2023年高考真题变式分类汇编:金属的腐蚀与防护

2023年高考真题变式分类汇编:金属的腐蚀与防护
一、选择题
1.(2020·江苏)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中,下列有关说法正确的是(  )
A.阴极的电极反应式为
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【知识点】金属的腐蚀与防护;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极,正极金属被保护不失电子,故A不符合题意;
B.阳极金属M实际为原电池装置的负极,电子流出,原电池中负极金属比正极活泼,因此M活动性比Fe的活动性强,故B不符合题意;
C.金属M失电子,电子经导线流入钢铁设备,从而使钢铁设施表面积累大量电子,自身金属不再失电子从而被保护,故C符合题意;
D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度,离子浓度越大,溶液的导电性越强,因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该装置为原电池原理的金属防护措施,为牺牲阳极的阴极保护法,金属M作负极,钢铁设备作正极,据此分析解答。
2.(2021·广东)化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是(  )
选项 生产活动 化学原理
A 用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜 聚乙烯燃烧生成 和
B 利用海水制取溴和镁单质 可被氧化、 可被还原
C 利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 氢氟酸可与 反应
D 公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系,A符合题意;
B.海水中溴元素和镁元素都是离子形式存在,制取溴单质时,Br-被氧化,制取镁单质时,Mg2+被还原,B不符合题意;
C.石英中含有SiO2,能与HF反应,应可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,C不符合题意;
D.钢铁护栏喷漆,可使得金属与空气和水蒸气隔绝,防止钢铁生锈腐蚀,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系;
B.结合制取过程中元素化合价的变化分析;
C.石英的主要成分为SiO2;
D.喷漆可隔绝金属与空气和水蒸气的接触;
3.(2021·湖南)下列说法正确的是(  )
A.糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B. 粉末在空气中受热,迅速被氧化成
C. 可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒
D.镀锌铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;金属的腐蚀与防护;铁的氧化物和氢氧化物;高分子材料
【解析】【解答】A.多糖中的淀粉、纤维素的的分子式均为C6H10O5,其相对分子质量上万,属于天然高分子化合物,蛋白质也属于天然有机高分子化合物,但是糖类还包括单糖、二糖,是小分子化合物,A不符合题意;
B.氧化亚铁具有较强的还原性,在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁,B符合题意;
C.二氧化硫具有漂白作用,可漂白纸浆、毛和丝等,还具有微弱氧化性可用于杀菌消毒,C不符合题意;
D.镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池,锌作负极失去电子变为锌离子,铁作正极被保护,铁皮不易被腐蚀,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.糖类包括单糖、二糖、多糖等,单糖和二糖是小分子化合物,而蛋白质和多糖是高分子化合物
B.氧化亚铁具有还原性易被氧化
C.二氧化硫具有漂白性,同时也具有一定的还原性和氧化性可用于消毒杀菌
D.镀锌后形成是原电池,锌做负极失去电子保护了铁
4.(2023·广东模拟)我国“人造太阳”创世界新纪录、“奋斗者”号载人潜水器成功坐底、“深海一号”母船助力深潜科考、北斗卫星导航系统全面开通,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述错误的是
A.在“人造太阳”中发生核聚变的H、H是H的同位素
B.“奋斗者”号载人潜水器球壳所使用的钛合金能承受深海高压
C.“深海一号”母船海水浸泡区的铝基牺牲阳极可保障船体不易腐蚀
D.“北斗卫星”的授时系统“星载铷钟”中铷元素的单质遇水能缓慢反应放出H2
【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护;碱金属的性质;元素、核素
【解析】【解答】A.具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素;H、H是H的同位素,A不符合题意;
B.钛合金硬度大性能优良,能承受深海高压,B不符合题意;
C.铝比铁活泼,可失去电子牺牲阳极保障船体不易腐蚀,C不符合题意;
D.同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;铷元素的单质比钠活泼,故遇水能迅速放出H2,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、同位素即质子数相同,中子数不同的原子;
B、钛合金可以承受深海高压;
C、铝更活泼,作为负极,为牺牲阳极的阴极保护法;
D、铷比钠更活泼,和水反应速率更快。
5.(2023·朝阳模拟)下列关于铜腐蚀的说法及方程式书写正确的是
A.铜在潮湿空气中被腐蚀:
B.铜在环境中被腐蚀:
C.浓度越大,腐蚀反应速率越大
D.利用对铜的腐蚀制作印刷线路板:
【答案】A
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.铜在潮湿空气中被腐蚀生成碱式碳酸铜,化学方程式为,A符合题意;
B.Cu在NH3环境中被腐蚀,铜充足的情况下发生反应的离子方程式为4Cu+8NH3+O2+2H2O=4[Cu(NH3)2]++4OH-,铜不足的情况下离子方程式为2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-,B不符合题意;
C.HNO3浓度较大形成浓硝酸时,Cu与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O,C不符合题意;
D.FeCl3与Cu反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、铜和氧气、水、二氧化碳反应生成碱式碳酸铜;
B、铜和氨气、氧气、水反应生成氢氧化二氨合铜;
C、浓硝酸生成二氧化氮;
D、点合同和铁离子反应生成亚铁离子和铜离子。
6.(2022·淄博模拟)化学与生产、生活关系密切,下列说法错误的是
A.使用含氟牙膏能预防龋齿
B.紫外线消毒利用了使蛋白质变性的原理
C.发泡塑料饭盒不适宜盛放含油脂较多的食品
D.用外加电流法防钢铁腐蚀需附加惰性电极作阴极
【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A. 釉质对牙齿起着保护作用,其主要成分为羟基磷灰石(Ca5(PO4)3OH),使用含氟牙膏会生成氟磷灰石(Ca5(PO4)3F),可以预防龋齿,故A不符合题意;
B. 紫外线照射能够使蛋白质变性,可用紫外线杀菌消毒,故B不符合题意;
C. 一次性发泡餐具中的聚苯乙烯高分子是有机物,根据结构相似相溶,盛放含油较多的食品是有机物,食品中会溶解苯乙烯单体,苯乙烯对人的神经中枢有害,所以不适于盛放含油较多的食品,故C不符合题意;
D. 用外加电流法防钢铁腐蚀需附加惰性电极作阳极,被保护的金属作阴极,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、含氟牙膏可以生成氟磷灰石,预防龋齿;
B、紫外线可以使蛋白质变性;
C、油脂可以溶解苯乙烯,而苯乙烯对人体有毒;
D、钢铁处于阴极时,不会发生氧化反应,可以起到保护作用。
7.(2022·光明模拟)我国有着丰富的海风资源,在海水中建立风电设备,防腐蚀是一个突出问题。下列说法正确的是(  )
A.钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀
B.可将钢铁构件与电源负极连接臧缓腐蚀发生
C.钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为
D.海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;金属的腐蚀与防护;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.铜镀层破损后,Cu、Fe和海水构成原电池,Fe失电子作负极,Fe加速被腐蚀,A不符合题意;
B.将钢铁部件与电源负极连接作阴极,属于外加电流法,可以减缓腐蚀发生,B项符合题意;
C.钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe-2e-=Fe2+,C不符合题意;
D.发生电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀速率,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.Cu、Fe和海水构成原电池,较活泼金属作负极。
B.电解池中与负极相连的电极为阴极,阴极得电子。
C.注意铁失电子生成二价铁离子。
D. 发生化学腐蚀的速率小于电化学腐蚀速率 。
8.(2022·惠州模拟)化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是(  )
选项 生产活动 化学原理
A 乙烯水化法制工业酒精 乙烯可发生加成反应
B 利用明矾净水 Al3+有氧化性
C 利用硅做太阳能电池 硅是半导体材料
D 轮船铁护栏上绑一块锌 牺牲阳极保护阴极
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护;乙烯的化学性质;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.乙烯能与水发生加成反应生成乙醇,A不符合题意;
B.明矾净水是因为铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,能吸附水中杂质使其沉降,从而达到净水的目的,B符合题意;
C.硅为半导体材料,能用于制作太阳能电池,C不符合题意;
D.轮船铁护栏上绑一块锌,形成原电池,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护,为牺牲阳极的阴极保护法,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、乙烯和水加成生成乙醇;
B、明矾在水中生成氢氧化铝胶体;
C、硅是半导体材料,可以制作太阳能电池板和芯片;
D、锌比铁活泼,作为负极,为牺牲阳极的阴极保护法。
9.(2022·内江模拟)化学与社会、生产和生活密切相关。下列说法错误的是(  )
A.研究高效合成氨有利于提高粮食产量
B.大量鲜花的香味主要来自酯的混合物
C.液化石油气是一种可再生的清洁能源
D.采用喷涂油漆法可以防止钢铁的腐蚀
【答案】C
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.研究高效合成氨可以为农作物提供氮肥,有利于提高粮食产量,A不符合题意;
B.酯类物质具有特殊的气味,大量鲜花的香味主要来自酯的混合物,B不符合题意;
C.液化石油气来自化石燃料,是一种不可再生能源,C符合题意;
D.采用喷涂油漆法可以保护铁制品隔绝氧气和水,防止钢铁的腐蚀,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.合成氨可以为农作物提供氮肥;
B.酯类物质具有特殊的香味;
C.液化石油气来自化石燃料;
D.采用喷涂油漆法可以保护铁制品隔绝氧气和水。
10.(2022·济南模拟)下列有关物质性质与应用之间具有对应关系的有几种?(  )
①氯化铁溶液具有酸性,可用作刻蚀铜电路板
②二氧化氯具有强氧化性,可用作饮用水消毒
③氧化钙具有很强的吸水性,可用作食品干燥剂
④石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱纯碱等固体
⑤活性炭具有极强的吸附能力,可用作制糖业的脱色剂
⑥铜的金属活泼性比铁弱,可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【知识点】金属的腐蚀与防护;铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】①氯化铁溶液具有氧化性,铁离子与铜单质可以反映,可用作刻蚀铜电路板,①不符合题意;②二氧化氯具有强氧化性,能使蛋白质变性,可用作饮用水消毒,②符合题意;③氧化钙具有很强的吸水性,可用作食品干燥剂,③符合题意;④石英坩埚耐高温,与强碱纯碱能发生反应,不可用来加热熔化烧碱纯碱等固体,④不符合题意;⑤活性炭具有多孔结构,有极强的吸附能力,可用作制糖业的脱色剂,⑤符合题意;⑥铜的金属活泼性比铁弱,可在海轮外壳上装若干铜块以加快铁的腐蚀,⑥不符合题意;故②③⑤符合题意,
故答案为:B。
【分析】①氯化铁溶液具有氧化性;②二氧化氯具有强氧化性;③氧化钙具有吸水性;④石英坩埚高温条件下与强碱纯碱能发生反应;⑤活性炭有极强的吸附性;⑥利用牺牲阳极的阴极保护法。
11.(2021·日照模拟)下列实验装置不能达到相应实验目的的是(  )
A.用甲装置验证NH3在水中的溶解度大
B.用乙装置验证牺牲阳极保护法
C.用丙装置将CuCl2溶液蒸干制备CuCl2
D.用丁装置验证溴乙烷的消去产物是乙烯
【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;金属的腐蚀与防护;溴乙烷的化学性质;蒸发和结晶、重结晶;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.氨气极易溶于水,挤压甲装置中的胶头滴管,气球会膨胀,故A不符合题意;
B.乙装置为原电池装置,酸性条件下,Zn作负极,Fe作正极被保护,为牺牲阳极的阴极保护法,正极区域无明显现象,故B不符合题意;
C.氯化铜为挥发性酸的强酸弱碱盐,直接加热蒸干时会发生水解反应,最终得到氧化铜固体,故C符合题意;
D.溴乙烷在NaOH的醇溶液中,加热时发生消去反应,生成乙烯,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、根据气球体积变大,说明NH3易溶于水;
B、乙装置为原电池装置,结合电极反应分析;
C、CuCl2溶液蒸发过程中,发生水解,形成Cu(OH)2;
D、溴的CCl4溶液褪色,说明反应生成乙烯;
12.(2021·湖北模拟)由下列实验操作和现象得出的结论错误的是(  )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 氯乙烷加入NaOH溶液加热,冷却后加入AgNO3溶液 产生沉淀 证明氯乙烷已经水解
B 白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 锌对铁依然具有保护作用
C 向氯化钠粉末中加入适量酒精充分震荡形成无色透明液体,用红色激光笔照射 出现一条光亮的通路 形成的分散系是胶体
D 向某钠盐溶液中加入盐酸,将产生的气体通入硝酸酸化的BaCl2溶液中 有白色沉淀产生 反应生成的气体可能是SO2
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】金属的腐蚀与防护;化学实验方案的评价;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.氯乙烷与NaOH溶液反应后的溶液呈碱性,应先加稀硝酸中和过量的碱,再加入硝酸银,若产生白色沉淀,证明氯乙烷已水解,A项符合题意;
B.将出现刮痕的白铁皮放入食盐水中形成原电池,锌作负极,铁作正极,此为牺牲阴极的阳极保护法,铁未溶解,一段时间后加入铁氰化钾无明显现象,B项不符合题意;
C.用光束照射无色透明的氯化钠与酒精形成的液体产生丁达尔效应,说明该分散系为胶体,C项不符合题意;
D.钠盐可能为亚硫酸钠,二氧化硫可被硝酸氧化,生成硫酸根离子,与钡离子反应生成白色沉淀为硫酸钡,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.检验卤代烃水解的卤元素需要在酸性条件下检验
B.锌和铁形成原电池,锌做负极失去电子铁不会反应
C.符合胶体的特征
D.若气体时二氧化硫可出现此现象
13.(2021·郑州模拟)在油田注水系统中,钢管主要发生硫酸盐还原菌厌氧腐蚀,一种理论认为厌氧细菌可促使 与 反应生成 ,加速钢管的腐蚀,其反应原理如图所示。下列说法正确的是(  )
A.正极的电极反应式为:
B. 与 的反应可表示为:
C.钢管发生厌氧腐蚀的产物主要含有
D.为减缓钢管的腐蚀,可在钢管表面镀铜
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;金属的腐蚀与防护;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 根据原电池原理,水电离产生的氢离子得电子产生氢气,正极的电极反应式为: ,选项A符合题意;
B. 与 的反应生成 ,得电子,发生还原反应,电极反应可表示为: ,选项B不符合题意;
C.钢管腐蚀过程中,负极铁失电子生成Fe2+,与正极周围的S2-、OH-结合为FeS、Fe(OH)2,选项C不符合题意;
D.若在钢管表面镀铜,构成原电池,铁为负极,加快钢管的腐蚀,选项D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据给出的几种离子进行判断,铁做负极,失去电子变为亚铁离子,水在正极得到电子变为氢气
B.根据反应物和生成物即可写出反应
C.根据正极附近的阴离子以及亚铁离子即可判断产物
D.再钢管表面镀上活泼性比铁活泼的金属
14.(2021·丰台模拟)某实验小组为研究黄铜(Cu—Zn合金)的抗腐蚀性能,进行了系列实验,结果如下:
实验   0~1h 1h 2h
1 6mol/L盐酸 无气泡产生
2 3mol/L硫酸 无气泡产生 黄铜表面出现少量小气泡,反应缓慢 黄铜表面小气泡数量增加不明显,反应缓慢
3 6mol/L硝酸 2min时出现较多气泡,反应迅速进行;10min时出现明显的红棕色气体 溶液变为蓝色,反应持续进行,但不剧烈 溶液变为蓝色,反应持续进行,较为缓慢
4 2mol/L硝酸 黄铜表面出现少量小气泡,反应缓慢 溶液出现淡蓝色,反应缓慢 溶液出现淡蓝色,反应缓慢
4 浓硝酸 反应物接触后迅速反应,反应剧烈,产生大量红棕色气体,溶液变为深蓝色
依据上述实验,所得结论错误的是(  )
A.实验1、2、3中反应速率不同,与溶液中阴离子种类有关
B.可用稀硫酸溶解黄铜以测定铜的质量分数
C.硝酸与黄铜反应的速率随硝酸浓度增大而加快
D.黄铜在稀硫酸中有较强的抗腐蚀性能,说明其结构与简单Cu—Zn混合物不同
【答案】B
【知识点】化学反应速率;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.实验1、2、3中阳离子都是氢离子,且c(H+)均为6mol/L,但阴离子各不相同,因此反应速率不同,与溶液中阴离子种类有关,故A不符合题意;
B.根据实验2,1h以上稀硫酸才与黄铜缓慢反应,经过2h气泡数量增加都不明显,不能保证其中的锌全部溶解,不能用来测定其中铜的质量分数,故B符合题意;
C.根据实验3、4、5可知,硝酸与黄铜反应的速率随硝酸浓度增大而加快,故C不符合题意;
D.根据实验2,1h以内,稀硫酸与黄铜不反应,经过2h,反应缓慢,气泡数量增加都不明显,说明黄铜在稀硫酸中有较强的抗腐蚀性能,说明黄铜合金的结构与简单Cu—Zn混合物不同,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.通过控制变量法,控制氢离子的浓度相同,阴离子不同比较阴离子对速率的影响
B.根据实验2进行比较,反应速率过慢不能保证锌全部被消耗
C.根据3和4进行对比即可
D.结构不同性质不同即可判断正误
15.(2020·咸阳模拟)化学与生活社会发展息息相关。下列说法错误的是(  )
A. 的乙醇和84消毒液的消毒原理不相同
B.制造N95口罩的聚丙烯树脂属于无机非金属材料
C.玛瑙的主要成分是二氧化硅,陶瓷的主要成分是硅酸盐
D.海轮船体镶嵌锌块是牺牲阳极的阴极保护法,防止船体被腐蚀
【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;含硅矿物及材料的应用;金属的腐蚀与防护;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A.84消毒液杀菌消毒是利用其中含有的NaClO的强氧化性,而医用酒精中的乙醇并不具备强氧化性,但仍能够使蛋白质变性从而达到杀菌消毒的目的,A项不符合题意;
B.聚丙烯树脂属于有机高分子材料,而非无机材料,B项符合题意;
C.玛瑙是具有彩色环带状或层状的石英,主要成分是二氧化硅;陶瓷是传统的硅酸盐材料,主要成分是硅酸盐,C项不符合题意;
D.轮船船体主要是Fe,其与镶嵌在船体表面的锌块可构成原电池,更活泼的锌做原电池的负极被氧化,而船体则被保护起来,这种方法属于牺牲阳极的阴极保护法,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、乙醇没有氧化性但能够使蛋白质变性;
B、聚丙烯树脂属于有机高分子材料;
C、石英的主要成分二氧化硅,陶瓷是传统的三大硅酸盐产品;
D、铁和锌构成原电池,锌做负极保护铁不受腐蚀。
16.(2020·宜春模拟)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法错误的是(  )
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
【答案】B
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.②中铁没有被腐蚀,而③铁腐蚀,可说明铁连接锌后,锌保护了铁,故A不符合题意;
B.实验①可说明铁被氧化,说明方法存在缺陷,不能比较金属的活泼性,则换成铜,也不能证明金属的活泼性,故B符合题意;
C.如铁不纯,也可形成原电池反应而被氧化,加入K3[Fe(CN)6]可在铁的表面生成蓝色沉淀,则验证保护时不能用①的方法,应用②的方法,故C不符合题意;
D.①②相比较,可知铁棒表面被氧化,但溶液中没有亚铁离子,可能的原因为K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】B、无论是锌和铁还是锌和铜,都是锌做负极,无法比较铁和铜。
17.(2020·启东模拟)下列说法正确的是(  )
A.56 g Fe在足量Cl2中充分燃烧,转移电子数为2×6.02×1023
B.合成氨反应放热,采用低温可以提高氨的生成速率
C.常温下Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,溶液中 的值减小
D.若电工操作中将铝线与铜线直接相连会导致铜线更快被腐蚀
【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;金属的腐蚀与防护;钠的重要化合物;铁的化学性质
【解析】【解答】A.56g Fe为1mol,1mol Fe在Cl2中完全燃烧生成FeCl3,转移电子数为3×6.02×1023,A不符合题意;
B.合成氨的反应放热,降低温度有助于向正反应方向移动,但降低温度会使反应速率降低,导致氨的生成速率下降,B不符合题意;
C.常温下Na2CO3溶液呈碱性,是由于CO32-在溶液中水解,向溶液中加入少量Ca(OH)2固体,会抑制碳酸根的水解,使水解平衡向左移动,使 的值减小,C符合题意;
D.若将铝线和铜线直接相连,根据原电池原理,铝的活动性比铜强,铝为原电池负极,使铝腐蚀的更快,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氯气具有强氧化性,与Fe反应生成氯化铁;
B.合成氨为放热反应,降低温度反应速率减小;
C.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,生成碳酸钙、NaOH,溶液中c(OH-)增大,=减小;
D.将铝线与铜线直接相连,发生电化学腐蚀时Al为负极,腐蚀加快。
18.(2020·南京模拟)下列叙述正确的是(  )
A.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH>7
B.室温下,Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,溶液中 的值增大
C.在外加电流的阴极保护法中,须将被保护的钢铁设备与直流电源的负极相连
D.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下能自发进行,该反应的ΔH>0
【答案】C
【知识点】焓变和熵变;pH的简单计算;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.CH3COOH为弱酸,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液相比较,醋酸过量,等体积混合后溶液呈酸性,pH<7,故A不符合题意;
B.室温下,Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,两者反应生成CaCO3沉淀和NaOH溶液,溶液中c(OH-)增大,c(H+)减小, 的值减小,故B不符合题意;
C. 与直流电源的负极相连,作阴极被保护,为外加电流的阴极保护法,所以在外加电流的阴极保护法中,须将被保护的钢铁设备与直流电源的负极相连,故C符合题意;
D.NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)中△S<0,常温下能自发进行,则△H-T△S<0,则该反应的△H<0,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】该题考查化学反应原理基础知识,易错项是A项,注意常温下pH=3的CH3COOH溶液中c(H+)与pH=11的NaOH溶液中c(OH-)相等。
19.(2020·浦东新模拟)埋在下列土壤中的铸铁输油管道,腐蚀速率最慢的是(  )
A.氧化铁较多的酸性土壤 B.潮湿疏松的中性土壤
C.碳颗粒较多的碱性土壤 D.干燥致密的中性土壤
【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.在氧化铁较多的酸性土壤中,铁的锈蚀速度很快;
B.在潮湿、疏松的中性土壤中,铁易生锈;
C.在含碳颗粒较多的碱性土壤中,铁与水和氧气同时接触,易生锈;
D.在干燥、致密的中性土壤中,铁不易生锈;腐蚀速率最慢的是D,
故答案为:D。
【分析】(1)金属腐蚀一般有两种途径:化学腐蚀和电化学腐蚀;
(2)化学腐蚀:金属表面与周围介质(氧气和水)直接发生化学变化而引起的腐蚀;
(3)电化学腐蚀:金属与电解质溶液接触,通过电极反应产生的腐蚀。
20.(2020·西安模拟)“中国名片”中航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目,它们与化学有着密切的联系。下列说法错误的是(  )
A.“天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能
B.“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性
C.“歼-20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D.港珠澳大桥设计使用寿命120年,水下钢柱镶铝块防腐的方法为牺牲阳极保护法
【答案】C
【知识点】无机非金属材料;合金及其应用;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A. “天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能,故A不符合题意;
B. 钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性,故B不符合题意;
C. 碳纤维不是一种新型有机高分子材料,是碳的单质,属于新型无机非金属材料,故C符合题意;
D. 水下钢柱镶铝块防腐的方法是原电池原理,铝作负极被腐蚀,铁作正极被保护,该方法为牺牲阳极保护法,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、硅是一种半导体,可作为太阳能电池板的材料;
B、合金具有强度大,密度小,耐腐蚀等特征;
C、碳纤维是一种有机高分子材料;
D、铁和铝在水中形成原电池,铝作负极被腐蚀。
21.(2020·唐山模拟)化学与中华古文化密切相关,下列说法错误的是(  )
A.汉代烧制出“明如镜、声如馨”的瓷器,其主要原料为粘土
B.雾霾天气会危害人类的健康,“雾” 和“霾”的分散质微粒不同
C.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
D.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和高级脂肪酸甘油酯
【答案】D
【知识点】无机非金属材料;金属的腐蚀与防护;分散系、胶体与溶液的概念及关系;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.陶瓷以黏土为原料,故A不符合题意;
B.雾霾天气对人的健康造成危害,“雾”和“霾”的分散质微粒不相同,雾是粒度较大的液滴,霾是粒度较小的固体颗粒,故B不符合题意;
C.电热水器内胆一般是不锈钢或铜制成的,Mg较活泼,当发生化学腐蚀时Mg作负极而被腐蚀,从而阻止内胆被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法,故C不符合题意;
D.花生油是植物油,植物油是不饱和高级脂肪酸的甘油酯,牛油是动物油,是饱和高级脂肪酸甘油酯,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.陶瓷以黏土为原料;
B.雾是粒度较大的液滴,霾是粒度较小的固体颗粒;
C.Mg作为负极,形成原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法;
D.植物油是不饱和高级脂肪酸的甘油酯。
22.(2020·金华模拟)下列说法不正确的是(  )
A.在铝土矿制备 Al 的过程中需用到 NaOH 溶液、CO2 、冰晶石
B.铝硅酸盐材质的分子筛的组成可表示为:Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O
C.蒸发海水可得到 NaCl,电解熔融 NaCl 可制备 Na
D.在潮湿的空气中,铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
【答案】D
【知识点】含硅矿物及材料的应用;金属冶炼的一般原理;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.铝土矿的主要成分是Al2O3,可以先用NaOH溶液使其溶解,成为NaAlO2,过滤除去杂质,向滤液中通入足量的CO2,得到Al(OH)3沉淀,过滤后加热使Al(OH)3分解,得到Al2O3,然后再在冰晶石的做助熔剂的条件下电解熔融的Al2O3得到Al,所以在制备Al的过程中需用到NaOH溶液、CO2、冰晶石,故A不符合题意;
B.硅酸盐可以写成氧化物的形式,所以铝硅酸盐材质的分子筛的组成可表示为:Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O,故B不符合题意;
C.海水中含有大量的NaCl,蒸发海水可得到 NaCl,电解熔融 NaCl 可制备 Na,故C不符合题意;
D.铁板镀锌后,先被氧化是镀层的锌,若镀层破损,铁和锌组成原电池,锌作负极,被氧化,可以起到保护正极铁的作用,所以在潮湿的空气中,镀锌铁板更耐腐蚀,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】铝土矿中所含的杂质通常有Fe2O3和SiO2,可以先用酸溶解,SiO2不溶,过滤除去,滤液中加入过量的NaOH溶液,FeCl3成为Fe(OH)3沉淀,可以过滤除去,AlCl3转化为NaAlO2,然后再向滤液中通入过量的二氧化碳,NaAlO2和二氧化碳以及水反应生成Al(OH)3沉淀,加热Al(OH)3得到Al2O3,再电解熔融的Al2O3得到金属Al。也可以先加强碱,滤液中再加强酸,然后向滤液中通氨气得到Al(OH)3沉淀,再加热Al(OH)3得到Al2O3,最后电解熔融的Al2O3得到金属Al。
23.(2019·杭州模拟)下列说法错误的是(  )
A.烧结粘土制陶瓷涉及化学变化
B.焊接时用NH4Cl溶液除锈
C.氢氟酸能与SiO2反应,故可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
D.轮船船底四周镶嵌铜块以保护船体
【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;盐类水解的应用;硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.烧结粘土制陶瓷过程中生成新物质,属于化学变化,A不符合题意;
B.氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性,因此能溶解铁锈,B不符合题意;
C.氢氟酸与二氧化硅反应生四氟化硅和水,所以可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记,C不符合题意;
D.轮船船底四周镶嵌锌块以保护船体,若换做铜块则会加快船体腐蚀,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.燃烧过程涉及化学变化;
B.NH4Cl溶液显酸性,可除铁锈;
C.玻璃中含有SiO2,能与氢氟酸反应;
D.铜的活动性比铁弱,铁做负极,被腐蚀;
24.(2018高二上·遵义期中)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(  )
A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护
B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-═Fe3+
【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.用电解原理保护金属时,金属应作电解池阴极,应该与原电池负极连接,故A不符合题意;
B.常温下,铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应,所以可以保护内部金属不被腐蚀,故B符合题意;
C.钢管、铜管和雨水能构成原电池,铁作原电池负极而容易被腐蚀,故C不符合题意;
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-2e-═Fe2+,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.钢管是被保护的一极,应该做阴极,与电源的负极相连;
B.钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理,使表面变为不活泼态即钝态的过程,是使金属表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法;
C.在原电池中,活泼性较强的一极做负极,腐蚀速度更快;
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极的反应是铁单质失去电子生成亚铁离子。
25.(2018·资阳模拟)化学与生产、生活、科技等密切相关,下列有关解释正确的是(  )
A.用樟脑丸驱除衣柜里的蟑螂,是由于樟脑丸的分解产物能杀灭蟑螂
B.氨气液化以及液氨气化均要吸收大量的热,所以氨气常作制冷剂
C.纯银制品在空气中久置变黑,是因为发生了电化学腐蚀
D.有机磷农药多为磷酸酯或硫代磷酸酯类物质,肥皂水等碱性物质有利其水解而解毒
【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A,用樟脑丸驱除衣柜里的蟑螂,是由于樟脑丸的主要成分萘酚具有强烈的挥发性,挥发产生的气体能杀灭蟑螂,A项不符合题意;
B,氨气液化时放出大量的热,B项不符合题意;
C,纯银制品在空气中久置变黑,是因为发生了化学腐蚀,C项不符合题意;
D,有机磷农药多为磷酸酯或硫代磷酸酯类物质,肥皂水的主要成分为高级脂肪酸盐,由于高级脂肪酸根的水解,肥皂水呈碱性,酯类物质能在碱性条件下发生水解而解毒,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】注意电化学常见的腐蚀吸氧和吸氢两种。
26.(2018·长宁模拟)下列关于钢铁发生吸氧腐蚀的分析正确的是(  )
A.吸氧腐蚀是吸热反应
B.铁作原电池正极
C.正极电极反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-
D.原电池负极反应为:Fe-3e-=Fe3+
【答案】C
【知识点】金属的腐蚀与防护;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A. 吸氧腐蚀是放热反应,选项A不符合题意;
B. 钢铁发生吸氧腐蚀铁作原电池负极失去电子被腐蚀,选项B不符合题意;
C、正极氧气得电子产生氢氧根离子,电极反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-,选项C符合题意;
D、原电池负极反应为:Fe-2e-=Fe2+,选项D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】钢铁是铁碳的合金,在pH值大于5.6的潮湿的空气中会发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。铁作负极失去电子生成Fe2+被腐蚀,碳作正极,氧气得电子产生氢氧根离子。
27.(2018·南阳模拟)我国首艘001A型国产航母在大连造船厂建造。下列有关说法正确的是(  )
A.升降机的Al- Mg合金焊接过程中,可采用N2作保护气
B.为降低舰体钢材料中硅含量,冶炼过程中需使用O2和CaCO3
C.为测定螺旋浆Cu-Al合金中铜元素含量,只需使用氨水
D.为防止舰体在海水中发生电化学腐蚀,可镶嵌铜块
【答案】B
【知识点】金属冶炼的一般原理;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A. 升降机的Al- Mg合金焊接过程中,不能用N2作保护气,因为Mg可以在氮气中燃烧,A不符合题意;
B. 为降低舰体钢材料中硅含量,冶炼过程中需使用O2把硅氧化生成二氧化硅,然后二氧化硅和CaCO3的分解产物CaO反应生成硅酸钙,B符合题意;
C.氨水不能溶解其中任何一种金属,所以只用氨水无法测定其中铜的含量,C不符合题意;
D. 为防止舰体在海水中发生电化学腐蚀,可镶嵌锌块,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.氮气与金属镁在高温条件下反应生成氮化镁;
B.硅与氧气反应生成二氧化硅,二氧化硅与碳酸钙反应生成硅酸钙;
C.金属铝不溶于弱碱溶液;
D.根据原电池原理进行分析即可。
28.(2018·河北模拟)生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀.在密闭容器中,用压强传感器记录该过程的压强变化,如图所示.下列说法中,不正确的是(  )
A.两容器中负极反应均为Fe-2e-═Fe2+
B.曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化
C.曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+2H2O═4OH-
D.在弱酸性溶液中,生铁能发生吸氧腐蚀
【答案】C
【知识点】金属的腐蚀与防护;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】生铁在pH=2和pH=4的盐酸中构成原电池,铁是负极,铁失电子生成Fe2+,故A不符合题意;
根据图像,曲线a压强逐渐增大,气体增多,说明有氢气生成,所以曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化,故B不符合题意;
根据图像,曲线b压强逐渐减小,气体减少,说明氧气在正极得电子,pH=4溶液呈酸性,曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+4H+═2H2O,故C符合题意;
在强酸性溶液中发生析氢腐蚀,在弱酸性溶液中,正极是氧气得电子,生铁发生吸氧腐蚀,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据生铁在电解质溶液盐酸中构成原电池分析;
A,铁是负极,发生氧化反应;
B,根据图像分析,曲线a压强逐渐增大,因为PV=nRT,气体增多;
C,根据图像分析,曲线b压强逐渐减小,因为PV=nRT,气体减少;
D,在强酸性溶液中发生析氢腐蚀,在弱酸性溶液中,发生吸氧腐蚀;
29.(2016·分宜模拟)下列关于金属表面氧化膜的说法正确的是(  )
A.金属表面的氧化膜都很致密,能对金属起到保护作用
B.金属表面的氧化膜的形成都需要金属暴露在空气中很长时间才会形成
C.金属表面的氧化膜薄层的厚度会随着金属暴露在空气中的时间增长而加厚
D.某些金属表面氧化膜的形成对这些金属的广泛应用起到关键作用
【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】解:A.金属被空气中的氧气氧化,表面形成一层氧化物薄膜,这些氧化膜有的疏松,不能保护内层金属,故A错误;
B.金属表面的氧化膜的形成不一定需要金属暴露在空气中很长时间才会形成,如活泼金属易被氧化,故B错误;
C.致密金属氧化膜会保护内部金属不被氧化,所以厚度一般不会随时间的增长而加厚,故C错误;
D.某些金属表面氧化膜的形成对这些金属的广泛应用起到关键作用,如Al表面的氧化膜为致密结构可阻止内部金属被氧化,故D正确;
故选D.
【分析】金属被空气中的氧气氧化,表面形成一层氧化物薄膜,这些氧化膜有的疏松,不能保护内层金属;有的致密,可以保护内层金属.致密金属氧化膜会保护内部金属不被氧化,所以厚度一般不会随时间的增长而加厚,以此来解答.
二、多选题
30.(2020·南通模拟)根据下列图所示所得出的结论正确的是(  )
A.图甲是一定温度下,处于恒容密闭容器、弱酸性环境下的铁钉发生腐蚀过程中体系压强的变化曲线,可推知初始阶段铁钉主要发生析氢腐蚀
B.图乙是平衡体系2NO2(g) N2O4(g);ΔH=-56.9 kJ·mol-1改变某一条件后v(正)、v(逆)的变化情况,可推知t0时刻改变的条件是升高温度
C.图丙是某温度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100 mol·L-1的醋酸与醋酸钠混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系,可推知该温度下pH=3的溶液中:Ka<10-4.75
D.图丁中虚线是2SO2+O2 2SO3在催化剂存在下反应过程中能量的变化情况,可推知催化剂Ⅰ的催化效果更好
【答案】A,C
【知识点】化学反应速率的影响因素;溶液酸碱性的判断及相关计算;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A. 图甲是一定温度下,处于恒容密闭容器、弱酸性环境下的铁钉发生腐蚀过程中体系压强的变化曲线,根据反应开始时压强增大,可推知初始阶段铁钉主要发生析氢腐蚀,气体体积增多,压强增大,选项A符合题意;
B. 图乙是平衡体系2NO2(g) N2O4(g);ΔH=-56.9 kJ·mol-1改变某一条件后v(正)、v(逆)的变化情况,若t0时刻改变的条件是升高温度,则正逆反应速率均增大,与图中正反应速率在条件改变时不变不符,选项B不符合题意;
C. 图丙是某温度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100 mol·L-1的醋酸与醋酸钠混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系,可推知该温度下Ka=10-4.75,温度不变时Ka不变,则pH=3的溶液中Ka=10-4.75,选项C符合题意;
D. 图丁中虚线是2SO2+O2 2SO3在催化剂存在下反应过程中能量的变化情况,根据图中信息可知,催化剂Ⅱ正反应的活化能更低,催化效果更好,选项D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】B、由图可知,改变的一瞬间逆反应速率并没有改变,故不可能是温度的变化, 而是增大了二氧化氮的浓度
D、活化能越低,催化效果越好
三、非选择题
31.(2023·安徽模拟)铬及其化合物在生活中有很多用途。
(1)可检验司机酒后驾车,请写出酸性溶液与酒精反应的离子方程式   。的价电子排布式为   。铬元素和锰元素的第二电离能分别为,,的原因是   。
(2)为研究铬的性质,设计如图装置。装置甲中铜电极上产生大量的无色气体;而装置乙中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是   。
(3)某化工厂从湿法炼锌的铜铬渣(主要含有锌、铜、铁、铬、钻等单质)中回收铬的流程如图所示:
①酸浸时形成的金属离子的价态均相同。加入双氧水时铁、铬形成的离子均被氧化,写出氧化铬形成的离子方程式为   。
②“电解”时,阴极的电极反应式为:   。
③三价铬离子能形成多种配位化合物。中提供电子对形成配位键的原子分别是   (填元素符号),中心离子的配位数为   。
④304不锈钢是生活中常见的一种不锈钢,业内也叫做不锈钢,指必须含有以上的铬,以上的镍的不锈钢。铬和镍能形成多种配合物,如为正四面体构型、、为正方形构型、、为正八面体构型等,下列有关说法正确的是   (填选项字母)。
A.中含有共价键和离子键
B.304不锈钢不可长时间盛放盐、酱油、醋、菜汤等,不能用304不锈钢锅煲中药
C.不锈钢不会生锈,哪怕在潮湿恶劣的环境
D.和中,镍原子均为杂化
【答案】(1);;铬的第二电离能是失去半充满上的电子;锰的第二电离能是失去上的电子,更容易,所需能量更少
(2)由装置甲知铬的金属活动性比铜强,且与稀硫酸可反应生成;由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化
(3);;N、O、Cl;6;B
【知识点】金属的腐蚀与防护;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;无机物的推断
【解析】【解答】(1)检查司机是否饮酒的原理:橙色的酸性溶液遇到呼出的乙醇蒸气时迅速变绿(Cr3+),+6价的Cr被还原为+3价,乙醇具有还原性,易被氧化为乙酸,根据得失电子守恒、电荷守恒即原子守恒,写出反应的离子方程式为。为24号元素,Cr原子核外有24个电子,根据构造原理写出Cr的核外电子排布式为[Ar]3d54s1,则价电子排布式为。Cr失去2个电子成为Cr2+,核外电子排布从[Ar]3d54s1变为[Ar]3d4能量较高的不稳定结构,而Mn失去2个电子成为Mn2+,核外电子排布从[Ar]3d54s2变为[Ar]3d5能量较低的稳定结构,即铬的第二电离能是失去半充满上的电子,锰的第二电离能是失去上的电子,更容易,所需能量更少,所以,故答案为:;;铬的第二电离能是失去半充满上的电子;锰的第二电离能是失去上的电子,更容易,所需能量更少;
(2)原电池中,负极上是失电子的氧化反应,装置甲中铜电极上产生大量的无色气体,说明金属铜是正极;装置乙中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量红棕色气体二氧化氮产生,是硝酸得到电子产生的二氧化氮,发生还原反应的电极是正极,则金属铬是正极,原因是常温下铬在浓硝酸中钝化,故答案为:由装置甲知铬的金属活动性比铜强,且与稀硫酸可反应生成;由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化。
(3)①氧化Cr2+形成,根据得失电子守恒、电荷守恒即原子守恒,写出离子方程式为,故答案为:;
②“电解”时,Cr3+在阴极得到电子生成Cr,故阴极的电极反应式为:,故答案为:;
③中三价铬离子提供空轨道,NH3中的N原子、H2O中的O原子和Cl-提供孤电子对,中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的原子数之和,即3+2+1=6,故答案为:N、O、Cl;6;
④A.中镍离子提供空轨道,CN-提供孤电子对,形成配位键,CN-中存在共价键,不含离子键,故A不正确;
B.盐、酱油、醋、菜汤等会加快金属的腐蚀,所以不锈钢容器不要长时间盛放盐、酱油、醋、菜汤等,也不能用不锈钢锅煲中药,故B正确;
C.不锈钢只是不容易生锈,若具备腐蚀条件也会生锈,故C不正确;
D.和中,镍元素提供空轨道,不存在杂化,故D不正确;
故答案为:B。
【分析】(1)依据氧化还原反应原理,利用得失电子守恒、电荷守恒即原子守恒;依据构造原理分析;具有全充满,半充满,全空三种状态的电子排布比较稳定。
(2)根据两极现象判断:溶解或质量减少的一极为负极,质量增加或有气泡产生的一极为正极。
(3)①根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒分析;
②电解时,阳极与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应;阴极与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应;
③依据配合物的结构判断;
④A.只有阳离子,不含离子键;
B.依据金属腐蚀判断;
C.不锈钢具备腐蚀条件也会生锈;
D.镍元素提供空轨道,不存在杂化。
32.(2015·崇州模拟)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,完成图2防腐示意图,并作相应标注.
【答案】(1)通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应,减少石墨损失
(2)CO;SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O
(3)过滤;AlO2﹣、OH﹣、Cl﹣
(4)AlO2﹣+CH3COOCH2CH3+2H2O;CH3COO﹣+CH3CH2OH+Al(OH)3↓;7.8
(5)解:Cu的化学性质比石墨活泼,所以应用外接电流的阴极保护法保护Cu,故石墨作阳极,连接电源的正极,Cu作阴极,连接电源的负极,装置图为:

【知识点】金属的腐蚀与防护;物质的分离与提纯
【解析】【解答】解:(1)石墨化学性质在常温下稳定,而在高温下可与氧气发生反应,所以通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应,减少石墨损失,故答案为:通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应,减少石墨损失;(2)石墨过量高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,根据杂质的含量可知,气体I中氯化物主要为SiCl4、AlCl3、FeCl3等,气体I中碳氧化物主要为CO,SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,80℃冷却得到的气体Ⅱ含有SiCl4及CO,SiCl4与氢氧化钠溶液反应得到硅酸钠与氯化钠,化学反应方程式为:SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O,故答案为:CO;SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O;(3)金属氯化物的沸点均高于150℃,则固体Ⅲ中存在AlCl3、FeCl3、MgCl2,其中FeCl3、MgCl2与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀,而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,搅拌、过滤得到溶液IV,故溶液IV中的阴离子有:AlO2﹣、OH﹣、Cl﹣,故答案为:过滤;AlO2﹣、OH﹣、Cl﹣;(4)偏铝酸钠发生水解,加入乙酸乙酯除去过量的氢氧化钠,且加热条件下水解平衡一直正向移动,得到氢氧化铝沉淀、醋酸钠、乙醇,由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为:AlO2﹣+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO﹣+CH3CH2OH+Al(OH)3↓,Al2O3的质量分数为5.1%,则100kg初级石墨中氧化铝的质量=100kg×5.1%=5.1kg,根据Al元素守恒,可知氢氧化铝的质量= =7.8kg;故答案为:AlO2﹣+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO﹣+CH3CH2OH+Al(OH)3↓;7.8;
【分析】(1)石墨化学性质在常温下稳定,而在高温下可与氧气发生反应,所以通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应;(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,根据杂质的含量可知,气体I中氯化物主要为SiCl4、AlCl3、FeCl3等,气体I中碳氧化物主要为CO,SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,80℃冷却得到的气体Ⅱ含有SiCl4及CO,SiCl4与氢氧化钠溶液反应得到硅酸钠与氯化钠; (3)金属氯化物的沸点均高于150℃,则固体Ⅲ中存在AlCl3、FeCl3、MgCl2,其中FeCl3、MgCl2与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀,而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,过滤得到的溶液中含有偏铝酸钠、过量的氢氧化钠;(4)偏铝酸钠发生水解,加入乙酸乙酯除去过量的氢氧化钠,且加热条件下水解平衡一直正向移动,得到氢氧化铝沉淀、醋酸钠、乙醇;根据氧化铝的含量计算氧化铝质量,再根据Al元素守恒计算氢氧化铝的质量;(5)Cu的化学性质比石墨活泼,所以应用外接电流的阴极保护法保护Cu,故石墨作阳极,连接电源的正极,Cu作阴极,连接电源的负极.
2023年高考真题变式分类汇编:金属的腐蚀与防护
一、选择题
1.(2020·江苏)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中,下列有关说法正确的是(  )
A.阴极的电极反应式为
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
2.(2021·广东)化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是(  )
选项 生产活动 化学原理
A 用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜 聚乙烯燃烧生成 和
B 利用海水制取溴和镁单质 可被氧化、 可被还原
C 利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 氢氟酸可与 反应
D 公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
A.A B.B C.C D.D
3.(2021·湖南)下列说法正确的是(  )
A.糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物
B. 粉末在空气中受热,迅速被氧化成
C. 可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒
D.镀锌铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀
4.(2023·广东模拟)我国“人造太阳”创世界新纪录、“奋斗者”号载人潜水器成功坐底、“深海一号”母船助力深潜科考、北斗卫星导航系统全面开通,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述错误的是
A.在“人造太阳”中发生核聚变的H、H是H的同位素
B.“奋斗者”号载人潜水器球壳所使用的钛合金能承受深海高压
C.“深海一号”母船海水浸泡区的铝基牺牲阳极可保障船体不易腐蚀
D.“北斗卫星”的授时系统“星载铷钟”中铷元素的单质遇水能缓慢反应放出H2
5.(2023·朝阳模拟)下列关于铜腐蚀的说法及方程式书写正确的是
A.铜在潮湿空气中被腐蚀:
B.铜在环境中被腐蚀:
C.浓度越大,腐蚀反应速率越大
D.利用对铜的腐蚀制作印刷线路板:
6.(2022·淄博模拟)化学与生产、生活关系密切,下列说法错误的是
A.使用含氟牙膏能预防龋齿
B.紫外线消毒利用了使蛋白质变性的原理
C.发泡塑料饭盒不适宜盛放含油脂较多的食品
D.用外加电流法防钢铁腐蚀需附加惰性电极作阴极
7.(2022·光明模拟)我国有着丰富的海风资源,在海水中建立风电设备,防腐蚀是一个突出问题。下列说法正确的是(  )
A.钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内部钢铁不被腐蚀
B.可将钢铁构件与电源负极连接臧缓腐蚀发生
C.钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为
D.海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀速率
8.(2022·惠州模拟)化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是(  )
选项 生产活动 化学原理
A 乙烯水化法制工业酒精 乙烯可发生加成反应
B 利用明矾净水 Al3+有氧化性
C 利用硅做太阳能电池 硅是半导体材料
D 轮船铁护栏上绑一块锌 牺牲阳极保护阴极
A.A B.B C.C D.D
9.(2022·内江模拟)化学与社会、生产和生活密切相关。下列说法错误的是(  )
A.研究高效合成氨有利于提高粮食产量
B.大量鲜花的香味主要来自酯的混合物
C.液化石油气是一种可再生的清洁能源
D.采用喷涂油漆法可以防止钢铁的腐蚀
10.(2022·济南模拟)下列有关物质性质与应用之间具有对应关系的有几种?(  )
①氯化铁溶液具有酸性,可用作刻蚀铜电路板
②二氧化氯具有强氧化性,可用作饮用水消毒
③氧化钙具有很强的吸水性,可用作食品干燥剂
④石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱纯碱等固体
⑤活性炭具有极强的吸附能力,可用作制糖业的脱色剂
⑥铜的金属活泼性比铁弱,可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀
A.2 B.3 C.4 D.5
11.(2021·日照模拟)下列实验装置不能达到相应实验目的的是(  )
A.用甲装置验证NH3在水中的溶解度大
B.用乙装置验证牺牲阳极保护法
C.用丙装置将CuCl2溶液蒸干制备CuCl2
D.用丁装置验证溴乙烷的消去产物是乙烯
12.(2021·湖北模拟)由下列实验操作和现象得出的结论错误的是(  )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 氯乙烷加入NaOH溶液加热,冷却后加入AgNO3溶液 产生沉淀 证明氯乙烷已经水解
B 白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 锌对铁依然具有保护作用
C 向氯化钠粉末中加入适量酒精充分震荡形成无色透明液体,用红色激光笔照射 出现一条光亮的通路 形成的分散系是胶体
D 向某钠盐溶液中加入盐酸,将产生的气体通入硝酸酸化的BaCl2溶液中 有白色沉淀产生 反应生成的气体可能是SO2
A.A B.B C.C D.D
13.(2021·郑州模拟)在油田注水系统中,钢管主要发生硫酸盐还原菌厌氧腐蚀,一种理论认为厌氧细菌可促使 与 反应生成 ,加速钢管的腐蚀,其反应原理如图所示。下列说法正确的是(  )
A.正极的电极反应式为:
B. 与 的反应可表示为:
C.钢管发生厌氧腐蚀的产物主要含有
D.为减缓钢管的腐蚀,可在钢管表面镀铜
14.(2021·丰台模拟)某实验小组为研究黄铜(Cu—Zn合金)的抗腐蚀性能,进行了系列实验,结果如下:
实验   0~1h 1h 2h
1 6mol/L盐酸 无气泡产生
2 3mol/L硫酸 无气泡产生 黄铜表面出现少量小气泡,反应缓慢 黄铜表面小气泡数量增加不明显,反应缓慢
3 6mol/L硝酸 2min时出现较多气泡,反应迅速进行;10min时出现明显的红棕色气体 溶液变为蓝色,反应持续进行,但不剧烈 溶液变为蓝色,反应持续进行,较为缓慢
4 2mol/L硝酸 黄铜表面出现少量小气泡,反应缓慢 溶液出现淡蓝色,反应缓慢 溶液出现淡蓝色,反应缓慢
4 浓硝酸 反应物接触后迅速反应,反应剧烈,产生大量红棕色气体,溶液变为深蓝色
依据上述实验,所得结论错误的是(  )
A.实验1、2、3中反应速率不同,与溶液中阴离子种类有关
B.可用稀硫酸溶解黄铜以测定铜的质量分数
C.硝酸与黄铜反应的速率随硝酸浓度增大而加快
D.黄铜在稀硫酸中有较强的抗腐蚀性能,说明其结构与简单Cu—Zn混合物不同
15.(2020·咸阳模拟)化学与生活社会发展息息相关。下列说法错误的是(  )
A. 的乙醇和84消毒液的消毒原理不相同
B.制造N95口罩的聚丙烯树脂属于无机非金属材料
C.玛瑙的主要成分是二氧化硅,陶瓷的主要成分是硅酸盐
D.海轮船体镶嵌锌块是牺牲阳极的阴极保护法,防止船体被腐蚀
16.(2020·宜春模拟)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
① ② ③
在Fe表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀
下列说法错误的是(  )
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
17.(2020·启东模拟)下列说法正确的是(  )
A.56 g Fe在足量Cl2中充分燃烧,转移电子数为2×6.02×1023
B.合成氨反应放热,采用低温可以提高氨的生成速率
C.常温下Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,溶液中 的值减小
D.若电工操作中将铝线与铜线直接相连会导致铜线更快被腐蚀
18.(2020·南京模拟)下列叙述正确的是(  )
A.室温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH>7
B.室温下,Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,溶液中 的值增大
C.在外加电流的阴极保护法中,须将被保护的钢铁设备与直流电源的负极相连
D.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下能自发进行,该反应的ΔH>0
19.(2020·浦东新模拟)埋在下列土壤中的铸铁输油管道,腐蚀速率最慢的是(  )
A.氧化铁较多的酸性土壤 B.潮湿疏松的中性土壤
C.碳颗粒较多的碱性土壤 D.干燥致密的中性土壤
20.(2020·西安模拟)“中国名片”中航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目,它们与化学有着密切的联系。下列说法错误的是(  )
A.“天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能
B.“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性
C.“歼-20”飞机上大量使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D.港珠澳大桥设计使用寿命120年,水下钢柱镶铝块防腐的方法为牺牲阳极保护法
21.(2020·唐山模拟)化学与中华古文化密切相关,下列说法错误的是(  )
A.汉代烧制出“明如镜、声如馨”的瓷器,其主要原料为粘土
B.雾霾天气会危害人类的健康,“雾” 和“霾”的分散质微粒不同
C.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
D.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和高级脂肪酸甘油酯
22.(2020·金华模拟)下列说法不正确的是(  )
A.在铝土矿制备 Al 的过程中需用到 NaOH 溶液、CO2 、冰晶石
B.铝硅酸盐材质的分子筛的组成可表示为:Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O
C.蒸发海水可得到 NaCl,电解熔融 NaCl 可制备 Na
D.在潮湿的空气中,铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
23.(2019·杭州模拟)下列说法错误的是(  )
A.烧结粘土制陶瓷涉及化学变化
B.焊接时用NH4Cl溶液除锈
C.氢氟酸能与SiO2反应,故可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
D.轮船船底四周镶嵌铜块以保护船体
24.(2018高二上·遵义期中)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是(  )
A.钢管与电源正极连接,钢管可被保护
B.铁遇冷浓硝酸表面钝化,可保护内部不被腐蚀
C.钢管与铜管露天堆放在一起,钢管不易被腐蚀
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-3e-═Fe3+
25.(2018·资阳模拟)化学与生产、生活、科技等密切相关,下列有关解释正确的是(  )
A.用樟脑丸驱除衣柜里的蟑螂,是由于樟脑丸的分解产物能杀灭蟑螂
B.氨气液化以及液氨气化均要吸收大量的热,所以氨气常作制冷剂
C.纯银制品在空气中久置变黑,是因为发生了电化学腐蚀
D.有机磷农药多为磷酸酯或硫代磷酸酯类物质,肥皂水等碱性物质有利其水解而解毒
26.(2018·长宁模拟)下列关于钢铁发生吸氧腐蚀的分析正确的是(  )
A.吸氧腐蚀是吸热反应
B.铁作原电池正极
C.正极电极反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-
D.原电池负极反应为:Fe-3e-=Fe3+
27.(2018·南阳模拟)我国首艘001A型国产航母在大连造船厂建造。下列有关说法正确的是(  )
A.升降机的Al- Mg合金焊接过程中,可采用N2作保护气
B.为降低舰体钢材料中硅含量,冶炼过程中需使用O2和CaCO3
C.为测定螺旋浆Cu-Al合金中铜元素含量,只需使用氨水
D.为防止舰体在海水中发生电化学腐蚀,可镶嵌铜块
28.(2018·河北模拟)生铁在pH=2和pH=4的盐酸中发生腐蚀.在密闭容器中,用压强传感器记录该过程的压强变化,如图所示.下列说法中,不正确的是(  )
A.两容器中负极反应均为Fe-2e-═Fe2+
B.曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化
C.曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+2H2O═4OH-
D.在弱酸性溶液中,生铁能发生吸氧腐蚀
29.(2016·分宜模拟)下列关于金属表面氧化膜的说法正确的是(  )
A.金属表面的氧化膜都很致密,能对金属起到保护作用
B.金属表面的氧化膜的形成都需要金属暴露在空气中很长时间才会形成
C.金属表面的氧化膜薄层的厚度会随着金属暴露在空气中的时间增长而加厚
D.某些金属表面氧化膜的形成对这些金属的广泛应用起到关键作用
二、多选题
30.(2020·南通模拟)根据下列图所示所得出的结论正确的是(  )
A.图甲是一定温度下,处于恒容密闭容器、弱酸性环境下的铁钉发生腐蚀过程中体系压强的变化曲线,可推知初始阶段铁钉主要发生析氢腐蚀
B.图乙是平衡体系2NO2(g) N2O4(g);ΔH=-56.9 kJ·mol-1改变某一条件后v(正)、v(逆)的变化情况,可推知t0时刻改变的条件是升高温度
C.图丙是某温度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100 mol·L-1的醋酸与醋酸钠混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系,可推知该温度下pH=3的溶液中:Ka<10-4.75
D.图丁中虚线是2SO2+O2 2SO3在催化剂存在下反应过程中能量的变化情况,可推知催化剂Ⅰ的催化效果更好
三、非选择题
31.(2023·安徽模拟)铬及其化合物在生活中有很多用途。
(1)可检验司机酒后驾车,请写出酸性溶液与酒精反应的离子方程式   。的价电子排布式为   。铬元素和锰元素的第二电离能分别为,,的原因是   。
(2)为研究铬的性质,设计如图装置。装置甲中铜电极上产生大量的无色气体;而装置乙中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是   。
(3)某化工厂从湿法炼锌的铜铬渣(主要含有锌、铜、铁、铬、钻等单质)中回收铬的流程如图所示:
①酸浸时形成的金属离子的价态均相同。加入双氧水时铁、铬形成的离子均被氧化,写出氧化铬形成的离子方程式为   。
②“电解”时,阴极的电极反应式为:   。
③三价铬离子能形成多种配位化合物。中提供电子对形成配位键的原子分别是   (填元素符号),中心离子的配位数为   。
④304不锈钢是生活中常见的一种不锈钢,业内也叫做不锈钢,指必须含有以上的铬,以上的镍的不锈钢。铬和镍能形成多种配合物,如为正四面体构型、、为正方形构型、、为正八面体构型等,下列有关说法正确的是   (填选项字母)。
A.中含有共价键和离子键
B.304不锈钢不可长时间盛放盐、酱油、醋、菜汤等,不能用304不锈钢锅煲中药
C.不锈钢不会生锈,哪怕在潮湿恶劣的环境
D.和中,镍原子均为杂化
32.(2015·崇州模拟)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,完成图2防腐示意图,并作相应标注.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】金属的腐蚀与防护;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极,正极金属被保护不失电子,故A不符合题意;
B.阳极金属M实际为原电池装置的负极,电子流出,原电池中负极金属比正极活泼,因此M活动性比Fe的活动性强,故B不符合题意;
C.金属M失电子,电子经导线流入钢铁设备,从而使钢铁设施表面积累大量电子,自身金属不再失电子从而被保护,故C符合题意;
D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度,离子浓度越大,溶液的导电性越强,因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】该装置为原电池原理的金属防护措施,为牺牲阳极的阴极保护法,金属M作负极,钢铁设备作正极,据此分析解答。
2.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系,A符合题意;
B.海水中溴元素和镁元素都是离子形式存在,制取溴单质时,Br-被氧化,制取镁单质时,Mg2+被还原,B不符合题意;
C.石英中含有SiO2,能与HF反应,应可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,C不符合题意;
D.钢铁护栏喷漆,可使得金属与空气和水蒸气隔绝,防止钢铁生锈腐蚀,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系;
B.结合制取过程中元素化合价的变化分析;
C.石英的主要成分为SiO2;
D.喷漆可隔绝金属与空气和水蒸气的接触;
3.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;金属的腐蚀与防护;铁的氧化物和氢氧化物;高分子材料
【解析】【解答】A.多糖中的淀粉、纤维素的的分子式均为C6H10O5,其相对分子质量上万,属于天然高分子化合物,蛋白质也属于天然有机高分子化合物,但是糖类还包括单糖、二糖,是小分子化合物,A不符合题意;
B.氧化亚铁具有较强的还原性,在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁,B符合题意;
C.二氧化硫具有漂白作用,可漂白纸浆、毛和丝等,还具有微弱氧化性可用于杀菌消毒,C不符合题意;
D.镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池,锌作负极失去电子变为锌离子,铁作正极被保护,铁皮不易被腐蚀,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.糖类包括单糖、二糖、多糖等,单糖和二糖是小分子化合物,而蛋白质和多糖是高分子化合物
B.氧化亚铁具有还原性易被氧化
C.二氧化硫具有漂白性,同时也具有一定的还原性和氧化性可用于消毒杀菌
D.镀锌后形成是原电池,锌做负极失去电子保护了铁
4.【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护;碱金属的性质;元素、核素
【解析】【解答】A.具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素;H、H是H的同位素,A不符合题意;
B.钛合金硬度大性能优良,能承受深海高压,B不符合题意;
C.铝比铁活泼,可失去电子牺牲阳极保障船体不易腐蚀,C不符合题意;
D.同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;铷元素的单质比钠活泼,故遇水能迅速放出H2,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、同位素即质子数相同,中子数不同的原子;
B、钛合金可以承受深海高压;
C、铝更活泼,作为负极,为牺牲阳极的阴极保护法;
D、铷比钠更活泼,和水反应速率更快。
5.【答案】A
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.铜在潮湿空气中被腐蚀生成碱式碳酸铜,化学方程式为,A符合题意;
B.Cu在NH3环境中被腐蚀,铜充足的情况下发生反应的离子方程式为4Cu+8NH3+O2+2H2O=4[Cu(NH3)2]++4OH-,铜不足的情况下离子方程式为2Cu+8NH3+O2+2H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-,B不符合题意;
C.HNO3浓度较大形成浓硝酸时,Cu与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O,C不符合题意;
D.FeCl3与Cu反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、铜和氧气、水、二氧化碳反应生成碱式碳酸铜;
B、铜和氨气、氧气、水反应生成氢氧化二氨合铜;
C、浓硝酸生成二氧化氮;
D、点合同和铁离子反应生成亚铁离子和铜离子。
6.【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A. 釉质对牙齿起着保护作用,其主要成分为羟基磷灰石(Ca5(PO4)3OH),使用含氟牙膏会生成氟磷灰石(Ca5(PO4)3F),可以预防龋齿,故A不符合题意;
B. 紫外线照射能够使蛋白质变性,可用紫外线杀菌消毒,故B不符合题意;
C. 一次性发泡餐具中的聚苯乙烯高分子是有机物,根据结构相似相溶,盛放含油较多的食品是有机物,食品中会溶解苯乙烯单体,苯乙烯对人的神经中枢有害,所以不适于盛放含油较多的食品,故C不符合题意;
D. 用外加电流法防钢铁腐蚀需附加惰性电极作阳极,被保护的金属作阴极,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、含氟牙膏可以生成氟磷灰石,预防龋齿;
B、紫外线可以使蛋白质变性;
C、油脂可以溶解苯乙烯,而苯乙烯对人体有毒;
D、钢铁处于阴极时,不会发生氧化反应,可以起到保护作用。
7.【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;金属的腐蚀与防护;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.铜镀层破损后,Cu、Fe和海水构成原电池,Fe失电子作负极,Fe加速被腐蚀,A不符合题意;
B.将钢铁部件与电源负极连接作阴极,属于外加电流法,可以减缓腐蚀发生,B项符合题意;
C.钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为Fe-2e-=Fe2+,C不符合题意;
D.发生电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀速率,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.Cu、Fe和海水构成原电池,较活泼金属作负极。
B.电解池中与负极相连的电极为阴极,阴极得电子。
C.注意铁失电子生成二价铁离子。
D. 发生化学腐蚀的速率小于电化学腐蚀速率 。
8.【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护;乙烯的化学性质;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.乙烯能与水发生加成反应生成乙醇,A不符合题意;
B.明矾净水是因为铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,能吸附水中杂质使其沉降,从而达到净水的目的,B符合题意;
C.硅为半导体材料,能用于制作太阳能电池,C不符合题意;
D.轮船铁护栏上绑一块锌,形成原电池,锌作负极被腐蚀,铁作正极被保护,为牺牲阳极的阴极保护法,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、乙烯和水加成生成乙醇;
B、明矾在水中生成氢氧化铝胶体;
C、硅是半导体材料,可以制作太阳能电池板和芯片;
D、锌比铁活泼,作为负极,为牺牲阳极的阴极保护法。
9.【答案】C
【知识点】使用化石燃料的利弊及新能源的开发;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.研究高效合成氨可以为农作物提供氮肥,有利于提高粮食产量,A不符合题意;
B.酯类物质具有特殊的气味,大量鲜花的香味主要来自酯的混合物,B不符合题意;
C.液化石油气来自化石燃料,是一种不可再生能源,C符合题意;
D.采用喷涂油漆法可以保护铁制品隔绝氧气和水,防止钢铁的腐蚀,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.合成氨可以为农作物提供氮肥;
B.酯类物质具有特殊的香味;
C.液化石油气来自化石燃料;
D.采用喷涂油漆法可以保护铁制品隔绝氧气和水。
10.【答案】B
【知识点】金属的腐蚀与防护;铁盐和亚铁盐的相互转变
【解析】【解答】①氯化铁溶液具有氧化性,铁离子与铜单质可以反映,可用作刻蚀铜电路板,①不符合题意;②二氧化氯具有强氧化性,能使蛋白质变性,可用作饮用水消毒,②符合题意;③氧化钙具有很强的吸水性,可用作食品干燥剂,③符合题意;④石英坩埚耐高温,与强碱纯碱能发生反应,不可用来加热熔化烧碱纯碱等固体,④不符合题意;⑤活性炭具有多孔结构,有极强的吸附能力,可用作制糖业的脱色剂,⑤符合题意;⑥铜的金属活泼性比铁弱,可在海轮外壳上装若干铜块以加快铁的腐蚀,⑥不符合题意;故②③⑤符合题意,
故答案为:B。
【分析】①氯化铁溶液具有氧化性;②二氧化氯具有强氧化性;③氧化钙具有吸水性;④石英坩埚高温条件下与强碱纯碱能发生反应;⑤活性炭有极强的吸附性;⑥利用牺牲阳极的阴极保护法。
11.【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;金属的腐蚀与防护;溴乙烷的化学性质;蒸发和结晶、重结晶;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.氨气极易溶于水,挤压甲装置中的胶头滴管,气球会膨胀,故A不符合题意;
B.乙装置为原电池装置,酸性条件下,Zn作负极,Fe作正极被保护,为牺牲阳极的阴极保护法,正极区域无明显现象,故B不符合题意;
C.氯化铜为挥发性酸的强酸弱碱盐,直接加热蒸干时会发生水解反应,最终得到氧化铜固体,故C符合题意;
D.溴乙烷在NaOH的醇溶液中,加热时发生消去反应,生成乙烯,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、根据气球体积变大,说明NH3易溶于水;
B、乙装置为原电池装置,结合电极反应分析;
C、CuCl2溶液蒸发过程中,发生水解,形成Cu(OH)2;
D、溴的CCl4溶液褪色,说明反应生成乙烯;
12.【答案】A
【知识点】金属的腐蚀与防护;化学实验方案的评价;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.氯乙烷与NaOH溶液反应后的溶液呈碱性,应先加稀硝酸中和过量的碱,再加入硝酸银,若产生白色沉淀,证明氯乙烷已水解,A项符合题意;
B.将出现刮痕的白铁皮放入食盐水中形成原电池,锌作负极,铁作正极,此为牺牲阴极的阳极保护法,铁未溶解,一段时间后加入铁氰化钾无明显现象,B项不符合题意;
C.用光束照射无色透明的氯化钠与酒精形成的液体产生丁达尔效应,说明该分散系为胶体,C项不符合题意;
D.钠盐可能为亚硫酸钠,二氧化硫可被硝酸氧化,生成硫酸根离子,与钡离子反应生成白色沉淀为硫酸钡,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.检验卤代烃水解的卤元素需要在酸性条件下检验
B.锌和铁形成原电池,锌做负极失去电子铁不会反应
C.符合胶体的特征
D.若气体时二氧化硫可出现此现象
13.【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;金属的腐蚀与防护;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A. 根据原电池原理,水电离产生的氢离子得电子产生氢气,正极的电极反应式为: ,选项A符合题意;
B. 与 的反应生成 ,得电子,发生还原反应,电极反应可表示为: ,选项B不符合题意;
C.钢管腐蚀过程中,负极铁失电子生成Fe2+,与正极周围的S2-、OH-结合为FeS、Fe(OH)2,选项C不符合题意;
D.若在钢管表面镀铜,构成原电池,铁为负极,加快钢管的腐蚀,选项D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据给出的几种离子进行判断,铁做负极,失去电子变为亚铁离子,水在正极得到电子变为氢气
B.根据反应物和生成物即可写出反应
C.根据正极附近的阴离子以及亚铁离子即可判断产物
D.再钢管表面镀上活泼性比铁活泼的金属
14.【答案】B
【知识点】化学反应速率;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.实验1、2、3中阳离子都是氢离子,且c(H+)均为6mol/L,但阴离子各不相同,因此反应速率不同,与溶液中阴离子种类有关,故A不符合题意;
B.根据实验2,1h以上稀硫酸才与黄铜缓慢反应,经过2h气泡数量增加都不明显,不能保证其中的锌全部溶解,不能用来测定其中铜的质量分数,故B符合题意;
C.根据实验3、4、5可知,硝酸与黄铜反应的速率随硝酸浓度增大而加快,故C不符合题意;
D.根据实验2,1h以内,稀硫酸与黄铜不反应,经过2h,反应缓慢,气泡数量增加都不明显,说明黄铜在稀硫酸中有较强的抗腐蚀性能,说明黄铜合金的结构与简单Cu—Zn混合物不同,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.通过控制变量法,控制氢离子的浓度相同,阴离子不同比较阴离子对速率的影响
B.根据实验2进行比较,反应速率过慢不能保证锌全部被消耗
C.根据3和4进行对比即可
D.结构不同性质不同即可判断正误
15.【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;含硅矿物及材料的应用;金属的腐蚀与防护;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A.84消毒液杀菌消毒是利用其中含有的NaClO的强氧化性,而医用酒精中的乙醇并不具备强氧化性,但仍能够使蛋白质变性从而达到杀菌消毒的目的,A项不符合题意;
B.聚丙烯树脂属于有机高分子材料,而非无机材料,B项符合题意;
C.玛瑙是具有彩色环带状或层状的石英,主要成分是二氧化硅;陶瓷是传统的硅酸盐材料,主要成分是硅酸盐,C项不符合题意;
D.轮船船体主要是Fe,其与镶嵌在船体表面的锌块可构成原电池,更活泼的锌做原电池的负极被氧化,而船体则被保护起来,这种方法属于牺牲阳极的阴极保护法,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、乙醇没有氧化性但能够使蛋白质变性;
B、聚丙烯树脂属于有机高分子材料;
C、石英的主要成分二氧化硅,陶瓷是传统的三大硅酸盐产品;
D、铁和锌构成原电池,锌做负极保护铁不受腐蚀。
16.【答案】B
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.②中铁没有被腐蚀,而③铁腐蚀,可说明铁连接锌后,锌保护了铁,故A不符合题意;
B.实验①可说明铁被氧化,说明方法存在缺陷,不能比较金属的活泼性,则换成铜,也不能证明金属的活泼性,故B符合题意;
C.如铁不纯,也可形成原电池反应而被氧化,加入K3[Fe(CN)6]可在铁的表面生成蓝色沉淀,则验证保护时不能用①的方法,应用②的方法,故C不符合题意;
D.①②相比较,可知铁棒表面被氧化,但溶液中没有亚铁离子,可能的原因为K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】B、无论是锌和铁还是锌和铜,都是锌做负极,无法比较铁和铜。
17.【答案】C
【知识点】氨的性质及用途;金属的腐蚀与防护;钠的重要化合物;铁的化学性质
【解析】【解答】A.56g Fe为1mol,1mol Fe在Cl2中完全燃烧生成FeCl3,转移电子数为3×6.02×1023,A不符合题意;
B.合成氨的反应放热,降低温度有助于向正反应方向移动,但降低温度会使反应速率降低,导致氨的生成速率下降,B不符合题意;
C.常温下Na2CO3溶液呈碱性,是由于CO32-在溶液中水解,向溶液中加入少量Ca(OH)2固体,会抑制碳酸根的水解,使水解平衡向左移动,使 的值减小,C符合题意;
D.若将铝线和铜线直接相连,根据原电池原理,铝的活动性比铜强,铝为原电池负极,使铝腐蚀的更快,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.氯气具有强氧化性,与Fe反应生成氯化铁;
B.合成氨为放热反应,降低温度反应速率减小;
C.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,生成碳酸钙、NaOH,溶液中c(OH-)增大,=减小;
D.将铝线与铜线直接相连,发生电化学腐蚀时Al为负极,腐蚀加快。
18.【答案】C
【知识点】焓变和熵变;pH的简单计算;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.CH3COOH为弱酸,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液相比较,醋酸过量,等体积混合后溶液呈酸性,pH<7,故A不符合题意;
B.室温下,Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,两者反应生成CaCO3沉淀和NaOH溶液,溶液中c(OH-)增大,c(H+)减小, 的值减小,故B不符合题意;
C. 与直流电源的负极相连,作阴极被保护,为外加电流的阴极保护法,所以在外加电流的阴极保护法中,须将被保护的钢铁设备与直流电源的负极相连,故C符合题意;
D.NH3(g)+HCl(g)═NH4Cl(s)中△S<0,常温下能自发进行,则△H-T△S<0,则该反应的△H<0,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】该题考查化学反应原理基础知识,易错项是A项,注意常温下pH=3的CH3COOH溶液中c(H+)与pH=11的NaOH溶液中c(OH-)相等。
19.【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.在氧化铁较多的酸性土壤中,铁的锈蚀速度很快;
B.在潮湿、疏松的中性土壤中,铁易生锈;
C.在含碳颗粒较多的碱性土壤中,铁与水和氧气同时接触,易生锈;
D.在干燥、致密的中性土壤中,铁不易生锈;腐蚀速率最慢的是D,
故答案为:D。
【分析】(1)金属腐蚀一般有两种途径:化学腐蚀和电化学腐蚀;
(2)化学腐蚀:金属表面与周围介质(氧气和水)直接发生化学变化而引起的腐蚀;
(3)电化学腐蚀:金属与电解质溶液接触,通过电极反应产生的腐蚀。
20.【答案】C
【知识点】无机非金属材料;合金及其应用;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A. “天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转换为电能,故A不符合题意;
B. 钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性,故B不符合题意;
C. 碳纤维不是一种新型有机高分子材料,是碳的单质,属于新型无机非金属材料,故C符合题意;
D. 水下钢柱镶铝块防腐的方法是原电池原理,铝作负极被腐蚀,铁作正极被保护,该方法为牺牲阳极保护法,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、硅是一种半导体,可作为太阳能电池板的材料;
B、合金具有强度大,密度小,耐腐蚀等特征;
C、碳纤维是一种有机高分子材料;
D、铁和铝在水中形成原电池,铝作负极被腐蚀。
21.【答案】D
【知识点】无机非金属材料;金属的腐蚀与防护;分散系、胶体与溶液的概念及关系;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.陶瓷以黏土为原料,故A不符合题意;
B.雾霾天气对人的健康造成危害,“雾”和“霾”的分散质微粒不相同,雾是粒度较大的液滴,霾是粒度较小的固体颗粒,故B不符合题意;
C.电热水器内胆一般是不锈钢或铜制成的,Mg较活泼,当发生化学腐蚀时Mg作负极而被腐蚀,从而阻止内胆被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法,故C不符合题意;
D.花生油是植物油,植物油是不饱和高级脂肪酸的甘油酯,牛油是动物油,是饱和高级脂肪酸甘油酯,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.陶瓷以黏土为原料;
B.雾是粒度较大的液滴,霾是粒度较小的固体颗粒;
C.Mg作为负极,形成原电池,属于牺牲阳极的阴极保护法;
D.植物油是不饱和高级脂肪酸的甘油酯。
22.【答案】D
【知识点】含硅矿物及材料的应用;金属冶炼的一般原理;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.铝土矿的主要成分是Al2O3,可以先用NaOH溶液使其溶解,成为NaAlO2,过滤除去杂质,向滤液中通入足量的CO2,得到Al(OH)3沉淀,过滤后加热使Al(OH)3分解,得到Al2O3,然后再在冰晶石的做助熔剂的条件下电解熔融的Al2O3得到Al,所以在制备Al的过程中需用到NaOH溶液、CO2、冰晶石,故A不符合题意;
B.硅酸盐可以写成氧化物的形式,所以铝硅酸盐材质的分子筛的组成可表示为:Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O,故B不符合题意;
C.海水中含有大量的NaCl,蒸发海水可得到 NaCl,电解熔融 NaCl 可制备 Na,故C不符合题意;
D.铁板镀锌后,先被氧化是镀层的锌,若镀层破损,铁和锌组成原电池,锌作负极,被氧化,可以起到保护正极铁的作用,所以在潮湿的空气中,镀锌铁板更耐腐蚀,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】铝土矿中所含的杂质通常有Fe2O3和SiO2,可以先用酸溶解,SiO2不溶,过滤除去,滤液中加入过量的NaOH溶液,FeCl3成为Fe(OH)3沉淀,可以过滤除去,AlCl3转化为NaAlO2,然后再向滤液中通入过量的二氧化碳,NaAlO2和二氧化碳以及水反应生成Al(OH)3沉淀,加热Al(OH)3得到Al2O3,再电解熔融的Al2O3得到金属Al。也可以先加强碱,滤液中再加强酸,然后向滤液中通氨气得到Al(OH)3沉淀,再加热Al(OH)3得到Al2O3,最后电解熔融的Al2O3得到金属Al。
23.【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;盐类水解的应用;硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.烧结粘土制陶瓷过程中生成新物质,属于化学变化,A不符合题意;
B.氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性,因此能溶解铁锈,B不符合题意;
C.氢氟酸与二氧化硅反应生四氟化硅和水,所以可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记,C不符合题意;
D.轮船船底四周镶嵌锌块以保护船体,若换做铜块则会加快船体腐蚀,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.燃烧过程涉及化学变化;
B.NH4Cl溶液显酸性,可除铁锈;
C.玻璃中含有SiO2,能与氢氟酸反应;
D.铜的活动性比铁弱,铁做负极,被腐蚀;
24.【答案】B
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.用电解原理保护金属时,金属应作电解池阴极,应该与原电池负极连接,故A不符合题意;
B.常温下,铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步反应,所以可以保护内部金属不被腐蚀,故B符合题意;
C.钢管、铜管和雨水能构成原电池,铁作原电池负极而容易被腐蚀,故C不符合题意;
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极反应是Fe-2e-═Fe2+,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.钢管是被保护的一极,应该做阴极,与电源的负极相连;
B.钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理,使表面变为不活泼态即钝态的过程,是使金属表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法;
C.在原电池中,活泼性较强的一极做负极,腐蚀速度更快;
D.钢铁发生析氢腐蚀时,负极的反应是铁单质失去电子生成亚铁离子。
25.【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A,用樟脑丸驱除衣柜里的蟑螂,是由于樟脑丸的主要成分萘酚具有强烈的挥发性,挥发产生的气体能杀灭蟑螂,A项不符合题意;
B,氨气液化时放出大量的热,B项不符合题意;
C,纯银制品在空气中久置变黑,是因为发生了化学腐蚀,C项不符合题意;
D,有机磷农药多为磷酸酯或硫代磷酸酯类物质,肥皂水的主要成分为高级脂肪酸盐,由于高级脂肪酸根的水解,肥皂水呈碱性,酯类物质能在碱性条件下发生水解而解毒,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】注意电化学常见的腐蚀吸氧和吸氢两种。
26.【答案】C
【知识点】金属的腐蚀与防护;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A. 吸氧腐蚀是放热反应,选项A不符合题意;
B. 钢铁发生吸氧腐蚀铁作原电池负极失去电子被腐蚀,选项B不符合题意;
C、正极氧气得电子产生氢氧根离子,电极反应为:2H2O+O2+4e-=4OH-,选项C符合题意;
D、原电池负极反应为:Fe-2e-=Fe2+,选项D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】钢铁是铁碳的合金,在pH值大于5.6的潮湿的空气中会发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。铁作负极失去电子生成Fe2+被腐蚀,碳作正极,氧气得电子产生氢氧根离子。
27.【答案】B
【知识点】金属冶炼的一般原理;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A. 升降机的Al- Mg合金焊接过程中,不能用N2作保护气,因为Mg可以在氮气中燃烧,A不符合题意;
B. 为降低舰体钢材料中硅含量,冶炼过程中需使用O2把硅氧化生成二氧化硅,然后二氧化硅和CaCO3的分解产物CaO反应生成硅酸钙,B符合题意;
C.氨水不能溶解其中任何一种金属,所以只用氨水无法测定其中铜的含量,C不符合题意;
D. 为防止舰体在海水中发生电化学腐蚀,可镶嵌锌块,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.氮气与金属镁在高温条件下反应生成氮化镁;
B.硅与氧气反应生成二氧化硅,二氧化硅与碳酸钙反应生成硅酸钙;
C.金属铝不溶于弱碱溶液;
D.根据原电池原理进行分析即可。
28.【答案】C
【知识点】金属的腐蚀与防护;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】生铁在pH=2和pH=4的盐酸中构成原电池,铁是负极,铁失电子生成Fe2+,故A不符合题意;
根据图像,曲线a压强逐渐增大,气体增多,说明有氢气生成,所以曲线a记录的是pH=2的盐酸中压强的变化,故B不符合题意;
根据图像,曲线b压强逐渐减小,气体减少,说明氧气在正极得电子,pH=4溶液呈酸性,曲线b记录的容器中正极反应是O2+4e-+4H+═2H2O,故C符合题意;
在强酸性溶液中发生析氢腐蚀,在弱酸性溶液中,正极是氧气得电子,生铁发生吸氧腐蚀,故D不符合题意。
故答案为:C
【分析】根据生铁在电解质溶液盐酸中构成原电池分析;
A,铁是负极,发生氧化反应;
B,根据图像分析,曲线a压强逐渐增大,因为PV=nRT,气体增多;
C,根据图像分析,曲线b压强逐渐减小,因为PV=nRT,气体减少;
D,在强酸性溶液中发生析氢腐蚀,在弱酸性溶液中,发生吸氧腐蚀;
29.【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】解:A.金属被空气中的氧气氧化,表面形成一层氧化物薄膜,这些氧化膜有的疏松,不能保护内层金属,故A错误;
B.金属表面的氧化膜的形成不一定需要金属暴露在空气中很长时间才会形成,如活泼金属易被氧化,故B错误;
C.致密金属氧化膜会保护内部金属不被氧化,所以厚度一般不会随时间的增长而加厚,故C错误;
D.某些金属表面氧化膜的形成对这些金属的广泛应用起到关键作用,如Al表面的氧化膜为致密结构可阻止内部金属被氧化,故D正确;
故选D.
【分析】金属被空气中的氧气氧化,表面形成一层氧化物薄膜,这些氧化膜有的疏松,不能保护内层金属;有的致密,可以保护内层金属.致密金属氧化膜会保护内部金属不被氧化,所以厚度一般不会随时间的增长而加厚,以此来解答.
30.【答案】A,C
【知识点】化学反应速率的影响因素;溶液酸碱性的判断及相关计算;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A. 图甲是一定温度下,处于恒容密闭容器、弱酸性环境下的铁钉发生腐蚀过程中体系压强的变化曲线,根据反应开始时压强增大,可推知初始阶段铁钉主要发生析氢腐蚀,气体体积增多,压强增大,选项A符合题意;
B. 图乙是平衡体系2NO2(g) N2O4(g);ΔH=-56.9 kJ·mol-1改变某一条件后v(正)、v(逆)的变化情况,若t0时刻改变的条件是升高温度,则正逆反应速率均增大,与图中正反应速率在条件改变时不变不符,选项B不符合题意;
C. 图丙是某温度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100 mol·L-1的醋酸与醋酸钠混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系,可推知该温度下Ka=10-4.75,温度不变时Ka不变,则pH=3的溶液中Ka=10-4.75,选项C符合题意;
D. 图丁中虚线是2SO2+O2 2SO3在催化剂存在下反应过程中能量的变化情况,根据图中信息可知,催化剂Ⅱ正反应的活化能更低,催化效果更好,选项D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】B、由图可知,改变的一瞬间逆反应速率并没有改变,故不可能是温度的变化, 而是增大了二氧化氮的浓度
D、活化能越低,催化效果越好
31.【答案】(1);;铬的第二电离能是失去半充满上的电子;锰的第二电离能是失去上的电子,更容易,所需能量更少
(2)由装置甲知铬的金属活动性比铜强,且与稀硫酸可反应生成;由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化
(3);;N、O、Cl;6;B
【知识点】金属的腐蚀与防护;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;无机物的推断
【解析】【解答】(1)检查司机是否饮酒的原理:橙色的酸性溶液遇到呼出的乙醇蒸气时迅速变绿(Cr3+),+6价的Cr被还原为+3价,乙醇具有还原性,易被氧化为乙酸,根据得失电子守恒、电荷守恒即原子守恒,写出反应的离子方程式为。为24号元素,Cr原子核外有24个电子,根据构造原理写出Cr的核外电子排布式为[Ar]3d54s1,则价电子排布式为。Cr失去2个电子成为Cr2+,核外电子排布从[Ar]3d54s1变为[Ar]3d4能量较高的不稳定结构,而Mn失去2个电子成为Mn2+,核外电子排布从[Ar]3d54s2变为[Ar]3d5能量较低的稳定结构,即铬的第二电离能是失去半充满上的电子,锰的第二电离能是失去上的电子,更容易,所需能量更少,所以,故答案为:;;铬的第二电离能是失去半充满上的电子;锰的第二电离能是失去上的电子,更容易,所需能量更少;
(2)原电池中,负极上是失电子的氧化反应,装置甲中铜电极上产生大量的无色气体,说明金属铜是正极;装置乙中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量红棕色气体二氧化氮产生,是硝酸得到电子产生的二氧化氮,发生还原反应的电极是正极,则金属铬是正极,原因是常温下铬在浓硝酸中钝化,故答案为:由装置甲知铬的金属活动性比铜强,且与稀硫酸可反应生成;由装置乙知常温下铬在浓硝酸中钝化。
(3)①氧化Cr2+形成,根据得失电子守恒、电荷守恒即原子守恒,写出离子方程式为,故答案为:;
②“电解”时,Cr3+在阴极得到电子生成Cr,故阴极的电极反应式为:,故答案为:;
③中三价铬离子提供空轨道,NH3中的N原子、H2O中的O原子和Cl-提供孤电子对,中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的原子数之和,即3+2+1=6,故答案为:N、O、Cl;6;
④A.中镍离子提供空轨道,CN-提供孤电子对,形成配位键,CN-中存在共价键,不含离子键,故A不正确;
B.盐、酱油、醋、菜汤等会加快金属的腐蚀,所以不锈钢容器不要长时间盛放盐、酱油、醋、菜汤等,也不能用不锈钢锅煲中药,故B正确;
C.不锈钢只是不容易生锈,若具备腐蚀条件也会生锈,故C不正确;
D.和中,镍元素提供空轨道,不存在杂化,故D不正确;
故答案为:B。
【分析】(1)依据氧化还原反应原理,利用得失电子守恒、电荷守恒即原子守恒;依据构造原理分析;具有全充满,半充满,全空三种状态的电子排布比较稳定。
(2)根据两极现象判断:溶解或质量减少的一极为负极,质量增加或有气泡产生的一极为正极。
(3)①根据反应物和生成物的化学式,利用原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒分析;
②电解时,阳极与直流电源的正极相连的电极,发生氧化反应;阴极与直流电源的负极相连的电极,发生还原反应;
③依据配合物的结构判断;
④A.只有阳离子,不含离子键;
B.依据金属腐蚀判断;
C.不锈钢具备腐蚀条件也会生锈;
D.镍元素提供空轨道,不存在杂化。
32.【答案】(1)通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应,减少石墨损失
(2)CO;SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O
(3)过滤;AlO2﹣、OH﹣、Cl﹣
(4)AlO2﹣+CH3COOCH2CH3+2H2O;CH3COO﹣+CH3CH2OH+Al(OH)3↓;7.8
(5)解:Cu的化学性质比石墨活泼,所以应用外接电流的阴极保护法保护Cu,故石墨作阳极,连接电源的正极,Cu作阴极,连接电源的负极,装置图为:

【知识点】金属的腐蚀与防护;物质的分离与提纯
【解析】【解答】解:(1)石墨化学性质在常温下稳定,而在高温下可与氧气发生反应,所以通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应,减少石墨损失,故答案为:通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应,减少石墨损失;(2)石墨过量高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,根据杂质的含量可知,气体I中氯化物主要为SiCl4、AlCl3、FeCl3等,气体I中碳氧化物主要为CO,SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,80℃冷却得到的气体Ⅱ含有SiCl4及CO,SiCl4与氢氧化钠溶液反应得到硅酸钠与氯化钠,化学反应方程式为:SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O,故答案为:CO;SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O;(3)金属氯化物的沸点均高于150℃,则固体Ⅲ中存在AlCl3、FeCl3、MgCl2,其中FeCl3、MgCl2与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀,而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,搅拌、过滤得到溶液IV,故溶液IV中的阴离子有:AlO2﹣、OH﹣、Cl﹣,故答案为:过滤;AlO2﹣、OH﹣、Cl﹣;(4)偏铝酸钠发生水解,加入乙酸乙酯除去过量的氢氧化钠,且加热条件下水解平衡一直正向移动,得到氢氧化铝沉淀、醋酸钠、乙醇,由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为:AlO2﹣+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO﹣+CH3CH2OH+Al(OH)3↓,Al2O3的质量分数为5.1%,则100kg初级石墨中氧化铝的质量=100kg×5.1%=5.1kg,根据Al元素守恒,可知氢氧化铝的质量= =7.8kg;故答案为:AlO2﹣+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO﹣+CH3CH2OH+Al(OH)3↓;7.8;
【分析】(1)石墨化学性质在常温下稳定,而在高温下可与氧气发生反应,所以通入氮气排尽装置中的空气,防止石墨发生氧化反应;(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,根据杂质的含量可知,气体I中氯化物主要为SiCl4、AlCl3、FeCl3等,气体I中碳氧化物主要为CO,SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,80℃冷却得到的气体Ⅱ含有SiCl4及CO,SiCl4与氢氧化钠溶液反应得到硅酸钠与氯化钠; (3)金属氯化物的沸点均高于150℃,则固体Ⅲ中存在AlCl3、FeCl3、MgCl2,其中FeCl3、MgCl2与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀,而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,过滤得到的溶液中含有偏铝酸钠、过量的氢氧化钠;(4)偏铝酸钠发生水解,加入乙酸乙酯除去过量的氢氧化钠,且加热条件下水解平衡一直正向移动,得到氢氧化铝沉淀、醋酸钠、乙醇;根据氧化铝的含量计算氧化铝质量,再根据Al元素守恒计算氢氧化铝的质量;(5)Cu的化学性质比石墨活泼,所以应用外接电流的阴极保护法保护Cu,故石墨作阳极,连接电源的正极,Cu作阴极,连接电源的负极.

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