第四章 实验活动5 制作简单的燃料电池 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2025-02-25
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 实验活动5 制作简单的燃料电池 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 789 KB |
| 发布时间 | 2025-02-25 |
| 更新时间 | 2025-02-25 |
| 作者 | 柚子朵朵 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50635192.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024—2025学年高中化学人教版选择性必修第一册实验活动5 制作简单的燃料电池
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.燃料电池是燃料(如CO、、等)跟氧气(或空气)发生反应将化学能直接转化为电能的装置,若电解质溶液是强碱溶液,下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是
A.负极反应式:
B.正极反应式:
C.随着放电的进行,溶液的pH不变
D.放电时溶液中的阴离子向负极移动
2.工业上用来制取金属镁的方法是
A.用氢气还原氧化镁 B.电解氯化镁溶液
C.电解熔融的氯化镁 D.用木炭还原氧化镁
3.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是
A.由、稀组成原电池,放电时向电极移动
B.由溶液组成原电池,其负极反应式为
C.由溶液组成原电池,其负极反应式为
D.由、浓硝酸组成原电池作电源,其负极反应式为
4.某同学欲在铜钥匙上镀锌,下列有关说法正确的是
A.用铜钥匙作阳极,碳棒作阴极,溶液作电解质溶液
B.Zn与铜钥匙用导线相连插入溶液中
C.Zn作阳极,铜钥匙作阴极,溶液作电镀液
D.在电镀过程中,溶液中的浓度减小,浓度增大
5.按下图装置实验,若x轴表示负极流出的电子的物质的量,则y轴应表示( )
①c(Ag+) ②c(NO3-) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的质量
A.①③ B.③④ C.①②④ D.②
6.电池是人类生产、生活中重要的能量来源,各种电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是
A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
7.下列实验装置,其中按要求设计正确的是
A
B
C
D
电解饱和食盐水
锌铜原电池
电镀银
电解精炼铜
A.A B.B C.C D.D
8.科技工作者利用催化剂和电化学原理还原,使其转化为可被利用的燃料。如图所示装置就可以将转化为燃料CO。下列有关判断正确的是
A.该装置的电化学原理为电解原理,M电极发生氧化反应
B.该装置工作时,N电极的电极反应为
C.质子由N电极区通过质子交换膜移向M电极区
D.外电路中流过10mol电子,理论上可收集70g燃料
9.下列有关叙述正确的是
A.装置甲中阴极上析出红色固体
B.装置乙中铜片应与电源负极相连
C.装置丙中外电路电流方向:b极→a极
D.装置丁中阴极的电极反应式:
10.以Fe3O4/Pd为催化材料,利用电化学原理实现用H2消除酸性废水中的目的,其反应过程如图所示[已知Fe3O4中Fe元素化合价为+2、+3价,分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)]。下列说法错误的是
A.Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起传递电子的作用
B.处理的电极反应式为2+6e-+4H2O=N2↑+8OH-
C.用该法处理后,水体的pH升高
D.消耗标准状况下6.72 L H2,理论上可处理含4.6 mg·L-1的废水2m3
11.将图Ⅰ所示装置通电10 min后,撤掉直流电源,连接成图Ⅱ所示装置,可观察到U形管左侧铁电极表面析出了白色胶状物质,U形管右侧液面上升。下列说法正确的是
A.同温同压下,装置Ⅰ中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多
B.装置Ⅱ中铁电极的电极反应式为Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2↓
C.装置Ⅱ中石墨电极的电极反应式为2H++2e-=H2↑
D.装置Ⅰ通电10 min后,铁电极附近溶液的pH降低
12.我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是( )
A.放电时,ClO4-向负极移动
B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2
C.放电时,正极反应为:3CO2+4e-=2CO32-+C
D.充电时,正极反应为:Na++e-=Na
13.由NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示,在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y,下列有关说法正确的是( )
A.石墨Ⅰ极为正极,石墨Ⅱ极为负极
B.Y的化学式可能为NO
C.石墨Ⅰ极的电极反应式为NO2+NO3--e-===N2O5
D.石墨Ⅱ极上发生氧化反应
14.某原电池的总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,能实现该反应的原电池组成是( )
A.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为NaCl溶液
B.正极为碳,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液
C.正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4溶液
15.已知某种微生物燃料电池工作原理如图所示。下列有关该电池的说法中,正确的是
A.外电路电子从B极移向A极
B.溶液中H+由B极区移向A极区
C.电池工作一段时间后B极区溶液的pH减小
D.A极电极反应式为:CH3COOH - 8e-+ 2H2O = 2CO2 + 8H+
16.镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料,具有容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点。镍钴锰三元材料中Ni为主要活泼元素,通常可以表示为:LiNiaCobMncO2,其中a+b+c=1,可简写为LiAO2。充电时总反应为LiAO2 + nC = Li1-xAO2 + LixCn(0<x<1),工作原理如下图所示,则以下说法正确的是( )
A.放电时Ni元素最先失去电子
B.放电时电子从a电极由导线移向b电极
C.充电时的阴极反应式为LiAO2 - xe-= Li1-xAO2 + xLi+
D.充电时转移1mol电子,理论上阴极材料质量增加7g
二、填空题
17.铝作为一种应用广泛的金属,在电化学领域发挥着举足轻重的作用。回答下列问题:
(1)某同学根据氧化还原反应:设计如图所示的原电池:
①电极X的化学式为 ,电极Y的化学式为 。
②盐桥中的阴离子向 (填化学式)溶液中移动。
(2)新型电池中的铝电池类型较多。
①是一种二次电池,可用于车载电源,其电池总反应为。放电时的正极反应式为 ,充电时,阴极的电极反应式为 。
②空气燃料电池可用作电动汽车的电源,该电池多使用溶液为电解液。电池工作过程中电解液的 (填“增大”“减小”或“不变”)。
③图为电池的原理结构示意图,这种电池可用作水下动力电源。该电池反应的化学方程式为,当电极上析出时,电路中转移的电子为 。
18.下图是将SO2 转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。
请回答下列问题:
(1)该装置将 能转化为 能,电流方向为 (填“b→a”或“a→b”)。
(2)催化剂b表面O2发生 反应,其附近酸性 (填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)催化剂a表面的电极反应式: 。
(4)若得到的硫酸浓度仍为49%,则理论上参加反应的SO2与加入的H2O的质量比为 。
19.(Ⅰ)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀。在空气酸度不大的环境中,其正极反应式为 。
(Ⅱ)下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(用序号表示)
(Ⅲ)在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。请回答:
①A电极对应的金属是 (写元素名称),
B电极的电极反应式是 。
②镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更 被腐蚀(填“容易”“不容易”)。
试卷第1页,共3页
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《2025年2月25日高中化学作业》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
C
C
D
C
B
B
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
答案
B
D
C
B
D
D
1.D
【分析】燃料电池中,通入燃料甲烷的电极失电子发生氧化反应,电极反应式为:CH4+10OH--8e-═+7H2O,所以为负极,通入氧气的电极得电子发生还原反应,电极反应式为:2O2+4H2O+8e-═8OH-,所以为正极;所以电池反应式为:2O2+CH4+2OH-═+3H2O,根据总反应式判断溶液的pH变化;由电子的流向,判断溶液中离子的移动方向。
【详解】A.燃料电池中,通入氧气的一极为正极,O2+2H2O+4e=4OH-为正极反应式,负极反应式为:CH4+10OH--8e-═+7H2O,故A错误;
B.通入燃料的一极为负极,甲烷失电子生成二氧化碳和水,碱性条件下生成碳酸盐和水,则负极电极反应式为CH4+10OH--8e-═+7H2O,故B错误;
C.由电池总反应2O2+CH4+2OH-═+3H2O可知,氢氧根离子在消耗,反应生成水,则导致氢氧根离子的浓度降低,pH减小,故C错误;
D.原电池放电时,阴离子移向负极,故D正确;
答案选D。
2.C
【分析】活泼金属采用电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼,如Na、Mg用电解其熔融盐的方法冶炼,铝采用电解氧化铝的方法冶炼,不活泼金属可以采用热分解方法冶炼,据此进行解答。
【详解】金属镁属于活泼金属,易被氧化,不能用电解溶液的方法冶炼,活泼金属一般采用电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼,则工业上用来制取金属镁是电解熔融的氯化镁的方法,答案选C。
3.C
【详解】A.由、稀组成原电池,锌和稀硫酸发生氧化还原反应,铜和稀硫酸不反应,所以锌作负极,铜作正极,电解质溶液中的阴离子移向负极锌,A正确;
B.溶液组成原电池,铝和氢氧化钠溶液发生氧化还原反应,镁和氢氧化钠溶液不反应,所以铝是负极,镁是正极,其负极反应式为,B正确;
C.由溶液组成原电池,铁和铜都与氯化铁反应,但铁的活动性比铜强,所以铁作负极,铜作正极,其负极反应式为,C错误;
D.由、、浓硝酸组成原电池,铝在浓硝酸中发生钝化,铜和浓硝酸能自发地进行反应,所以铜作负极,铝作正极,其负极反应式为,D正确;
故选C。
4.C
【详解】根据电镀原理知,用镀层金属作阳极,待金属制品作阴极,含镀层金属离子的溶液作电解质溶液,则欲在铜钥匙上镀锌,应用锌作阳极,铜钥匙作阴极,含锌离子的盐溶液作电解质溶液,在电镀的过程中电解质溶液浓度不变,故A、B、D项错误,C项正确。答案选C。
5.D
【分析】Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中,活泼金属Fe为负极,Ag为正极,Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应,在负极上质量减轻,正极上析出金属银。
【详解】根据图中装置实验,Fe、Ag、AgNO3构成的原电池中,活泼金属Fe为负极,Ag为正极,Fe和硝酸银之间发生氧化还原反应,在负极上金属铁本身失电子,即a棒质量减轻,正极Ag上析出金属银,银离子得电子析出金属Ag,所以正极质量增加,银离子浓度减小,①错误;硝酸根离子浓度不变,②正确;a棒为铁电极,做负极,失电子,质量减轻,③错误;b棒上有银析出,质量增加,④错误;在转移电子相等情况下,析出金属多,所以溶液质量减轻,⑤错误,所以y轴只能表示②,故选:D。
6.C
【分析】
【详解】A.在锌锰干电池中,正极是碳棒,该极上二氧化锰发生得电子的还原反应,该电极质量不会减少,A项错误;
B.氢氧燃料电池属于原电池的一种,是将化学能转化为电能的装置,不能将热能直接转变为电能,B项错误;
C.氢氧燃料电池中,燃料做负极,发生失电子的氧化反应,被氧化,C项正确;
D.太阳能电池的主要材料是半导体硅,不是二氧化硅,二氧化硅导光,不导电,D项错误;
答案选C。
7.B
【详解】A.根据图示,Fe与电源正极相连为阳极,铁失去电子,则阳极不生成氯气,不能利用淀粉KI溶液检验氯气的生成,设计不合理,故A错误;
B.金属性锌强于铜,Zn为负极,Cu为正极,图中构成Cu、Zn原电池,产生的电流由正极流向负极,设计合理,故B正确;
C.电镀银时,Ag为阳极,镀件为阴极,电解质溶液为硝酸银,不能是硝酸钠,设计不合理,故C错误;
D.电解池中,与电源正极相连为阳极,与电源负极相连为阴极,粗铜精炼时,粗铜为阳极,纯铜为阴极,图中与之相反,设计不合理,故D错误;
答案选B。
8.B
【详解】A.该电化学装置为原电池装置,A项错误;
B.发生氧化反应,发生还原反应,故M电极为负极,N电极为正极,N电极的电极反应为,B项正确;
C.原电池工作时,阳离子从负极移向正极,即质子从M电极区通过质子交换膜移向N电极区,C项错误;
D.由N电极的电极反应式可知,外电路中通过2mol电子时,生成1molCO,故外电路中通过10mol电子,理论上可生成5molCO,即140gCO,D项错误;
答案选B。
9.C
【详解】A. 惰性电极电解氯化铜溶液,阳极上氯离子放电生成,阴极上铜离子放电析出红色固体,A错误;
B. 电镀铜时,铜片应作阳极,与电源正极相连,B错误;
C. 装置丙中通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,因此外电路电流方向:b极→a极,C正确;
D. 惰性电极电解饱和食盐水,阴极上氢离子放电,阴极的电极反应式应为,D错误;答案选C。
10.B
【分析】根据图示可知,Fe3O4/Pd为催化材料,H2消除酸性废水中的致癌物的总反应为:2H++2+3H2N2+4H2O,该反应中N元素化合价降低被还原,H元素化合价升高被氧化,氢气为还原剂,为氧化剂,据此解答。
【详解】A.H2消除酸性废水中的致癌物的总反应为:2H++2+3H2N2+4H2O,Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用,故A正确;
B.过程①是在酸性条件下被还原生成N2,电极反应为2+8H++6e-=N2↑+4H2O,故B错误;
C.总反应方程式为2H++2+3H2N2+4H2O,消耗氢离子,用该法处理后,水体的pH升高,故C正确;
D.总反应方程式为2H++2+3H2N2+4H2O,消耗标准状况下6.72L即0.3molH2,理论上可处理0.2mol,质量是0.2mol×46g/mol=9.2g,即处理4.6mg•L-1的废水体积是2m3,故D正确;
故答案为B。
11.B
【详解】A.装置Ⅰ中石墨电极与电源的正极相连,作阳极,氯离子放电生成Cl2,铁电极是阴极,氢离子放电,生成H2,因Cl2能溶解在水中,且与H2O发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,而H2不溶于水,故石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体少,A错误;
B.装置Ⅱ是原电池装置,Fe为负极,失去电子产生Fe2+,溶液显碱性,Fe2+再与溶液中的OH-反应生成Fe(OH)2:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2↓,B正确;
C.装置Ⅱ是原电池装置,石墨为正极,正极为Cl2得到电子:Cl2+2e-=2Cl-,C错误;
D.装置Ⅰ中铁电极是阴极,氢离子放电产生H2:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,由于有OH-生成,故溶液的pH升高,D错误。
答案选B。
12.D
【分析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的还原反应,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,充电可以看作是放电的逆反应,据此解答。
【详解】A. 放电时是原电池,阴离子ClO4-向负极移动,A正确;
B. 电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C,因此充电时释放CO2,放电时吸收CO2,B正确;
C. 放电时是原电池,正极是二氧化碳得到电子转化为碳,反应为:3CO2+4e−=2CO32-+C,C正确;
D. 充电时是电解,正极与电源的正极相连,作阳极,发生失去电子的氧化反应,反应为2CO32-+C-4e−=3CO2,D错误。答案选D。
【点睛】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理,掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键,注意充电与放电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神,落实了立德树人的教育根本任务。
13.C
【分析】在燃料电池中通入氧气的为正极,通入燃料的为负极,由图可知,石墨Ⅱ上氧气得到电子,则石墨Ⅱ为正极,石墨I上NO2失去电子,石墨I为负极,结合负极发生氧化反应、正极发生还原反应分析解答。
【详解】A.根据上述分析,石墨Ⅱ为正极,石墨I为负极,故A错误;
B.石墨I为负极,石墨I上NO2失去电子,N元素的化合价应从+4价升高,Y不可能为NO,故B错误;
C.石墨I上NO2失去电子,N元素的化合价升高,因此Y为N2O5,负极反应为NO2+NO3--e-═N2O5,故C正确;
D.石墨Ⅱ为正极,发生还原反应,故D错误;
答案选C。
14.B
【分析】根据电池反应式知,Fe失电子生成 Fe2+发生氧化反应而作负极,不如Fe活泼的金属或导电的非金属作正极,正极上 Fe3+得电子发生还原反应,所以电解质溶液为可溶性的铁盐溶液,据此分析解答。
【详解】A.Fe比Cu活泼,正极为铜,负极为铁,但电解质溶液是NaCl溶液,不含有Fe3+,故A错误;
B.正极为碳,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液,原电池发生的总反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,故B正确;
C.负极材料是Zn,不是Fe,Fe不能被氧化,不满足条件,故C错误;
D.电解质溶液必须是可溶性的铁盐溶液,不能是硫酸铜溶液,故D错误;
故答案为B。
15.D
【分析】根据图知,A电极上C元素化合价由0价变为+4价,则A是负极、B是正极,负极反应式为CH3COOH-8e-+2H2O═2CO2↑+8H+,电解质溶液呈酸性,则正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O。
【详解】A.通过以上分析知,A是负极、B是正极,电子从A流向B,故A错误;
B.电池内电解质溶液中所含的H+由负极A移向正极B,故B错误;
C.B极为正极,正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,正极上消耗氢离子,所以溶液pH增大,故C错误;
D.A电极上失电子发生氧化反应,则A极的电极反应为:CH3COOH-8e-+2H2O═2CO2↑+8H+,故D正确;
故选D。
【点晴】本题考查了原电池原理的应用,注意把握原电池反应中元素化合价的变化以及电极的判断和电极方程式的书写,侧重于考查学生的分析能力。在燃料电池中,负极上投放燃料,燃料在负极上失电子发生氧化反应;正极上投放氧化剂,氧化剂在正极上得电子发生还原反应。本题中通过电极上物质中元素的化合价的变化判断出电池的正负极是解题的关键。
16.D
【分析】根据Li+的移动方向可知,a为正极,b为负极。
【详解】A.镍放电时石墨是负极,Li元素先失去电子,故A错误;
B.放电时电子从负极,即b电极由导线移向正极,即a电极,故B错误;
C. 充电时的阴极反应式是: nC+xLi+ +xe-= LixCn,故C错误;
D. 充电时,阴极反应式为nC+xLi+ +xe-= LixCn,转移1mol电子,理论上阴极材料质量增加1mol锂离子,质量为7g,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查了原电池和电解池的工作原理,根据总反应正确书写电极反应式是解题的关键。本题的易错点为C,要注意放电是原电池,充电是电解池,充电时的阳极反应式是放电时的正极反应式的逆反应。
17. Cu Al 减小 0.02
【详解】(1)①根据已知离子方程式可知做正极,做负极,故答案为:Cu;Al;
②原电池中阴离子向负极移动,即盐桥中的阴离子向溶液中移动,故答案为:;
(2)①根据总反应式可知负极反应式为,用总反应式减去负极反应式可得正极反应式为;充电时为电解池,阴极发生还原反应,电极反应式为;故答案为:;;
②空气电池的总反应为,故溶液碱性减弱,减小,故答案为:减小;
③该电池的正极反应为,中的化合价为,当电极上析出(即)时,电路中转移的电子为,故答案为:0.02。
18. 化学 电 b→a 还原 减弱 SO2+2H2O−2e−==SO42-+4H+ 8∶15
【分析】(1)根据该装置没有外加电源,是一个原电池,把化学能转化为电能,电流方向与电子流向相反分析;
(2)由图示可看出,电子由a表面转移到b表面,因此a表面发生氧化反应由此解答;
(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸;
(4)根据催化剂a处的反应为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,催化剂b处的反应为O2+2H++2e-=H2O,总方程式为SO2+H2O+O2H2SO4分析。
【详解】(1)该装置没有外加电源,是一个原电池,把化学能转化为电能,电流方向与电子流向相反,所以电流方向为b→a。故答案为化学;电;b→a ;
(2)由图示可看出,电子由a表面转移到b表面,因此a表面发生氧化反应,由题意SO2转化为H2SO4发生氧化反应,因此催化剂a表面SO2发生氧化反应,催化剂b表面O2发生还原反应生成H2O,消耗H+,其附近酸性减弱。故答案为还原;减弱;
(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸,电极方程式为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。故答案为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+;
(4)催化剂a处的反应为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,催化剂b处的反应为O2+2H++2e-=H2O,总方程式为SO2+H2O+O2H2SO4,设加入的SO2为xg,H2O为yg,则生成硫酸的质量为,反应后水的质量为,根据硫酸的浓度仍为49%,可以求得x:y=8:15。故答案为8:15
【点睛】电解电极反应方程式的书写:(1)电解方程式的书写步骤
以写出用石墨作电极电解CuSO4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。
第一步:明确溶液中存在哪些离子。
第二步:判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。
第三步:写电极反应式和总的电解方程式。
(2)做到“三看”,正确书写电极反应式:①一看电极材料,若是金属(Au、Pt除外)作阳极,金属一定被电解(注Fe生成Fe2+)。②二看介质,介质是否参与电极反应。③三看电解质状态,若是熔融状态,就是金属的电冶炼。
19. O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- ⑸﹥⑵﹥⑴﹥⑶﹥⑷ 铜 Cu2++2e-=Cu 容易
【详解】(I)钢铁在空气酸度不大的环境中,发生吸氧腐蚀,其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,负极电极反应式为Fe-2e-=Fe2+。
(II)(1)为化学腐蚀;(2)中形成原电池,活泼性FeSn,Fe为负极,发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+;(3)中形成原电池,活泼性FeZn ,Fe为正极,被保护;(4)中为电解池,Fe为阴极,被保护;(5)中为电解池,Fe为阳极,发生的电极反应为Fe-2e-=Fe2+;铁片腐蚀由快到慢的顺序为(5)(2)(1)(3)(4)。
(III)①在铁的表面镀铜,阳极材料为Cu,阴极材料为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液。A与外加直流电源的正极相连,A为阳极,A电极对应金属为铜。B为阴极,电极反应式为Cu2++2e-=Cu。
②镀层破损后,镀铜铁发生腐蚀时铁为负极,镀锌铁发生腐蚀时铁为正极被保护,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀。
【点睛】本题的难点是金属腐蚀快慢的判断,对同一电解质溶液来说,同一种金属腐蚀由快到慢的顺序为:电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
答案第1页,共2页
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