题目内容

20．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液（呈酸性），各加入生铁块，放置一段时间．
（1）U形管内观察到的现象是U型管内红墨水左高右低，原因是左边试管发生吸氧腐蚀，右边试管发生析氢腐蚀，左边试管内气体的氧气减小，右边试管内气体的压强不大．
（2）a中正极反应是O2+2H2O+4e-═4OH-，b中负极反应是Fe-2e-═Fe2+．
（3）a中pH变大（填“变大”或“变小”“不变”，下同），b中pH变大．
（4）试管中残留气体的平均相对分子质量的变化：a中减小，b中减小．

分析 生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；左边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，据此分析解答．

解答 解：生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；左边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀．
（1）左边试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀，所以左边试管内气体的氧气减小，右边试管内气体的压强不大，导致U型管内红墨水左高右低，
故答案为：U型管内红墨水左高右低；左边试管发生吸氧腐蚀，右边试管发生析氢腐蚀，左边试管内气体的氧气减小，右边试管内气体的压强不大；
（2）生铁中含有铁和碳，铁、碳和电解质溶液构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，碳作正极，负极上铁失电子发生氧化反应Fe-2e-═Fe2+，左边a试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，a中正极反应方程式是：O2+2H2O+4e-═4OH-，
故答案为：O2+2H2O+4e-═4OH-；Fe-2e-═Fe2+；
（3）a试管中是中性溶液，发生吸氧腐蚀，生成碱，PH值会变大，b试管中是酸性溶液，发生析氢腐蚀，氢离子被消耗，PH值会变大，
故答案为：变大；变大；
（4）空气中主要是氧气和氮气，氮气的相对质量是28，氧气的相对质量是32，平均相对质量是29，左边是氧气减少，所以平均相对分子质量会减少，右边是氢气增多，氢气的相对质量是2，所以平均相对分子质量会减少，故答案为：减小；减小．

点评 本题考查了金属的腐蚀与防护，明确生铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的环境是解本题关键，难度不大．

练习册系列答案
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15．某实验小组同学探究铜与硝酸的反应．
（1）按不同体积比配成不同浓度的硝酸溶液，各取10mL硝酸溶液与铜片反应，如表：
序号浓硝酸与水的体积比实验现象
Ⅰ1：1反应速率快，溶液很快变成蓝色，大量气泡冒出，气体呈红棕色
Ⅱ1：3反应速率快，溶液变成蓝色，大量气泡冒出，气体呈无色
Ⅲ1：5反应速率慢，微热后加快，溶液变成蓝色，气泡冒出，气体无色
①铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++2NO↑+4H2O，若生成标准状况下0.56LNO气体，反应中被还原的HNO3的质量为1.58g
②依据表，制备NO气体最适宜的是实验Ⅱ，理由是产物是NO，反应速率较快（不用加热）．
（2）为防止有毒气体逸出造成空气污染，该小组同学改进实验装置，如图所示（夹持仪器略去）．用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO气体的性质，实验步骤如下：
Ⅰ．安装好装置后，检查装置气密性．
Ⅱ．打开旋塞C，从B管上端加入所选浓度的硝酸，至铜丝下沿（不接触钢丝）．
Ⅲ．向上移动B管，使A管液面上升至与橡皮塞恰好接触，关闭旋塞C，反应开始．
Ⅳ．当液面重新下降至与铜线脱离接触时，反应停止．
Ⅴ．打开旋塞C，向下移动B管，使A中迅速进入少量空气，关闭旋塞C，观察现象．
①步骤Ⅰ中检查装置气密性的操作是：关闭旋塞C，从B管上端加入水且产生一段高于A管的水柱，若观察到A、B间形成液面差，且保持不变，说明装置气密性良好．
②步骤Ⅲ操作的目的是赶走液面上方空气，防止NO被空气中的O2氧化，以便观察生成气体的颜色．
③为使A管内的NO气体完全被溶液吸收，可进一步采取的操作是重复步骤Ⅴ的操作（或答“向下移动B管，使A中迅速进入空气，关闭旋塞C，待气体变为红棕色，反复上述操作”）．
5．已知：SO32-+I2+H2O═SO42-+2I-+2H+，某无色溶液中可能含有Na+、NH4+、Cu2+、K+、I-、SO32-、SO42-，且所有离子物质的量浓度相等．向溶液中滴加少量氯水，溶液呈无色（不考虑盐类的水解及水的电离）．下列关于该溶液的判断正确的是（　　）
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C．至少含有Na+、NH4+、K+中的两种D．可能含有Cu2+
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①A的质量不变 ②气体的平均摩尔质量不变 ③容器中压强不变  ④B的体积分数不变⑤生成1molC的同时消耗2molB．
A．①③B．②④C．③④D．②④⑤
2．下列各组物质中化学键的类型相同的是（　　）
A．HCl     MgCl2    NH4ClB．H2O     Na2O    ? CO2
C．CaCl2 ? NaOH     H2OD．NH3     H2O      CO2
3．下列说法正确的是（　　）
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B．用过滤的方法可以分离乙醇和乙酸乙酯
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