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A.若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀
B.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH>0
C.加热0.1mol·
L-1Na2CO3溶液,CO
的水解程度和溶液的pH均增大
D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(ΔH<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大
4.(2014·
天津理综,1)化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是( )
A.铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性
B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染
C.大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D.含重金属离子的电镀废液不能随意排放
5.(2014·
福建理综,24)铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化学腐蚀称为________。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是______(填字母)。
(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。
硝酸分解的化学方程式为___________________________________________________________________。
②步骤Ⅱ中发生反应:
4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O===2Fe2O3·
nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为
_________________________________________________________________。
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是________(任写一项)。
(3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)=________。
②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s),并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。
此时FeO(s)转化率为50%,则x=________。
6.(2014·
安徽理综,28)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。
从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
图1
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
36.0
③
0.2
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。
t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了________腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;
此时,碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是___________________________________________________。
(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二:
假设一:
发生析氢腐蚀产生了气体;
假设二:
________;
……
(4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。
请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。
7.(2015·
重庆理综,11)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。
但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第________周期。
(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为________。
(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。
关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是________。
A.降低了反应的活化能B.增大了反应的速率
C.降低了反应的焓变D.增大了反应的平衡常数
(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。
如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为___________________________________________________________________。
(5)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中,负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”);
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为__________________________________;
③若生成4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。
8.(2014·
广东理综,32)石墨在材料领域有重要应用,某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:
SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是__________________________________________________________________。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,气体Ⅰ中的碳氧化物主要为____________________,由气体Ⅱ中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_____________________________________________________________
(3)步骤①为:
搅拌、________、所得溶液Ⅳ中的阴离子有________。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为__________________________,100kg初级石墨最多可获得Ⅴ的质量为________kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标
注。
9.(2016·
天津理综,3)下列叙述正确的是( )
A.使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)
B.金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率与氧气浓度无关
C.原电池中发生的反应达平衡时,该电池仍有电流产生
D.在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,说明CuS的溶解度比ZnS的小
参考答案
pH<
7,错误;
D项,达到平衡时,
=
,错误。
]
2.D [A项,当d为石墨时,铁片为负极,腐蚀加快,正确;
B项,当d为石墨时,石墨为原电池的正极,其电极反应为O2+2H2O+4e-―→4OH-;
正确;
C项,当d为锌块时,铁片为原电池的正极而受到保护,称为牺牲阳极的阴极保护法,正确;
D项,当d为锌块时,铁片为正极,电极反应为:
O2+2H2O+4e-―→4OH-,错误。
3.C [A项,海轮外壳是铁,铁与铜、海水构成原电池,铁为负极,加速腐蚀,错误;
B项,该反应为熵减的反应,常温下能自发,说明是放热反应(ΔH<
0),错误;
C项,加热促进CO
水解:
CO
+H2O
HCO
+OH-平衡正向移动,c(OH-)增大,pH增大,正确;
D项,使用催化剂(浓硫酸)和加热均能加快化学反应速率,但加热,使酯化反应逆向移动(正反应放热),生成物浓度减小,反应物浓度增大,K值减小,错误。
4.B [A项,铁表面镀锌,是牺牲阳极的阴极保护法,能增强铁的抗腐蚀性,正确;
B项,聚乙烯塑料不可降解,可造成白色污染,聚乳酸塑料可降解,可减少白色污染,错误;
C项,大量燃烧化石燃料,可产生烟尘、SO2、氮的氧化物等污染物,可造成雾霾天气,正确;
D项,含重金属的电镀废液随意排放可造成土壤和水体污染,正确。
5.解析
(1)①海水接近于中性,则铁闸发生的是吸氧腐蚀。
②表面海水中O2浓度较大,腐蚀的较快,故B处产生的铁锈最多。
(2)①硝酸受热分解生成NO2、O2和H2O,方程式为4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O。
②由流程示意图Ⅱ知,HNO3将废铁皮转化为Fe(NO3)2的同时还生成了NH4NO3,则反应的化学方程式为4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O。
③生产流程中,没有产生NO2、NO等有毒气体,减少了环境污染,能体现了“绿色化学”思想。
(3)①根据反应的平衡常数表达式K=
=0.25,故n(CO2)∶n(CO)=1∶4,即n(CO)∶n(CO2)=4∶1。
② FeO(s)+ CO(g)
Fe(s)+CO2(g)
起始量/mol0.02x00
变化量/mol0.02×
50%0.010.010.01
平衡量/mol0.01x-0.010.010.01
由①知
,解得x=0.05
答案
(1)①吸氧腐蚀 ②B
(2)①4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O
②4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
③氮氧化物排放少(或其他合理答案)
(3)①4∶1 ②0.05
6.解析
(1)根据控制变量法可知,在探究影响铁粉腐蚀的因素时,需控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对铁粉腐蚀的影响。
②探究醋酸浓度的影响时,要控制碳粉、铁粉的质量与参照实验①相同改变醋酸的浓度;
③中碳粉的质量与参照实验①不同,而其他条件相同,故③的实验目的为探究碳粉含量的影响。
(2)根据图2知,0~t1压强增大,则发生析氢腐蚀,t1后压强减小,则发生吸氧腐蚀。
发生电化学腐蚀时,Fe失去电子,电子沿导体由Fe流向C,碳作正极,碳粉表面发生还原反应,电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-。
(3)使密闭容器内气压增大的原因有:
一是通过化学反应生成了气体;
二是化学反应过程中放出了热量,使容器内温度升高,气体膨胀,压强增大。
答案
(1)
碳粉含量的影响
(2)吸氧
还原 2H2O+O2+4e-===4OH-(或4H++O2+4e-===2H2O)
(3)反应放热,温度升高
(4)实验步骤和结论(不要求写具体操作过程):
①药品用量和操作同编号①实验(增加多孔橡皮塞进、出导管);
②通入氩气排净瓶内空气;
③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化、检验Fe2+等)。
如果瓶内压强增大,假设一成立。
否则假设一不成立。
(本题属于开放性试题,合理答案均给分)
7.解析
(1)铜的原子序数为29,介于18和36之间,所以在周期表第四周期。
(2)N(Sn)∶N(Pb)=
∶
=10∶1。
(3)催化剂是降低了反应的活化能,使更多分子成为活化分子,增大了反应的速率。
(4)“复分解反应”说明相互之间交换成分,所以生成物为AgCl、Cu2O。
(5)①“青铜器的腐蚀”,如图铜为负极被腐蚀生成Cu2+,正极氧气发生吸氧腐蚀生成OH-。
②正极反应产物为OH-,负极反应产物为Cu2+与Cl-作用生成Cu2(OH)3Cl。
③n[Cu2(OH)3Cl]=
=0.02mol,所以有0.04molCu被氧化,根据电子得失守恒n(O2)=
=0.02mol,标准状况下V(O2)=0.02mol×
22.4L·
mol-1=0.448L。
答案
(1)四
(2)10∶1
(3)A、B
(4)Ag2O+2CuCl===2AgCl+Cu2O
(5)①c ②2Cu2++3OH-+Cl-===Cu2(OH)3Cl↓ ③0.448
8.解析
(1)向反应器中通入Cl2前,通一段时间N2的主要目的是排净反应器中的空气,作为保护气,防止石墨在高温下被氧化。
(2)初级石墨中的氧化物杂质主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO,经高温反应后,均转变为相应的氯化物,则氧元素与碳(过量)在高温下结合为CO,故气体Ⅰ中的碳氧化物主要为CO,80℃冷凝气体Ⅰ,由于SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,故气体Ⅱ为SiCl4。
SiCl4与NaOH溶液反应得到Na2SiO3、NaCl和H2O,其化学方程方式为SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O。
(3)由
(2)知,固体Ⅲ为AlCl3、FeCl3、MgCl2,加入过量NaOH溶液,Al3+转变为AlO
,而Fe3+、Mg2+转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,故步骤①为:
搅拌、过滤,所得溶液Ⅳ中的阴离子有AlO
、OH-、Cl-。
(4)溶液Ⅳ中加入乙酸乙酯,消耗了OH-,促进AlO
的水解,最终转化为Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为CH3COOCH2CH3+AlO
+2H2O
Al(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH,100kg石墨中含Al2O3为5.1kg,根据原子守恒Al(OH)3的质量为
×
2×
78g·
mol-1=7800g=7.8kg。
(5)用石墨保护铜,应使用外加电流的阴极保护法,铜作阴极,石墨作阳极,如下图。
答案
(1)排出装置中的氧气,防止初级石墨被氧化
(2)CO SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O
(3)过滤 OH-、AlO
和Cl-
(4)CH3COOCH2CH3+AlO
Al(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH 7.8
(5)
9.D [A项,使用催化剂能降低化学反应的活化能,不能改变化学反应的反应热,错误;
B项,金属发生吸氧腐蚀,被腐蚀的速率与氧气浓度有关,氧气的浓度越大,腐蚀速率越快,错误;
C项,原电池中发生的反应达到平衡时,各物质的浓度和物质的量不变,两极不存在电势差,不再产生电流,错误;
D项,在同浓度的盐酸中,ZnS可溶而CuS不溶,根据Ksp和ZnS与CuS的阴阳离子比相同,则说明CuS在盐酸中的溶解度比ZnS的小,正确。
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