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

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
C
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
SO42-
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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