高考化学二轮复习真题精选训练五年高考专题电化学含解析

高考化学二轮复习真题精选训练五年高考专题电化学含解析

考点一 原电池、化学电源 1．(2015·天津理综，4，6 分)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允 许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( ) A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2－ 4 )减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 解析 A 项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上 Cu2＋得电子发生还原反应生成 Cu， 错误；B 项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的 c(SO2－ 4 )不变，错误；C 项，在 乙池中 Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的 Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，则有 Cu2＋→Zn2＋，由于 M(Zn2 ＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D 项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电 解过程中 Zn2＋通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。 答案 C 2．(2015·北京理综，12，6 分)在通风厨中进行下列实验： 步骤 现象 Fe 表面产生大量无色气 泡，液面上方变为红棕色 Fe 表面产生少量红棕色气 泡后，迅速停止 Fe、Cu 接触后，其表面均 产生红棕色气泡 下列说法不正确的是( ) A．Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2 B．Ⅱ中的现象说明 Fe 表面形成致密的氧化膜，阻止 Fe 进一步反应 C．对比Ⅰ、Ⅱ中的现象，说明稀 HNO3 的氧化性强于浓 HNO3 D．针对Ⅲ中的现象，在 Fe、Cu 之间连接电流计，可判断 Fe 是否被氧化 解析 A 项，铁与稀硝酸反应生成 NO，NO 与空气中 O2 反应生成 NO2，2NO＋O2===2NO2，正确；B 项，铁 遇浓硝酸钝化，阻止铁继续与浓硝酸反应，正确；C 项，对比Ⅰ、Ⅱ，说明浓硝酸的氧化性强于稀硝 酸，错误；D 项，装置Ⅲ形成原电池，通过电流计指针偏转的方向，可判断铁是否被氧化，正确。 答案 C 3．(2015·课标全国卷Ⅰ，11，6 分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工 作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( ) A．正极反应中有 CO2 生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为 C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O 解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物作用下 O2 与 C6H12O6 发生氧化还原反应，将化学能转 化为电能，B 正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许 H＋通过，则正极反应为：O2＋4e－＋4H＋ ===2H2O，没有 CO2 生成，A 项错误；负极发生反应：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在负极区生 成，移向正极区，在正极被消耗，C 项正确；总反应为：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D 项正确。 答案 A 4．(2015·江苏化学，10，2 分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是 ( ) A．反应 CH4＋H2O =====催化剂 △ 3H2＋CO，每消耗 1 mol CH4 转移 12 mol 电子 B．电极 A 上 H2 参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O C．电池工作时，CO 2－ 3 向电极 B 移动 D．电极 B 上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－===2CO2－ 3 解析 A 项，C －4 H4→C ＋2 O，则该反应中每消耗 1 mol CH4 转移 6 mol 电子，错误；该电池的传导介质为熔 融的碳酸盐，所以 A 电极即负极上 H2 参与的电极反应为：H2－2e－＋CO2－ 3 ===CO2＋H2O，错误；C 项，原 电池工作时，阴离子移向负极，而 B 极是正极，错误；D 项，B 电极即正极上 O2 参与的电极反应为： O2＋4e－＋CO2===2CO2－ 3 ，正确。 答案 D 5．(2014·北京理综，8，6 分)下列电池工作时，O2 在正极放电的是( ) A.锌锰电池 B.氢燃料电池 C.铅蓄电池 D.镍镉电池 解析 氢燃料电池中，负极上 H2 放电，正极上 O2 放电，A、C、D 中均不存在 O2 放电，故选 B。 答案 B 6．(2014·课标全国卷Ⅱ，12，6 分)2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。 下列叙述错误的是( ) A．a 为电池的正极 B．电池充电反应为 LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放电时，a 极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中 Li＋从 b 向 a 迁移 解析 由图可知，b 极(Li 电极)为负极，a 极为正极，放电时，Li＋从负极(b)向正极(a)迁移，A 项、 D 项正确；该电池放电时，负极：xLi－xe－===xLi＋，正极：Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，a 极 Mn 元素的化合价发生变化，C 项错误；由放电反应可得充电时的反应，B 项正确。 答案 C 7．(2014·福建理综，11，6 分)某原电池装置如图所示，电池总反应为 2Ag＋Cl2===2AgCl。 下列说法正 确的是 ( ) A．正极反应为 AgCl＋e－===Ag＋Cl－ B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D．当电路中转移 0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子 解析 A 项，Pt 为正极发生还原反应：Cl2＋2e－===2Cl－，错误；B 项，放电时，左侧的电极反应式 Ag ＋Cl－－e－===AgCl↓，有大量白色沉淀生成，错误；C 项，由于 H＋、Na＋均不参与电极反应，则用 NaCl 代替盐酸，电池总反应不变，错误；D 项，当电路中转移 0.01 mol e－时，左侧产生 0.01 mol Ag＋与 Cl－结合为 AgCl 沉淀，右侧产生 0.01 mol Cl－，为保持溶液的电中性，左侧约有 0.01 mol H＋通过阳 离子交换膜转移到右侧，故左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子，正确。 答案 D 8．(2014·浙江理综，11，6 分)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是： Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH 已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO－ 2 下列说法正确的是 ( ) A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ B．充电过程中 OH－ 离子从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－ ，H2O 中的 H 被 M 还原 D．NiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液 解析 充电时，电池正极发生氧化反应，A 项正确；充电时 OH－离子从阴极向阳极移动，B 项错误；充 电时阴极的电极反应式为：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，则水中的 H 被电极上的 e－ 还原，C 项错误；由题 中提示反应可知，氨水能与电极材料 NiOOH 反应，干扰电池总反应，故不能作电池的电解质溶液，D 项错误。 答案 A 9．(2014·天津理综，6，6 分)已知：锂离子电池的总反应为： LixC＋Li1－xCoO2 C＋LiCoO2 锂硫电池的总反应为：2Li＋S Li2S 有关上述两种电池说法正确的是( ) A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 解析 A 项，在原电池内部，阳离子应移向正极；二次电池充电过程为电解的过程，阴极发生还原反 应，B 项正确；C 项，比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电能，当二者质量相同时， 转移电子的物质的量不相等，即比能量不同；D 项，左边装置已经是放完电的电池，应为锂硫电池给 锂离子电池充电。 答案 B 10．(2013·课标全国卷Ⅰ，10，6 分)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了 Ag2S 的缘故，根据电化 学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发 现黑色会褪去，下列说法正确的是( ) A．处理过程中银器一直保持恒重 B．银器为正极，Ag2S 被还原生成单质银 C．该过程中总反应为 2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色 Ag2S 转化为白色 AgCl 解析 由“电化学原理”可知正极反应式为 Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应式为 Al－3e－===Al3＋； 电解质溶液中发生反应 Al3＋＋3H3O Al(OH)3＋3H＋，S2－与 H＋结合生成 H2S，使 Al3＋＋3H2O Al(OH)3 ＋3H＋的平衡右移，最终生成 Al(OH)3 沉淀，只有 B 选项正确。 答案 B 11．(2013·课标全国卷Ⅱ，11，6 分)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔 Ni/NiCl2 和金属钠 之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( ) A．电池反应中有 NaCl 生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C．正极反应为 NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动 解析 由题意知 Na 作负极，NiCl2 作电解质，电极反应分别为 正极：NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－ 负极：2Na－2e－===2Na＋ ，总反应 为 2Na＋NiCl2===2NaCl＋Ni，由以上分析 A、C 正确，B 错误；由图示知负极产生的 Na＋由负极流向正 极，D 正确。 答案 B 12．(2014·海南化学，16，9 分)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如 图所示，其中电解质 LiClO4 溶于混合有机溶剂中，Li＋ 通过电解质迁移入 MnO2 晶格中，生成 LiMnO2。 回答下列问题： (1)外电路的电流方向是由________极流向________极。 (填字母) (2)电池正极反应式为_______________________________________________。 (3) 是 否 可 用 水 代 替 电 池 中 的 混 合 有 机 溶 剂 ？ ________( 填 “ 是 ” 或 “ 否 ”) ， 原 因 是 ___________________________________________________________。 (4)MnO2 可 与 KOH 和 KClO3 在 高 温 下 反 应 ， 生 成 K2MnO4 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _____________________________________________________________。 K2MnO4 在 酸 性 溶 液 中 歧 化 ， 生 成 KMnO4 和 MnO2 的 物 质 的 量 之 比 为 _________________________________________________________________。 解析 由 Li＋ 的迁移方向可知，b 为正极，其电极反应为：Li＋＋MnO2＋e－===LiMnO2，a 为负极，其电 极反应为：Li － e－===Li＋，电流由 b 流向 a。由于锂能与水发生反应，故不能用水代替电池中的混 合有机溶剂。 答案 (1)b a (2)Li＋ ＋ MnO2＋e－===LiMnO2 (3)否 锂能与水发生反应 (4)3MnO2＋6KOH＋KClO3=====高温3K2MnO4＋KCl＋3H2O 2∶1 考点二 电解原理及其应用 1．(2015·福建理综，11，6 分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将 H2O 和 CO2 转 化为 O2 和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( ) A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从 b 极区向 a 极区迁移 C．每生成 1 mol O2，有 44 g CO2 被还原 D．a 电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O 解析 A 项，该装置是电解池，在电解和光的作用下 H2O 在光催化剂的表面转化为 O2 和 H＋，故该装置 是将电能和光能转化为化学能，错误；B 项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该 装置工作时，H＋从阳极 b 极区向阴极 a 极区迁移，正确；C 项，该电解池的总反应式为：6CO2＋ 8H2O=====电解2C3H8O＋9O2。根据总反应方程式可知，每生成 1 mol O2，有2 3 mol CO2 被还原，其质量为88 3 g， 错误；D 项，a 电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。 答案 B 2．(2015·四川理综，4，6 分)用右图所示装置除去含 CN－、 Cl－废水中的 CN－时，控制溶液 pH 为 9～10，阳极产生的 ClO－将 CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确 的是( ) A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．除去 CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 解析 Cl－在阳极发生氧化反应生成 ClO－，水电离出的 H＋在阴极发生还原反应生成 H2，又由于电解质 溶液呈碱性，故 A、B、C 项正确；D 项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现 H＋，正确的离子方程式 为 2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。 答案 D 3．(2015·浙江理综，11，6 分)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解 H2O、CO2 混合气体制备 H2 和 CO 是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确．．．的是( ) A．X 是电源的负极 B．阴极的电极反应式是：H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－ C．总反应可表示为：H2O＋CO2=====通电H2＋CO＋O2 D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 1∶1 解析 由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应，此极上得到电子，应为阴极，故 X 极为电 源的负极，A、B 项正确；C 项，根据电极上的反应物和生成物，可知总反应方程式正确；D 项，因阳 极电极反应式为 2O2－－4e－===O2↑，结合电子得失相等，可知阴、阳两极生成气体的物质的量之比为 2∶1，错误。 答案 D 4．(2014·广东理综，11，4 分)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为 Al，其他均为 Cu，则 ( ) A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu 解析 分析图可知：左侧两个烧杯的装置形成原电池，且Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，而最右边的装置为电 解池，因此，该装置中电子流向：电极Ⅰ→Ⓐ→电极Ⅳ，则电流方向：电极Ⅳ→A→电极Ⅰ，A 正确； 电极Ⅰ发生氧化反应，B 错误；电极Ⅱ的电极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu，有铜析出，C 错误；电极Ⅲ为电 解池的阳极，其电极反应为 Cu－2e－===Cu2＋，D 错误。 答案 A 5．(2013·浙江理综，11，6 分)电解装置如图所示，电解槽内装 有 KI 及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电 压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变 浅。已知：3I2＋6OH－===IO－ 3 ＋5I－＋3H2O 下列说法不正确．．．的是( ) A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．电解结束时，右侧溶液中含有 IO－ 3 C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2O=====通电KIO3＋3H2↑ D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变 解析 依题意，左侧溶液变蓝，说明左侧 Pt 电极是阳极，电极反应式为 2I－－2e－===I2……①，右侧 Pt 电极为阴极，电极反应式为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－……②或 2H＋＋2e－===H2↑，A 正确；阴极生成 的 OH－通过阴离子交换膜迁移至左室，与 I2 发生反应：3I2＋6OH－===5I－＋IO－ 3 ＋3H2O……③，I2 浓度逐 渐减小，故蓝色逐渐变浅，电解结束后 IO － 3 可通过阴离子交换膜扩散至右侧，B 正确；①式×3＋②式 ×3＋③式得电解总反应：I－＋3H2O=====通电IO－ 3 ＋3H2↑，C 正确；若换用阳离子交换膜，OH－不能迁移至 左室，反应③无法发生，①式＋②式得电解总反应式为 2I－＋2H2O=====通电2OH－＋I2＋H2↑，两种情况下电 解总反应显然不同，D 错误。 答案 D 6．(2013·天津理综，6，6 分)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以 Al 作阳极、Pb 作阴极， 电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下： 电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l) 电解池：2Al＋3H2O=====电解Al2O3＋3H2↑ 电解过程中，以下判断正确的是( ) 电池 电解池 A H＋移向 Pb 电极 H＋移向 Pb 电极 B 每消耗 3 mol Pb 生成 2 mol Al2O3 C 正极：PbO2＋4H＋＋2e－ ===Pb2＋＋2H2O 阳极：2Al＋3H2O－6e－ ===Al2O3＋6H＋ D 解析 原电池中 H＋移向正极，电解池中 H＋移向阴极，A 错误；由电子守恒 3Pb～6e－～Al2O3，B 错误； C 项中原电池正极反应：PbO2＋4H＋＋2e－＋SO2－ 4 ===PbSO4＋2H2O，电解池中阳极反应：2Al＋3H2O－6e－ ===Al2O3＋6H＋，C 错误；D 项中，原电池负极：Pb＋SO2－ 4 －2e－===PbSO4，Pb 电极增重，电解池中 Pb 作 阴极，阴极上析出 H2，Pb 电极质量不变，D 正确。 答案 D 7．(2013·重庆理综，11，14 分)化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法 可用于治理水中硝酸盐的污染。 (1)催化反硝化法中，H2 能将 NO － 3 还原为 N2。25 ℃时，反应进行 10 min，溶液的 pH 由 7 变为 12。 ①N2 的结构式为___________________________________________________。 ②上述反应离子方程式为___________________________________________， 其平均反应速率 v(NO－ 3 )为________mol·L－1·min－1。 ③还原过程中可生成中间产物 NO－ 2 ，写出 3 种促进 NO － 2 水解的方法______________。 (2)电化学降解 NO － 3 的原理如右图所示。 ①电源正极为________(填“A”或“B”)，阴极反应式为 ____________________________。 ②若电解过程转移了 2 mol 电子，则膜两侧电解液的质量变 化 差 (Δm 左 －Δm 右)为______g。 解析 (1)②H2 在水溶液中将 NO － 3 还原为 N2 的同时溶液 pH 升高，说明 有 OH－生成，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出反应离子方程式；10 min 内 OH－浓度的 变化量为 c(OH－)＝10－2 mol·L－1－10－7mol·L－1≈10－2mol·L－1，由离子方程式可知 NO － 3 浓度变化量也 为 10－2mol·L－1，所以用 NO － 3 表示的该反应速率为 v(NO－ 3 )＝10－2 mol·L－1 10 min ＝0.001 mol·L－1·min－1。 ③NO － 2 水解为吸热反应，生成 HNO2 和 OH－，故加酸、升温、加水稀释均可促进水解。 (2)①由题图可知在电解过程中 NO － 3 转化成 N2，发生还原反应，故 B 为电源负极，则 A 为电源正极， NO － 3 在阴极得电子生成 N2，由电荷守恒可知反应必然会同时生成 OH－；②电解池中阳极反应式为 4OH－ －4e－===2H2O＋O2↑，转移 2 mol 电子时生成 0.5 mol O2 和 2 mol H＋，2 mol H＋通过质子交换膜转移 到右侧，故左侧溶液质量改变量为 0.5 mol×32 g·mol－1＋2 mol×1 g·mol－1＝18 g；当转移 2 mol 电子时阴极可生成 1 5 mol N2，同时从左侧转移过来 2 mol H＋，故右侧溶液质量变化量为 1 5 mol×28 g·mol －1－2 mol×1 g·mol－1＝3.6 g，两侧溶液质量变化差为 18 g－3.6 g＝14.4 g。 答案 (1)①N≡N ②2NO－ 3 ＋5H2 =====催化剂N2＋2OH－＋4H2O 0.001 ③加酸，升高温度，加水 (2)①A 2NO－ 3 ＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－ ②14.4 考点三 金属的电化腐蚀及防护 1．(2015·江苏化学，11，4 分)下列说法正确的是( ) A．若 H2O2 分解产生 1 mol O2，理论上转移的电子数约为 4×6.02×1023 B．室温下，pH＝3 的 CH3COOH 溶液与 pH＝11 的 NaOH 溶液等体积混合，溶液 pH＞7 C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 D．一定条件下反应 N2＋3H2 2NH3 达到平衡时，3v 正(H2)＝2v 逆(NH3) 解析 A 项，2H2O2===2H2O 得到 e－×2＋O 失去 e－×22↑，生成 1 mol O2，理论转移 2 mol 电子，错误； B 项，醋酸是弱酸，两者等体积混合后，醋酸过量较多，溶液呈酸性，pH<7，错误；D 项，达到平衡 时， v 正（H2） v 逆（NH3） ＝3 2 ，错误。 答案 C 2．(2014·天津理综，1，6 分)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 解析 A 项，铁表面镀锌，当发生电化学腐蚀时，Fe 作正极被保护；B 项，聚乙烯塑料非常稳定，不 易降解，而聚乳酸塑料是易降解的塑料，故应用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料来减少白色污染，故 B 项 错误；D 项，重金属离子对土壤、水都会产生污染，所以含重金属离子的电镀废液不能随意排放。 答案 B 3．(2013·北京理综，7，6 分)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( ) A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属护栏表面涂漆 C．汽车底盘喷涂高分子 D．地下钢管连接镁块 解析 B、C 为加保护层保护法；D 为原电池原理的牺牲阳极的阴极保护法。 答案 A 4．(2015·重庆理综，11，14 分)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 119 g、20.7 g，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 4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。 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)＝ 119 g 119 g·mol－1∶ 20.7 g 207 g·mol－1＝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]＝ 4.29 g 214.5 g·mol－1＝0.02 mol， 所以有 0.04 mol Cu 被氧化，根据电子得失守恒 n(O2)＝0.04 mol×2e－ 4e－ ＝0.02 mol，标准状况下 V(O2) ＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448 L。 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 5．(2014·安徽理综，28，14 分)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 0.5 36.0 ③ 0.2 2.0 90.0 (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。 解析 (1)由表格数据知：①组实验作参照，②组实验探究醋酸浓度的影响，所以铁粉质量不变；③ 组实验中醋酸浓度和铁粉质量未变，碳粉质量减少，所以实验目的是碳粉含量的影响。(2)由图 2 知， t2 时瓶内压强明显小于起始压强，所以瓶内压强减小，发生了吸氧腐蚀；Fe 和碳构成了原电池的两极， 电子由负极 Fe 流向正极碳，碳粉表面发生了还原反应，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－或 4H＋ ＋O2＋4e－===2H2O。(3)由图 2 知，0～t1 时瓶内压强增大，假设二可以为 Fe 与醋酸反应放热使气体体 积受热膨胀。本题为开放性题，其他合理答案也可。(4)由题意知，检验收集的气体中是否含有 H2， 可根据 H2 的性质设计实验方案，如实验步骤：收集一试管刚反应的气体，迅速插入一根表面变黑的灼 热铜丝，若铜丝表面的黑色变红，则可验证有 H2 生成。 答案 (1) 编号 实验目的 碳粉/g 铁粉/g 醋酸/% ② 2.0 ③ 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(多孔橡皮塞增加进、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)