如图装置中,小试管内为红墨水,带有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察,装置中有如下现象:开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液

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如图装置中,小试管内为红墨水,带有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察,装置中有如下现象:开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液面回升,略高于U形管中的液面。以下有关解释合理的是（）

A．生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应

B．雨水酸性较强,生铁片始终发生析氢腐蚀

C．墨水液面回升时,正极反应式为:O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

D．U形管中溶液pH逐渐减小

答案

解析

本题主要考查了钢铁腐蚀中的析氢腐蚀和吸氧腐蚀。生铁片中的碳是正极,A错误;生铁片先发生析氢腐蚀,后发生吸氧腐蚀,B错误;墨水液面回升时,装置内压强减小,正极发生吸氧腐蚀,C正确;随着生铁片的腐蚀,U形管中溶液的pH变大,D错误。

举一反三

工业上常用Fe作电极电解处理含Cr₂

的酸性废水,最终使铬元素以Cr(OH)₃沉淀的形式除去。某科研小组用该原理处理污水,设计装置如图所示。下列说法一定不正确的是（）

A．燃料电池中若有1.6 g CH₄参加反应,则甲中C电极理论上生成气体体积为8.96 L

B．实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,可加入适量的Na₂SO₄

C．该燃料电池正极的电极反应式为:O₂+4e^-+2CO₂=2C

D．甲中阳极附近溶液中的离子反应方程式是:Cr₂

+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

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家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,某同学拟对其原理及条件进行分析:
（1）该同学准备了下列实验用品:20% NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等;请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物,简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。
（2）将一铜棒、碳棒用导线连接后,插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中,请根据此装置在下列两项中择一
回答:
①若不是原电池,请说明原因:　　　　　　　　　　　(如果回答此题,下面的②不用回答)。
②若是原电池,现要求利用此装置(电极材料、溶液浓度均不变),采取适当的措施来提高电池的放电效率,该操作可以是:　。
（3）目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重,在不影响观瞻效果的条件下,除用加保护层法保护外,请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理: 。

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（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料,通过下列反应来制备
甲醇。
Ⅰ:CH₄ (g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)　ΔH="+206.0" kJ·mol^-1
Ⅱ:CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)　ΔH=—129.0 kJ·mol^-1
CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH(g)和H₂(g)的热化学方程式为
。
（2）甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co²⁺氧化成C

,然后以C

作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用如图装置完成上述过程:

①写出阳极电极反应式:　                 。
②写出除去甲醇的离子方程式:　                  。
（3）写出以NaHCO₃溶液为介质的Al—空气原电池的负极电极反应式:　            。

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如图所示装置，均盛有等体积等浓度的稀硫酸，工作相同的时间后测得均通过n mol e^-。下列叙述错误的是(不考虑溶液体积的变化)

A．铁棒的腐蚀程度：甲<乙

B．碳电极上发生反应的电极反应式相同

C．溶液的pH：甲减小，乙增大

D．甲乙产生气体的体积(相同条件)比为3：2

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海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5～8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：

成分	Na^＋	K^＋	Ca²^＋	Mg²^＋	Cl^－	SO₄^2-	HCO₃^-
含量/mg·L^－1	9 360	83	200	1 100	16 000	1 200	118

（1）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。

①阴极的电极反应式为__________________。
②电解一段时间，阴极区会产生水垢，其成分为CaCO₃和Mg(OH)₂，写出生成CaCO₃的离子方程式______________________________________。
③淡水的出口为a、b、c中的________出口。
（2）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO₄电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池电解质为传导Li^＋的固体材料。放电时该电极是电池的________极(填“正”或“负”)，电极反应式为______________________。

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