2023屆新高考化學(xué)一輪課時跟蹤練第21講電解池與金屬的電化學(xué)腐蝕

課時跟蹤練21一、選擇題1．(2021·漢中漢臺中學(xué)月考)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的一種制取Cu2O的電解池示意圖如下，電池總反應(yīng)為2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是()A．石墨電極上的反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．電解后溶液的pH減小C．銅電極接直流電源的負極D．當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molCu2O生成解析：石墨作陰極，在陰極上是溶液中的氫離子得電子，產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，故A項正確；由電解總反應(yīng)2Cu＋H2O=Cu2O＋H2↑可知，溶劑水的量減少，所以氫氧根離子濃度變大，所以電解后溶液的pH增大，故B項錯誤；銅電極是電解池的陽極，與直流電源的正極相連，故C項錯誤；反應(yīng)2Cu＋H2O=Cu2O＋H2↑中失電子物質(zhì)的量為2mol，生成氧化亞銅1mol，所以當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molCu2O生成，故D項錯誤。答案：A2．(2021·廣西北海中學(xué)月考)粗銀的精煉工藝原理如圖，下列敘述錯誤的是()A．y極電極材料為粗銀B．x極主要電極反應(yīng)式為Ag－e－=Ag＋C．裝置乙將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．n極電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O解析：陽極材料是粗銀，需要發(fā)生反應(yīng)為Ag－e－=Ag＋，故x為粗銀，A項錯誤；x極失去電子被氧化，故Ag－e－=Ag＋，B項正確；裝置乙為原電池，作用是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，C項正確；因裝置乙中溶液為硫酸，質(zhì)子交換膜僅允許氫離子通過，故n極的氧氣發(fā)生的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，D項正確。答案：A3．(2021·眉山仁壽第一中學(xué)北校區(qū)月考)某二氧化氯復(fù)合消毒劑發(fā)生器的工作原理如圖所示。通電后，產(chǎn)生的成分為ClO2、Cl2、O3、H2O2的混合氣體甲，被水吸收后可制得具有更強的廣譜殺菌滅毒能力的二氧化氯復(fù)合消毒劑。下列說法正確的是()A．m端為電源正極，隔膜為陰離子交換膜B．產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式為Cl－＋5e－＋2H2O=ClO2↑＋4H＋C．通電后d口所在極室pH升高，e口排出NaOH溶液D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，b口每收集到2.24L氣體乙，電路中轉(zhuǎn)移電子0.4NA解析：左室中氯元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極室，故m為電源的正極，n為電源的負極，右室發(fā)生還原反應(yīng)，水放電生成氫氣與氫氧根離子，離子交換膜為陽離子交換膜，左室中的鈉離子通過離子交換膜進入右室，溶液丙為NaOH溶液。據(jù)此分析解答。左室中氯元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極室，故m為電源的正極，n為電源的負極，右室發(fā)生還原反應(yīng)，水放電生成氫氣與氫氧根離子，離子交換膜為陽離子交換膜，故A項錯誤；Cl－轉(zhuǎn)化為ClO2發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)是失去電子，故B項錯誤；右室是水放電生成氫氣與氫氧根離子，右室pH升高，左室中的鈉離子通過離子交換膜進入右室，e口排出NaOH溶液，故C項正確；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，b口每收集到2.24L(0.1mol)氣體乙，電路中轉(zhuǎn)移電子0.2NA，故D項錯誤。答案：C4．(2021·東莞中學(xué)松山湖學(xué)校月考)在N羥基鄰苯二甲酰亞胺(NHPI)介質(zhì)中，可實現(xiàn)醇向醛的轉(zhuǎn)化，原理如圖。下列說法錯誤的是()A．石墨電極作陰極B．理論上NHPI的總量在反應(yīng)前后不變C．CH3CH2OHeq\o(=,\s\up17(通電))CH3CHO＋H2↑D．每消耗1mol乙醇，產(chǎn)生22.4mL氫氣解析：由圖中信息可知石墨上發(fā)生反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑，石墨作陰極，A項正確；NHPI和PINO循環(huán)轉(zhuǎn)化，則理論上NHPI的總量在反應(yīng)前后不變，故B項正確；由圖可知，循環(huán)物質(zhì)在總反應(yīng)中不體現(xiàn)，則總反應(yīng)為CH3CH2OHeq\o(=,\s\up17(電解))CH3CHO＋H2↑，故C項正確；沒有說明是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法計算氣體體積，故D項錯誤。答案：D5．(2021·東莞市虎門外國語學(xué)校月考)工業(yè)上采用電化學(xué)法對煤進行脫硫處理，減少硫排放。脫硫原理：將Mn2＋氧化成Mn3＋，Mn3＋再將煤中的含硫物質(zhì)(主要是FeS2)氧化為Fe3＋和SOeq\o\al(2－,4)，模擬裝置如圖所示。已知：FeS2＋15Mn3＋＋8H2O=Fe3＋＋15Mn2＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋。下列說法錯誤的是()A．電極b為負極B．石墨1上的反應(yīng)式為Mn3＋＋e－=Mn2＋C．電子流向：b→石墨2，石墨1→aD．電路上轉(zhuǎn)移1.5mol電子理論上處理12.0gFeS2解析：由Mn2＋離子氧化為Mn3＋可知，與直流電源正極a相連的石墨1為電解池的陽極，＋，與負極b相連的石墨電極2為陰極，氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑。據(jù)此分析解答。與直流電源負極b相連的石墨電極2為陰極，故A項正確；與直流電源正極a相連的石墨1為電解池的陽極，Mn2＋離子在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Mn3＋離子，電極反應(yīng)式為Mn2＋－e－=Mn3＋，故B項錯誤；電子由電源的負極b流向電解池的陰極石墨2，由陽極a流向電源正極a，故C項正確；根據(jù)反應(yīng)式知，1molFeS2被氧化時，反應(yīng)轉(zhuǎn)移15mol電子，則電路上轉(zhuǎn)移1.5mol電子理論上處理FeS2的質(zhì)量為0.1mol×120g·mol－1＝12.0g，故D項正確。答案：B6．(2021·廣東茂名第一中學(xué)月考)電滲析法是海水淡化的方法之一，具有選擇性離子交換膜交錯排列構(gòu)成的多層式電滲析槽，其工作原理如圖所示(a、b為不同離子交換膜)。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．a(chǎn)為陽離子交換膜，b為陰離子交換膜B．陰極區(qū)電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－C．X為淡鹽水，Y為濃鹽水D．該方法可得到副產(chǎn)品NaOH解析：根據(jù)題意，圖中左側(cè)是電解池的陽極，陰離子向左側(cè)遷移，相反陽離子向右側(cè)遷移，＋2OH－，B項正確；X為淡鹽水，Y為濃鹽水，C項正確；根據(jù)電解原理可知，該方法可得到副產(chǎn)品NaOH，D項正確。答案：A7．(2021·湖北武漢二中月考)霧霾含有大量的污染物SO2、NO。工業(yè)上變“廢”為寶，吸收工業(yè)尾氣SO2和NO，獲得Na2S2O4和NH4NO3產(chǎn)品的流程如圖(Ce為鈰元素)。下列說法錯誤的是()A．SO2的VSEPR模型是平面三角形B．“裝置Ⅲ”進行電解，Ce3＋在陰極反應(yīng)，使Ce4＋得到再生C．“裝置Ⅳ”進行氧化，1L2mol·L－1NOeq\o\al(－,2)的溶液，至少需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LO2D．“裝置Ⅳ”獲得粗產(chǎn)品NH4NO3的實驗操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶解析：SO2中心S的價層電子對數(shù)為2＋eq\f(1,2)(6－2×2)＝3，VSEPR模型是平面三角形，故A項正確；在裝置Ⅲ中進行電解，HSOeq\o\al(－,3)被還原為S2Oeq\o\al(2－,4)，陰極反應(yīng)式為2HSOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋2e－=S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O；Ce3＋被氧化生成Ce4＋，陽極方程式為2Ce3＋－2e－=2Ce4＋，故B項錯誤；NOeq\o\al(－,2)的濃度為2mol·L－1，要使1L該溶液中的NOeq\o\al(－,2)完全轉(zhuǎn)化為NH4NO3，則失去電子2mol·L－1×1L×(5－3)＝4mol，設(shè)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積是V，則失電子eq\f(V,22.4)×2×(2－0)mol，根據(jù)電子守恒得4mol＝eq\f(V,22.4)×2×(2－0)，解得V＝22.4L，故C項正確；NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)與加入的氨和氧氣在裝置Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)生成NH4NO3，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可以得到NH4NO3，故D項正確。答案：B8．(2021·淮北第一次模擬)普通電解水制氫氣和氧氣的缺點是溫度高，能耗大。鈰釩液流電池在充電狀態(tài)下產(chǎn)生的Ce4＋和V2＋離子可在低溫催化條件下用于制備氫氣和氧氣，該裝置示意圖如圖。下列說法錯誤的是()A．在催化劑作用下有利于降低分解水制氫的能耗B．鈰釩液流電池在充電狀態(tài)下總反應(yīng)為Ce3＋＋V3＋eq\o(=,\s\up17(電解))Ce4＋＋V2＋C．工作時，H＋通過質(zhì)子交換膜由a往b移動D．制氧氣的離子方程式為：4Ce4＋＋4OH－eq\o(=,\s\up17(RuO2))4Ce3＋＋O2↑＋2H2O解析：催化劑能夠改變反應(yīng)途徑降低反應(yīng)的活化能，因而能夠降低分解水制氫能耗，A項正確；由題干可知，充電狀態(tài)下可產(chǎn)生Ce4＋、V2＋，因而根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得反應(yīng)方程式為Ce3＋＋V3＋eq\o(=,\s\up17(電解))Ce4＋＋V2＋，B項正確；由題圖可知，在裝置的右側(cè)產(chǎn)生H2，因此H＋會通過質(zhì)子交換膜由a往b移動，C項正確；裝置中含有質(zhì)子交換膜，因此有H＋參加反應(yīng)，制備O2的反應(yīng)方程式中不能有OH－，D項錯誤。答案：D9．(2021·北京第一〇一中學(xué)懷柔分校月考)用如圖1所示裝置及試劑進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗探究，測定具支錐形瓶中壓強隨時間變化關(guān)系以及溶解氧隨時間變化關(guān)系的曲線如圖2、圖3。下列說法不正確的是()A．壓強增大主要是因為產(chǎn)生了H2B．整個過程中，負極電極反應(yīng)式為：Fe－2e－=Fe2＋C．pH＝4.0時，不發(fā)生析氫腐蝕，只發(fā)生吸氧腐蝕D．pH＝2.0時，正極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑和O2＋4e－＋4H＋=2H2O解析：Fe在酸性環(huán)境下會發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣；若介質(zhì)的酸性很弱或呈中性，并且有氧氣參與，此時Fe就會發(fā)生吸氧腐蝕，吸收氧氣。pH＝2.0的溶液，酸性較強，因此錐形瓶中的Fe粉能發(fā)生析氫腐蝕。析氫腐蝕產(chǎn)生氫氣，因此會導(dǎo)致錐形瓶內(nèi)壓強增大，A項正確；錐形瓶中的Fe粉和C粉以及酸溶液構(gòu)成了原電池，F(xiàn)e粉作為原電池的負極，由于溶液均為酸性，所以發(fā)生的電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，B項正確；若pH＝4.0時只發(fā)生吸氧腐蝕，那么錐形瓶內(nèi)的壓強會有下降，而圖中pH＝4.0時，錐形瓶內(nèi)的壓強幾乎不變，說明除了吸氧腐蝕，F(xiàn)e粉還發(fā)生了析氫腐蝕，消耗氧氣的同時也產(chǎn)生了氫氣，因此錐形瓶內(nèi)壓強幾乎不變，C項錯誤；由圖可知，pH＝2.0時，錐形瓶內(nèi)的溶解氧減少，說明有消耗氧氣的吸氧腐蝕發(fā)生，同時錐形瓶內(nèi)的氣壓增大，說明有產(chǎn)生氫氣的析氫腐蝕發(fā)生，因此，正極電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑和O2＋4e－＋4H＋=2H2O，D項正確。答案：C10.(2021·黑龍江大慶實驗中學(xué)月考)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。下列說法不正確的是()A．鐵片腐蝕過程發(fā)生的總化學(xué)方程式為4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3B．液滴之下氧氣含量少，鐵片作負極，發(fā)生的還原反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋C．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－D．鐵片腐蝕最嚴(yán)重區(qū)域不是生銹最多的區(qū)域解析：NaCl溶液滴到一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后在液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)=Fe2＋，液滴邊緣是正極區(qū)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－(發(fā)生還原反應(yīng))，在液滴外沿，由于Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，形成了棕色鐵銹環(huán)(b)，鐵片腐蝕過程發(fā)生的總化學(xué)方程式為4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3。據(jù)此分析解答。根據(jù)以上分析，鐵片腐蝕過程發(fā)生的總化學(xué)方程式為4Fe＋6H2O＋3O2=4Fe(OH)3，故A項正確；鐵片作負極，發(fā)生的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Fe－2e－=Fe2＋，故B項錯誤；O2在液滴外沿反應(yīng)，正極電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－=4OH－(發(fā)生還原反應(yīng))，故C項正確；鐵片腐蝕最嚴(yán)重區(qū)域不是生銹最多的區(qū)域，而是液滴中心區(qū)，故D項正確。答案：B11．(2019·銅陵浮山中學(xué)月考)某同學(xué)做了如下實驗。下列說法正確的是()裝置現(xiàn)象電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)A．加熱鐵片Ⅰ所在燒杯，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．用KSCN溶液檢驗鐵片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判斷電池的正、負極C．鐵片Ⅰ、Ⅲ的腐蝕速率相等D．“電流計指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)”，說明鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ均未被腐蝕解析：Fe在氯化鈉溶液中發(fā)生腐蝕，加熱后鐵片Ⅰ失電子的速率加快，會有電子通過電流計，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A項正確；Fe發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，F(xiàn)e在負極失電子生成亞鐵離子，加KSCN溶液無現(xiàn)象，無法檢驗是否有亞鐵離子生成，則不能判斷正、負極，B項錯誤；形成原電池會增大反應(yīng)速率，由于鐵片Ⅲ所處的電解質(zhì)溶液濃度大，所以鐵片Ⅲ的腐蝕速率比鐵片Ⅰ快，C項錯誤；鐵片Ⅰ、鐵片Ⅱ所處的化學(xué)環(huán)境相同，分別發(fā)生化學(xué)腐蝕，不能形成原電池，電路中沒有電流通過，鐵片Ⅰ、Ⅱ腐蝕的速率相同，D項錯誤。答案：A12．(2021·咸陽第三次模擬)驗證犧牲陽極的陰極保護法，實驗如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。下列說法不正確的是()①在Fe表面生成藍色沉淀②試管內(nèi)無明顯變化③試管內(nèi)生成藍色沉淀A．對比②③，可以判定Zn保護了FeB．對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C．驗證Zn保護Fe時不能用①的方法D．將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑解析：對比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]無明顯變化，②Fe附近的溶液中不含F(xiàn)e2＋，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]產(chǎn)生藍色沉淀，③Fe附近的溶液中含F(xiàn)e2＋，②中Fe被保護，A項正確；①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產(chǎn)生藍色沉淀，F(xiàn)e表面產(chǎn)生了Fe2＋，對比①②的異同，①可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化成Fe2＋，B項正確；對比①②，①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產(chǎn)生藍色沉淀，①也能檢驗出Fe2＋，不能用①的方法驗證Zn保護Fe，C項正確；由實驗可知K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2＋，將Zn換成Cu不能用①的方法證明Fe比Cu活潑，D項錯誤。答案：D二、非選擇題13．(2021·衡陽常寧第五中學(xué)月考)某小組同學(xué)利用如圖所示裝置進行鐵的電化學(xué)腐蝕原理的探究實驗：裝置分別進行的操作現(xiàn)象ⅰ.連好裝置一段時間后，向燒杯中滴加酚酞_____________________________________________________________________ⅱ.連好裝置一段時間后，向燒杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液鐵片表面產(chǎn)生藍色沉淀(1)小組同學(xué)認為以上兩種檢驗方法，均能證明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕。①實驗ⅰ中的現(xiàn)象是__________________________________________________________。②用電極反應(yīng)式解釋實驗ⅰ中的現(xiàn)象：__________________________________________。(2)查閱資料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。①據(jù)此有同學(xué)認為僅通過ⅱ中現(xiàn)象不能證明鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，理由是________________。②進行下列實驗，在實驗幾分鐘后的記錄如下：實驗滴管試管現(xiàn)象0.5mol·L－1K3[Fe(CN)6]溶液ⅲ.蒸餾水無明顯變化ⅳ.1.0mol·L－1NaCl溶液鐵片表面產(chǎn)生大量藍色沉淀ⅴ.0.5mol·L－1Na2SO4溶液無明顯變化以上實驗表明：在有Cl－存在條件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)。為探究Cl－的存在對反應(yīng)的影響，小組同學(xué)將鐵片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗凈)后再進行實驗ⅲ，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍色沉淀。此補充實驗表明Cl－的作用是________________________________。(3)有同學(xué)認為上述實驗仍不夠嚴(yán)謹(jǐn)。為進一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性對實驗ⅱ結(jié)果的影響，又利用(2)中裝置繼續(xù)實驗。其中能證實以上影響確實存在的是______(填字母)。實驗試劑現(xiàn)象A酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)產(chǎn)生藍色沉淀B酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)產(chǎn)生藍色沉淀C鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)產(chǎn)生藍色沉淀D鐵片、K3[Fe(CN)6]和鹽酸混合溶液(已除O2)產(chǎn)生藍色沉淀(4)綜合以上實驗分析，利用實驗ⅱ中試劑能證實鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實驗方案是：連好裝置一段時間后，_________________________________________________________________________________________________________________________________(回答相關(guān)操作、現(xiàn)象)，則說明負極附近溶液中產(chǎn)生了Fe2＋，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。解析：(1)①實驗ⅰ中，發(fā)生吸氧腐蝕，碳棒為正極，發(fā)生O2得電子生成OH－的反應(yīng)，從而使碳棒附近溶液變紅。②在碳棒上，O2得電子生成OH－，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－。(2)①有同學(xué)認為僅通過ⅱ中現(xiàn)象不能證明鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，理由是既然K3[Fe(CN)6]具有氧化性，就有可能發(fā)生K3[Fe(CN)6]與Fe的直接作用。②用稀硫酸酸洗后，鐵片表面的氧化膜被破壞，再進行實驗ⅲ，鐵片表面產(chǎn)生藍色沉淀，則Cl－的作用與硫酸相同，也是破壞鐵表面的氧化膜。(3)已除O2的鐵片不能發(fā)生吸氧腐蝕，只能發(fā)生鐵片、K3[Fe(CN)6]溶液的反應(yīng)，從而表明K3[Fe(CN)6]能與鐵作用生成Fe2＋，實驗A符合題意；酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)，同時滿足兩個反應(yīng)發(fā)生的條件，既可能是K3[Fe(CN)6]與鐵作用生成Fe2＋，也可能是鐵片發(fā)生了吸氧腐蝕，實驗B不合題意；鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)，不能發(fā)生吸氧腐蝕，只能是Cl－破壞氧化膜，然后K3[Fe(CN)6]與鐵作用生成Fe2＋，實驗C符合題意；鐵片、K3[Fe(CN)6]和鹽酸混合溶液(已除O2)反應(yīng)產(chǎn)生藍色沉淀，可能是鐵片與鹽酸直接反應(yīng)生成Fe2＋，也可能是K3[Fe(CN)6]與鐵作用生成Fe2＋，實驗D不合題意。(4)為證實鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，可連好裝置一段時間后，取Fe電極附近的溶液，放在另一試管中，加入K3[Fe(CN)6]溶液，進行Fe2＋的檢驗。答案：(1)①碳棒附近溶液變紅②O2＋4e－＋2H2O=4OH－(2)①K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2＋，會干擾由于電化學(xué)腐蝕負極生成Fe2＋的檢驗②Cl－破壞了鐵片表面的氧化膜(3)AC(4)取鐵片(負極)附近溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍色沉淀14．以NaCl為主要成分的融雪劑會腐蝕橋梁、鐵軌等鋼鐵設(shè)備。某研究小組探究NaCl溶液對鋼鐵腐蝕的影響。(1)將濾紙用3.5%的NaCl溶液潤濕，涂上鐵粉、炭粉的混合物，貼在表面皿上。在濾紙上加幾滴檢驗試劑，再緩慢加入NaCl溶液至沒過濾紙，操作如圖所示：①實驗ⅰ的現(xiàn)象說明，得電子的物質(zhì)是_________________________________________。②炭粉的作用是_____________________________________________________________。③為了說明NaCl的作用，需要補充的對照實驗是_________________________________________________________________________________________________________。(2)向如圖2所示裝置的燒杯a、b中各加入30mL3.5%的NaCl溶液，閉合K，指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。加熱燒杯a，指針向右偏轉(zhuǎn)。①取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出現(xiàn)藍色沉淀，b中無變化，b中鐵片作________極。②加熱后，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)用(2)中圖示裝置探究不同濃度NaCl溶液對鋼鐵腐蝕的影響，向燒杯a、b中各加入30mL不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaCl溶液，實驗記錄如下表所示。實驗ab指針偏轉(zhuǎn)方向Ⅰ0.1%0.01%向右Ⅱ0.1%3.5%向左Ⅲ3.5%飽和溶液向右①Ⅱ中，b中電極發(fā)生的電極反應(yīng)式是________________________________________。②Ⅲ中，鐵在飽和NaCl溶液中不易被腐蝕。查閱資料可知：在飽和NaCl溶液中O2濃度較低，鋼鐵不易被腐蝕。設(shè)計實驗證明：_________________________________________________________________________________________________________________。(4)根據(jù)上述實驗，對鋼鐵腐蝕有影響的因素是___________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①鐵、碳以氯化鈉溶液為電解質(zhì)形成原電池，酚酞變紅說明生成氫氧根離子，發(fā)生吸氧腐蝕，故得電子的物質(zhì)是O2。②鐵與碳以氯化鈉溶液為電解質(zhì)形成原電池，鐵作原電池負極，碳作正極。③為了說明NaCl的作用，需要補充的對照實驗是，用水作電解質(zhì)，代替氯化鈉進行上述實驗。(2)①K3[Fe(CN)6]溶液與二價鐵離子反應(yīng)生成藍色沉淀，而取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出現(xiàn)藍色沉淀，說明a中生成二價鐵離子，b中無變化，b中沒有二價鐵離子生成，所以a作負極，b作正極。②加熱后，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因可能是溫度升高，F(xiàn)e還原性增強，反應(yīng)速率增大。(3)①依據(jù)題表中Ⅱ組數(shù)據(jù)及指針向左偏轉(zhuǎn)，則可知：b極為負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋。②要證明氧氣濃度對金屬腐蝕速率的影響，可以設(shè)計對比實驗如下：另取兩個燒杯，分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液，再分別滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后往其中一個燒杯中通入O2，觀察現(xiàn)象。(4)通過上述實驗可知，對鋼鐵腐蝕有影響的因素是溫度、NaCl溶液的濃度、O2的濃度。答案：(1)①O2②與鐵組成原電池，作原電池的正極③用水代替NaCl溶液進行上述實驗(2)①正②溫度升高，F(xiàn)e還原性增強，反應(yīng)速率增大(3)①Fe－2e－=Fe2＋②另取兩個燒杯，分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液，再分別滴加幾滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后往其中一個燒杯中通入O2，觀察現(xiàn)象(4)溫度、NaCl溶液的濃度、O2的濃度15．(2021·東莞市東莞六中月考)《我在故宮修文物》這部紀(jì)錄片里關(guān)于古代青銅器的修復(fù)引起了某研學(xué)小組的興趣?！靶夼f如舊”是文物保護的主旨。請回答下列問題：(1)查閱高中教材得知銅銹為Cu2(OH)2CO3，俗稱銅綠，可溶于酸。銅綠在一定程度上可以提升青銅器的藝術(shù)價值。參與形成銅綠的物質(zhì)有Cu和________。(2)繼續(xù)查閱資料，了解到銅銹的成分非常復(fù)雜，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古學(xué)家將銅銹分為無害銹和有害銹，結(jié)構(gòu)如圖1所示：Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分別屬于無害銹和有害銹，請解釋原因：__________________。(3)文獻顯示有害銹的形成過程中會產(chǎn)生CuCl(白色不溶于水的固體)，請結(jié)合圖2回答：①過程Ⅰ的正極反應(yīng)物是____________。②過程Ⅰ負極的電極反應(yīng)式是__________________________________________________。(4)青銅器的修復(fù)有以下三種方法：ⅰ.檸檬酸浸法：將腐蝕文物直接放在2%～3%的檸檬酸溶液中浸泡除銹。ⅱ.碳酸鈉法：將腐蝕文物置于含Na2CO3的緩沖溶液中浸泡，使CuCl轉(zhuǎn)化為難溶的Cu2(OH)2CO3。ⅲ.BTA保護法如圖3。①寫出碳酸鈉法的離子方程式：_________________________________________________。②三種方法中，BTA保護法應(yīng)用最為普遍，分析其可能的優(yōu)點有____________(填字母)。A．在青銅器表面形成一層致密的透明保護膜B．替換出銹層中的Cl－，能夠高效除去有害銹C．和酸浸法相比，不破壞無害銹，可以保護青銅器的藝術(shù)價值，做到“修舊如舊”解析：(1)銅銹為Cu2(OH)2CO3，由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后元素種類不變，參與形成銅綠的物質(zhì)有Cu和O2、H2O、CO2。(2)結(jié)合題圖1可知，Cu2(OH)2CO3為致密結(jié)構(gòu)，可以阻止潮濕空氣進入內(nèi)部進一步腐蝕銅，屬于無害銹。Cu2(OH)3Cl為疏松結(jié)構(gòu)，潮濕空氣可以進入空隙內(nèi)將內(nèi)部的銅進一步腐蝕，屬于有害銹。(3)①結(jié)合題圖2可知，正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，過程Ⅰ的正極反應(yīng)物是氧氣，電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O=4OH－。②結(jié)合題圖2可知，過程Ⅰ中Cu作負極，電極反應(yīng)式是Cu－e－＋Cl－=CuCl。(4)①碳酸鈉法＋2COeq\o\al(2－,3)=2Cu2(OH)2CO3＋4Cl－。②在青銅器表面形成一層致密的透明保護膜，能保護內(nèi)部金屬銅，這能使BTA保護法應(yīng)用更為普遍，故A項正確；Cu2(OH)3Cl為疏松結(jié)構(gòu)，潮濕空氣可以進入空隙內(nèi)將內(nèi)部的銅進一步腐蝕，屬于有害銹，BTA保護法替換出銹層中的Cl－，能夠高效除去有害銹，這能使BTA保護法應(yīng)用更為普遍，故B項正確；酸浸法會破壞無害銹Cu2(OH)2CO3，BTA保護法不破壞無害銹，可以保護青銅器的藝術(shù)價值，做到“修舊如舊”，這能使BTA保護法應(yīng)用更為普遍，故C項正確；答案選ABC。答案：(1)O2、H2O、CO2(2)堿式碳酸銅為致密結(jié)構(gòu)，可以阻止潮濕空氣進入內(nèi)部進一步腐蝕銅；而堿式氯化銅為疏松結(jié)構(gòu)，潮濕空氣可以進入空隙內(nèi)將內(nèi)部的銅進一步腐蝕(3)①氧氣(H2O)②Cu－e－＋Cl－=CuCl(4)①4CuCl＋O2＋2H2O＋2COeq\o\al(2－,3)=2Cu2(OH)2CO3＋4Cl－②ABC16．(2021·吉安市吉安一中月考)研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現(xiàn)實意義。(1)圖甲為一種常用的探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置實驗，導(dǎo)管中液柱上升緩慢，下列措施可以更快更清晰觀察到水柱上升現(xiàn)象的是________(填字母)。A．用純氧氣代替試管內(nèi)空氣B．用酒精燈加熱試管提高溫度C．將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末D．換成更細的導(dǎo)管，水中滴加紅墨水(2)該小組將圖甲裝置改進成圖乙裝置并進行實驗，導(dǎo)管中紅墨水液柱高度隨時間的變化如下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷腐蝕的速率隨時間逐漸________(填“增大”“不變”或“減小”),你認為影響因素為______________________________________________________________________________________________________________