题目内容

12．铁是重要的金属材料，铁生锈的现象随处可见．请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题．
（1）铁制品在潮湿的空气中容易形成铁锈．相关的电极反应式：负极：Fe-2e-=Fe2+
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-；得到的氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁，该反应的方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 氢氧化铁分解，形成铁锈．
（2）图1下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀BD．

（3）电镀是一种常用的防止金属腐蚀的方法．
①利用图2装置可在铁件的表面镀铜：A电极对应的金属是铜，B电极的电极反应式是Cu2++2e-=Cu．
②若要在铁件表面镀Al，用AlCl3溶液作电解液是否可行，并简述原因．由于溶液中的氢离子比氯离子的氧化性强，所以阴极放出氢气，不能析出铝单质
③离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系．由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时，可在铁制品上电镀铝．已知电镀过程中不产生其它离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-．

分析 （1）铁制品在潮湿的空气中容易形成铁锈，负极为Fe失去电子，正极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子，氢氧化亚铁在空气中与氧气、水反应生成氢氧化铁；
（2）根据金属生锈的条件以及原电池和电解池的工作原理知识来回答判断；
（3）①在铁件的表面镀铜时，金属铜必须是阳极材料，金属铁为阴极，根据电解池的工作原理来回答；
②用AlCl3溶液作电解液，由于溶液中的氢离子比氯离子的氧化性强，所以阴极放出氢气；
③依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极，钢铁做阴极，由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体做电解液来实现．

解答 解：（1）铁制品在潮湿的空气中容易形成铁锈，负极为Fe失去电子，反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子，反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，氢氧化亚铁在空气中与氧气、水反应生成氢氧化铁，反应方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（2）B装置中，金属铁做原电池的正极，被保护，不易生锈，D装置中，金属铁作阴极，被保护起来，C装置具备金属生锈的条件，A装置中，金属铁是原电池的负极，易被腐蚀，
故答案为：BD；
（3）①在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，发生电极本身失电子的氧化反应，且金属铁为阴极，发生电极反应：Cu2++2e-=Cu，
故答案为：铜；Cu2++2e-=Cu；
②用AlCl3溶液作电解液，由于溶液中的氢离子比氯离子的氧化性强，所以阴极放出氢气，不能析出铝单质，故答案为：由于溶液中的氢离子比氯离子的氧化性强，所以阴极放出氢气，不能析出铝单质；
③依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝做阳极与电源正极相连，钢铁做阴极与电源负极相连，由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体做电解液来实现，离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则阴极反应生成铝是发生的还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分，结合电荷守恒分析可知是Al2Cl7-得到电子生成，电极反应为：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-；故答案为：4Al2Cl7-+3e-=Al+7AlCl4-．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，明确原电池、电解原理的分析是解本题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．稀硫酸与氧化铜反应：O2-+2H+=═H2O
B．氯气溶于水：Cl2+H2O═2H++Cl-+ClO-
C．碳酸钡与盐酸反应：BaCO3+2H+═Ba2++CO2↑+H2O
D．向氯化钙溶液中通入CO2：Ca2++H2O+CO2═CaCO3↓+2H+
3．下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是①．（填序号）
①Al（OH）3
②Ca（OH）2
③Na2CO3
④NaAlO2．
20．钙是人体健康不可缺少的重要元素，测定钙片中钙含量的过程如下：试样溶液的制备：
①称取1.000g研细的钙片于烧杯中，加入25mL HNO3与HClO4的混合酸，加热溶解，继续加热得2～3mL溶液，将溶液定容至100mL．
②另取25mL HNO3与HClO4的混合酸（HClO4无强氧化性），加热得2～3mL溶液，将溶液定容至100mL，
试样溶液的测定：
③取①中定容后的溶液5mL，加入（NH4）2C2O4溶液，用氨水调节溶液pH使Ca2+完全沉淀．过滤，将CaC2O4沉淀溶于过量的稀H2SO4，用0.02000mol•L-1的KMnO4标准溶液滴定至终点，记录高锰酸钾标准溶液消耗的体积V1．
④将①容量瓶中5mL溶液换成②容量瓶中5mL溶液，其余操作步骤同③，记录高锰酸钾标准溶液消耗的体积V2．
⑤…
回答下列问题
（1）实验室研磨钙片所用的仪器是研钵．
（2）溶解钙片时加热的作用是加快钙片的溶解速率；继续加热溶液至2～3mL的目的是除去过量的硝酸．
（3）③中滴定时MnO4-转化为Mn2+，反应的离子方程式是2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，滴定终点的现象是滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液变成微红色且30 s不褪色．低温时，滴定反应过慢，故需在60～75℃时进行．但随着KMnO4标准溶液的加入，温度下降过快，可能会降到60℃以下，会造成测定结果偏低（填“偏高”“偏低”或“无影响”）．
（4）进行实验操作④的目的是减小误差．
（5）请将步骤⑤补充完整重复操作③、④2～3次．
7．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）
A．能使酚酞试液变红的溶液中：H+、SO42-、Na+、NO3-
B．加入Al能放出氢气的溶液中：NH4+、SO42-、Mg2+、HCO3-
C．含有大量Cl2的溶液中：Ba2+、K+、NO3-、I-
D．强酸性的溶液中：Cu2+、Br-、Ca2+、Cl-
17．将某碳酸钠和碳酸氢钠的混合物2.74g加热到质量不再变化时，剩余物质的量为2.12g．
（1）求原混合物中碳酸氢钠的质量；
（2）若将原混合物溶于400mL某浓度的稀盐酸中，恰好完全反应，求该稀盐酸的物质的量的浓度．
4．下列反应中，属于氧化还原反应的是（　　）
A．CaO+H2O═Ca（OH）2B．CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O+CO2
C．CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO2↑D．Na2SiO3+2HCl═2NaCl+H2SiO3（胶体）
1．有一化学平衡mA（g）+nB（g）?pC（g）+qD（g），如图所示是A的转化率同压强、温度的关系，分析图3可以得出的正确结论是（　　）
A．正反应吸热，m+n＞p+qB．正反应吸热，m+n＜p+q
C．正反应放热，m+n＞p+qD．正反应放热，m+n＜p+q
2．下列有关硅元素、氯元素的单质及其化合物的说法错误的是（　　）
①在常温下，硅的化学性质很活泼
②氯气能与所有金属化合，生成金属氯化物
③硅酸钠可以用来制备硅胶和木材防火剂
④漂粉精的主要成分是次氯酸钙和氯化钙．
A．①③④B．①②④C．②③④D．①②③④

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