Question

【題目】(1)某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞 (如圖1)。

從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化。實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2。t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了____________腐蝕，此時(shí)，碳粉表面發(fā)生的電極反應(yīng)式是____________。

(2)氫氧燃料電池汽車作為上海世博園中的交通工具之一，下列有關(guān)說法不正確的是______。

A．太陽(yáng)光催化分解水制氫氣比電解水制氫氣更為科學(xué)

B．氫氧燃料電池作為汽車動(dòng)力更能保護(hù)環(huán)境

C．以稀H2SO4、KOH溶液為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式相同

D．以稀H2SO4、KOH溶液為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式相同

(3)電動(dòng)車采用了一種高效耐用的新型可充電電池，該電池的總反應(yīng)式為：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。

①該電池放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為_________；

②充電時(shí)陽(yáng)極電極反應(yīng)式為_______。

(4)下列描述中，符合生產(chǎn)實(shí)際的是（______）

A． 電解食鹽水制得金屬鈉 B． 電解熔融氯化鋁制取金屬鋁，用石墨作陽(yáng)極

C． 一氧化碳高溫還原鐵礦石制得鐵 D．電解熔融氧化鎂制取金屬鎂，用鐵作陽(yáng)極

(5)金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）（______）

A．陰極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2++2e－＝Ni

B．電解過程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等

C．電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2+和Zn2+

D．電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt

Answer 1

【答案】吸氧 2H2O+O2+4e-＝4OH- C Zn - 2e-+2OH-＝Zn(OH)2 Fe(OH)3+5OH--3e-＝FeO42-+4H2O C AD

【解析】

（1）t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，錐形瓶中氣體體積減小，說明發(fā)生了吸氧腐蝕，碳為正極，鐵為負(fù)極，碳電極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H2O+O2+4e-＝4OH-；

（2）A. 電解獲得H2消耗較多的能量，而在催化劑作用下利用太陽(yáng)能來分解H2O獲得H2更為科學(xué)，A項(xiàng)正確；

B. 氫氧燃料電池產(chǎn)物為H2O，無污染，能有效保護(hù)環(huán)境，B項(xiàng)正確；

C. 以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的負(fù)極電極反應(yīng)式分別為：H2-2e-＝2H+，H2-2e- +2OH-＝2H2O，不相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D. 以稀H2SO4、KOH為介質(zhì)的氫氧燃料電池的總反應(yīng)式均為2H2+O2=2H2O，D項(xiàng)正確；

故答案為：C；

（3）①根據(jù)總的電池反應(yīng)式知，放電時(shí)，負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn - 2e-+2OH-＝Zn(OH)2；

②充電時(shí)該電池相當(dāng)于電解池，陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)總的電池反應(yīng)式知，充電時(shí)陽(yáng)極上Fe(OH)3失電子被氧化為FeO42-，電解質(zhì)溶液為堿性環(huán)境，則電極反應(yīng)式為：Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O；

（4）A. 惰性電極電解食鹽水，由于陰極上氫離子的放電能力大于鈉離子，則電解食鹽水得不到金屬鈉，應(yīng)電解熔融NaCl冶煉Na，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B. 由于氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融態(tài)沒有自由移動(dòng)的離子，不能導(dǎo)電，因此不能用電解熔融氯化鋁的方法制取金屬鋁，應(yīng)用惰性電極電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C. Fe為較活潑金屬，可利用熱還原法冶煉，可用一氧化碳高溫還原鐵礦石制得鐵，C項(xiàng)正確；

D. 由于氧化鎂熔點(diǎn)比氯化鎂熔點(diǎn)高得多，把氧化鎂熔化需要消耗很多的能量，因此用電解熔融氯化鎂的方法制取金屬鎂，并且不能用鐵作陽(yáng)極，因?yàn)殍F作陽(yáng)極失電子生成亞鐵離子，移動(dòng)向陰極，放電能力比鎂離子大，應(yīng)用惰性陽(yáng)極，D項(xiàng)錯(cuò)誤；

故答案為：C；

（5）因?yàn)檠趸��?/span>Fe2+＜Ni2+＜Cu2+，則有還原性強(qiáng)弱順序：Zn＞Fe＞Ni＞Cu＞Pt，所以在陽(yáng)極上Fe、Zn會(huì)優(yōu)先于Ni放電，則陽(yáng)極上鋅、鐵和鎳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，鉑和銅不生成金屬陽(yáng)離子，而是沉積在電解槽底部形成陽(yáng)極泥，陰極上只有鎳得電子析出。

A. 陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ni2++2e－＝Ni，A項(xiàng)正確；

B. 電解過程中，陽(yáng)極上鋅、鐵和鎳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上只有鎳得電子析出，陰陽(yáng)極上轉(zhuǎn)移電子相等，但因?yàn)檫@幾種金屬的摩爾質(zhì)量不等，所以陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C. 電解后，部分鎳離子不析出，所以溶液中存在的金屬陽(yáng)離子有Fe2+、Zn2+和Ni2+，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D. 陽(yáng)極上Fe、Zn會(huì)優(yōu)先于Ni放電，會(huì)生成金屬離子存在于溶液中，鉑和銅不生成金屬陽(yáng)離子，而是沉積在電解槽底部形成陽(yáng)極泥，所以電解槽底部陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt，D項(xiàng)正確；

故答案為：AD。