Cd＋2NiO(OH)＋2H2O
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是________(填序号)。
A．以上反应是可逆反应
B．反应环境为碱性
C．电池放电时Cd作负极
D．该电池是一种二次电池
(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。

①a电极是电源的________极；
②若该电池为飞行员提供了360 kg的水，则电路中通过了________mol电子。

仔细分析如图装置，完成下面的填空。

（1）—段时间后，可能发现的现象是：甲池，Zn棒逐渐溶解，碳棒上有__________产生。与Zn棒相连的碳棒(C2)质量____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）甲池Zn极为__________极，电极反应式：____________________________________,乙池中C1为__________极，电极反应式为：________________________________________,乙池总反应式为：________________________________________________。

Ⅰ.（1）电镀时，镀件与电源的________极连接。
（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用________(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。
Ⅱ.尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图：

（1）电源的负极为________(填“A”或“B”)。
（2）阳极室中发生的反应依次为________、________。
（3）电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。

某中学课外兴趣小组用惰性电极电解饱和食盐水（含少量Ca2＋ 、Mg2＋）作系列探究，装置如图所示：

（1）电解时，甲同学发现电极a附近溶液出现浑浊，请用离子方程式表示原因________________________________________________________________________。
（2）一段时间后，你认为C中溶液可能出现的现象是________________________，请用离子方程式表示原因______________________________________。
（3）实验结束后，乙同学将A中的物质冷却后加入到H2S溶液中发现有气泡出现，但加入到稀盐酸中却没有任何现象。请用化学方程式和简要的文字解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（4）随着反应的进行，兴趣小组的同学们都特别注意到D中溶液红色逐渐褪去。他们对溶液红色褪去的主要原因提出了如下假设，请你完成假设二。
假设一：B中逸出的气体与水反应生成的物质有强氧化性，使红色逐渐褪去；
假设二：___________________________________________________。
（5）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业的原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：

(1)甲烷燃料电池负极反应式为________________________。
(2)石墨(C)极的电极反应式为_______________________。
(3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成的气体的体积为________L；丙装置中阴极析出铜的质量为________ g。
(4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。

若用于制漂白液，a为电池的________极，电解质溶液最好用)________________
若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠溶液作电解质溶液，阳极选用________作电极。

该同学利用制得的CuSO4溶液及如图所示装置，进行以下实验探究。

图一　　          　　　　　　　　　　图二
(1)图一是根据反应Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4设计成的锌铜原电池。Cu极的电极反应式是_____________________________________________________，
盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时K＋向________(填“甲”或“乙”)池移动。
(2)图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是________(填“CH4”或“O2”)，a处电极上发生的电极反应是_____________________________________________；
当铜电极的质量减轻3.2 g时，消耗的CH4在标准状况下的体积为________L。

I.现将反应2Fe3+ + 2I－ 2Fe2+ + I2设计成如下图所示的原电池

（1）能说明反应达到平衡的标志是__________；（填序号）
a.电流计读数为零
b.电流计指针不再偏转且不为零
c.电流计指针偏转角度最大
（2）若盐桥中装有琼脂-饱和KCl溶液，反应过程中的Cl－移向烧杯________；（填“甲”或“乙”）
（3）反应达到平衡后，向甲中加入适量FeCl2固体，此时___________（填“甲”或“乙”）中石墨电极为负极，对应的电极反应方程式为____________________________。
II．如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。

（4）装置乙中电极F的电极反应式____________________；
（5）相同条件下，装置甲、乙的C、E电极生成物质的体积之比为____________________；
（6）欲用装置丙进行粗铜精炼，电极G应该是____________________；
（7）装置丁中电极_______附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷。

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