题目内容

8．全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一．研究钢铁的腐蚀及防护有重要意义．回答下列问题：
（1）钢铁发生腐蚀的主要类型是电化学腐蚀，在电化学腐蚀中，负极反应是Fe-2e-=Fe2+ （或 2Fe-4e-=2Fe2+），正极反应是2H2O+O2+4e-=4OH-．
（2）某实验小组设计图1实验探究铁生锈的条件：

反应4min后观察，发现A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮．该实验说明铁生锈主要与水和氧气有关；B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈的一个重要因素是氧气的浓度．
（3）金属及塑料制品表面镀铬不仅美观还可提高金属制品抗腐蚀性能．常见镀铬液由重铬酸（H2Cr2O7）和催化剂硫酸组成．
①重铬酸中，Cr元素的化合价为+6．
②镀铬时由CrO42-放电产生铬镀层．阴极的电极反应式为CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O．
（4）电镀废水中Cr2O72-具有高毒性，必须经处理后才能排放．电解法处理含铬的强酸性废水的原理如图2所示．
电解产生的Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+，再随着溶液pH的升高，便有Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀生成．
①图中A为电源正极；电解时阴极产生的气体为H2（写化学式）．
②写出Fe2+与Cr2O72-反应的离子方程式：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O．

分析 （1）钢铁发生腐蚀的主要类型是电化学腐蚀，负极是铁发生氧化反应，正极是氧气得电子，生成氢氧根离子；
（2）实验现象说明铁生锈主要与 水和 氧气有关．B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度，氧气浓度越大，铁生锈速度越快；（3）①根据化合价代数和为0，重铬酸中，Cr元素的化合价为+6价；
②镀铬时由CrO42-放电产生铬镀层，阴极发生还原反应，其电极反应式为CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O；
（4）①有Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀生成，说明单质铁放电，生成亚铁离子，与Cr2O72-和CrO42-发生氧化还原，所以铁为阳极，则A为正极；阴极是氢离子放电生成氢气；
②二价铁离子有还原性，Cr2O72-有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，根据电子得失配平．

解答 解：（1）钢铁发生腐蚀的主要类型是电化学腐蚀，负极是铁发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+ （或 2Fe-4e-=2Fe2+）；正极是氧气得电子，生成氢氧根离子电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，故答案为：Fe-2e-=Fe2+ （或 2Fe-4e-=2Fe2+）；2H2O+O2+4e-=4OH-；
（2）实验现象说明铁生锈主要与 水和 氧气有关．B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度，氧气浓度越大，铁生锈速度越快；故答案为：水；氧气；氧气的浓度；
（3）①根据化合价代数和为0，重铬酸中，Cr元素的化合价为+6价，故答案为：+6；
②镀铬时由CrO42-放电产生铬镀层，阴极发生还原反应，其电极反应式为CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O，故答案为：CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O；
（4）①有Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀生成，说明单质铁放电，生成亚铁离子，与Cr2O72-和CrO42-发生氧化还原，所以铁为阳极，则A为正极；阴极是氢离子放电生成氢气，化学式为H2，故答案为：正；H2；
②二价铁离子有还原性，Cr2O72-有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，二价铁离子被氧化成三价铁离子，Cr2O72-被还原为Cr3+，反应方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，
故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O．

点评 本题考查了金属腐蚀和氧化还原反应离子方程式的书写，注意氧化还原反应中利用得失电子守恒配平方程，难度中等．

练习册系列答案
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18．下列说法正确的是（　　）
A．已知某温度下纯水中的c（H+）=2×l0-7mol/L，据此无法求出水中c（OH-）
B．已知Ksp（AgCl）＞Ksp（AgBr），将AgCl和AgBr的饱和溶液等体积混合，再加入足量浓的AgNO3溶液，则最先析出AgBr沉淀并且其沉淀量多于AgCl沉淀
C．反应A（g）?2B（g）△H若正反应的活化能为Ea kJ•mol-1，逆反应的活化能为Eb kJ•mol-1，则△H=Ea-Eb kJ•mol-1
D．已知：
共价键H-HBr-BrH-Br
键能（kJ/mol）Q1Q2Q3
由上表数据可得出Q1、Q2、Q3关系为：Q1+Q2＞2Q3
19．盐酸赛庚啶是一类抗凝血、抗过敏类新药，其关键中间体H的合成路线如图：

（1）D中含氧官能团名称为羟基和羧基．
（2）D→E的反应类型为消去反应．
（3）C还原可得到D，C的分子式为C15H12O3，写出C的结构简式．
（4）写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式．
①含有两个苯环且能发生银镜反应②分子中只有4种不同化学环境的氢
（5）请以 为原料制备 ，写出制备的合成路线流程图（无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）．
16．某一反应体系有反应物和生成物共五种物质：O2、H2CrO4、Cr（OH）3、H2O、H2O2．已知该反应中H2O2只发生如下过程：H2O2→O2
（1）该反应中的还原剂是H2O2．
（2）该反应中，发生还原反应的过程是H2CrO4→Cr（OH）3．
（3）写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目=2Cr（OH）3↓+3O2↑+2H2O．
（4）如反应转移了0.3mol电子，则产生的气体在标准状况下的体积为3.36L．（5）已知I-、Fe2+、SO2、Cl-、H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为：SO2＞I-＞H2O2＞Fe2+＞Cl-，则下列反应不能发生的是C
A．2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+            
B．I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
C．H2O2+H2SO4=SO2↑+O2↑+2H2O           
D．2Fe3++2I-=2Fe2++I2．
3．与标准状况下4.48LCO2中所含氧原子数目相同的水的质量是7.2g．
13．现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙．丁以及物质D、E、F、G、H、K，它们之间的相互转化关系如图所示（图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出）．
请回答下列问题：

（1）写出下列物质的化学式：DNaOH，GFeCl3写出下列物质的名称：H氢氧化铁，丙氯化氢
（2）写出下列反应的离子方程式：
反应①2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
反应③Fe+2H+=Fe 2++H2↑
反应④2Fe 2++Cl2=2Fe 3++2Cl-
反应⑧2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑．
20．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（　　）
A．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
B．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应式：2H+-2e-=H2↑
17．如图是可逆反应 2Y2?Z2 在反应过程中的反应速率（v）与时间（t）的关系曲线，下列叙述正确的是（　　）
A．t1时，只有正方向反应
B．t2-t3，反应不再发生
C．t2-t3，各物质的浓度均没有发生变化
D．t2时，反应到达限度，正反应和逆反应速率相等且等于零
11．已知20℃时，磷酸与氢氧化钙生成的三种盐的溶解度（每升饱和溶液中含溶质的质量）如表所示：
物质Ca3（PO4）2CaHPO4Ca（H2PO4）2
溶解度（g•L-1）2×10-24.303×10-218
下列叙述正确的是（　　）
A．含Ca（H2PO4）2的磷肥可以与草木灰混施
B．Ksp[CaHPO4]=c（Ca2+）•c（H+）•c（PO43-）
C．20℃时，Ca（H2PO4）2饱和溶液物质的量浓度为0.13 mol•L-1
D．向澄清石灰水中逐滴滴入稀磷酸，开始出现浑浊，后变澄清

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