实验室可用铁片与稀硫酸反应制取氢气,下列措施能使氢气生成速率明显加快的是( )
分析:
增大铁片与稀硫酸的反应速率,可从影响反应速率的外界因素思考,可增大浓度、升高温度、增大固体的表面积以及形成原电池反应等.
解答:
解:A、加入蒸馏水,氢离子浓度减小,化学反应速率变小,故A错误;
B、浓硫酸和铁发生钝化,不会产生氢气,故B错误;
C、稀硝酸和铁反应生成一氧化氮,不会生成氢气;
D、滴加几滴CuSO$_4$溶液,铁置换出铜,形成原电池反应,反应速率增大,故D正确;
故选D.
点评:
本题考查反应速率的影响因素,题目难度不大,注意加入硫酸铜后形成原电池,一般来说,电化学反应比化学反应速率更大.
如图所示,将铁棒和石墨棒擦入1 L 1 mol•L_食盐水中.下列说法正确的是( )
分析:
若电键K与N连接,该装置构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,石墨棒作正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应;
若电键K与M连接,该装置是电解池,碳作阳极,铁作阴极,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电.
解答:
解:A、若电键K与N连接,该装置构成了原电池,较活泼的金属铁作负极而加速被腐蚀,故A错误.
B、若电键K与N连接,该装置构成了原电池,不活泼的石墨棒作正极,正极上氧气得电子生成氢氧根离子发生还原反应,电极反应式为2H$_2$O+O$_2$+4e_=4OH_,故B错误.
C.若电键K与M连接,构成电解池,将石墨棒换成铜棒,是电解池的阳极,铁棒是阴极,电解质溶液换成CuSO$_4$溶液就可以实现铁棒上镀铜,如果电解质溶液仍然是氯化钠溶液,不能实现铁棒上镀铜,故C错误;
D.若电键K与M连接,该装置是电解池,电池反应式为:2NaCl+2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$2NaOH+Cl$_2$↑+H$_2$ ↑,假设只发生2NaCl+2H$_2$O$\xlongequal[]{电解}$2NaOH+Cl$_2$↑+H$_2$ ↑,根据方程式知,当两极共产生28 L(标准状况)体时,生成了1.25molNaOH,实际上氯化钠只有1mol,与实际不符合,则电解过程中还电解水,所以当氯化钠完全解时,根据原子守恒生成的氢氧化钠是1mol,故D正确;
故选D.
点评:
本题考查原电池和电解池原理,明确电极上发生的反应是解本题关键,注意电解池中阳极如果是活泼电极发生的电极反应,为易错点.
下列金属防腐的措施中,使用牺牲阳极的阴极保护法的是( )
分析:
金属防腐的措施中,使用牺牲阳极的阴极保护法,说明该装置构成原电池,被保护的金属作正极,据此分析解答.
解答:
解:金属防腐的措施中,使用牺牲阳极的阴极保护法,说明该装置构成原电池,被保护的金属作正极,
A.汽车底盘喷涂高分子膜,阻止Fe与空气、水接触,从而防止金属被腐蚀,属于物理方法,故A错误;
B.金属护拦表面涂漆,阻止Fe与空气、水接触,从而防止金属被腐蚀,属于物理方法,故B错误;
C.将铁制成不锈钢,是改变物质内部结构而防止金属被腐蚀,没有形成原电池,不属于牺牲阳极的阴极保护法,故C错误;
D.地下钢管连接镁块,Fe、Mg、电解质溶液构成原电池,Fe失电子能力小于Mg而作正极被保护,所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法,故D正确;
故选D.
点评:
本题考查了金属的腐蚀与防护,侧重考查基础知识与基本能力,明确原电池原理即可解答,题目难度不大.
下列有关金属腐蚀与保护的说法正确的是( )
分析:
A、铁做负极被氧化失去电子生成Fe_离子;
B、海水中含电解质浓度大,淡水中含电解质浓度小;
C、Fe作正极被保护;
D、作电解池阴极的金属被保护.
解答:
解:A、铁做负极被氧化失去电子生成Fe_离子,负极反应为Fe-2e_=Fe_,故A错误;
B、海水中含电解质浓度大,淡水中含电解质浓度小,故海水中比淡水腐蚀快,故B错误;
C、铁上镀锌,Fe作正极被保护,这种保护方法叫牺牲阳极的阴极保护法,故C错误;
D、水库里钢闸门与电源负极相连作阴极,被保护,该方法叫做外加电源的阴极保护法,故D正确;
故选D.
点评:
本题考查金属的电化学腐蚀与防护,题目难度不大,本题注意电化学腐蚀形成的条件与金属的防护.
如图各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是( )
分析:
先判断装置是原电池还是电解池,再根据原电池正负极腐蚀的快慢比较,作原电池负极和电解池阳极的金属易被腐蚀,作原电池正极或电解池阴极的金属易被保护,金属腐蚀快慢顺序是:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀.
解答:
解:根据图知,(2)(3)装置是原电池,在(2)中,金属铁做负极,(3)中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,并且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀速率越快,正极被保护,并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀,所以(2)>(3),
(4)(5)装置是电解池,(4)中金属铁为阴极,(5)中金属铁为阳极,阳极金属被腐蚀速率快,阴极被保护,即(5)>(4),
根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀,并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率,
所以铁腐蚀快慢顺序为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4);
故选A.
点评:
本题考查了金属的腐蚀与防护,明确原电池和电解池原理是解本题关键,知道作原电池负极或电解池阳极的金属易被腐蚀,难度不大.
下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是( )
分析:
先判断装置是原电池还是电解池,再根据原电池正负极腐蚀的快慢比较,作原电池负极和电解池阳极的金属易被腐蚀,作原电池正极或电解池阴极的金属易被保护,金属腐蚀快慢顺序是:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀.
解答:
解:根据图知,(2)(3)装置是原电池,在(2)中,金属铁做负极,(3)中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,并且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀速率越快,正极被保护,并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀,所以(2)>(3),
(4)(5)装置是电解池,(4)中金属铁为阴极,(5)中金属铁为阳极,阳极金属被腐蚀速率快,阴极被保护,即(5)>(4),
根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀,并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率,
所以铁腐蚀快慢顺序为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4);
故选:C.
点评:
本题考查了金属的腐蚀与防护,明确原电池和电解池原理是解本题关键,知道作原电池负极或电解池阳极的金属易被腐蚀,难度不大.
下列各组金属均有导线相连,并插入稀H$_2$SO$_4$液体中,其中铁被腐蚀由快到慢的顺序是①Fe-Fe ②Cu-Fe ③Fe-Zn ( )
分析:
先判断发生腐蚀的类型,电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率,形成原电池时作负极被腐蚀,作正极被保护.
解答:
解:各组金属均有导线相连,并插入稀H$_2$SO$_4$液体中,
①Fe-Fe 没有构成原电池,发生化学腐蚀;
②Cu-Fe构成原电池,Fe作负极被腐蚀;
③Fe-Zn 构成原电池,Fe作正极被保护;
所以铁被腐蚀由快到慢的顺序是②>①>③;
故选A.
点评:
本题考查了金属的腐蚀与防护,难度不大,不同条件下金属腐蚀的快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀.
如图容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是( )
分析:
先判断装置是原电池还是电解池,再根据原电池正负极腐蚀的快慢和电解池的阴阳极腐蚀快慢来比较,电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀.
解答:
解:根据图知,B、C装置是原电池,在B中,金属铁做负极,C中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,所以B>C,D装置是电解池,其中金属铁为阳极,加快腐蚀,腐蚀最快,所以腐蚀速率是:D>B>A>C,
故选:C.
点评:
本题考查了金属的腐蚀与防护,难度不大,注意不同条件下金属腐蚀的快慢:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀.
如图是自水表的常见安装方式.下列有关说法不正确的是( )
分析:
A、构成原电池,腐蚀铁,保护铜,所以该安装方式的水表不易被腐蚀;
B、电子由铁流向铜;
C、水表发生了吸氧腐蚀,氧气在水表的表面得电子,电极反应式为:2H$_2$O+O$_2$+4e_=4OH_;
D、负极放电产生的亚铁离子与正极产生氢氧根离子结合成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁.
解答:
解:A、构成原电池,腐蚀铁,保护铜,所以该安装方式的水表不易被腐蚀,故A错误;
B、电子由铁流向铜,即电子从接头流向水表,故B正确;
C、水表发生了吸氧腐蚀,氧气在水表的表面得电子,电极反应式为:2H$_2$O+O$_2$+4e_=4OH_,故C正确;
D、负极放电产生的亚铁离子与正极产生氢氧根离子结合成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,所以腐蚀过程还涉及到反应:4Fe(OH)$_2$+2H$_2$O+O$_2$=4Fe(OH)$_3$,故D正确;
故选A.
点评:
本题考查了电化学腐蚀的原理,难度不大,明确正负极的判断、电子的流向、电极反应式即可解答.
钢铁防护方法有多种,如图中的方法描述正确的是( )
分析:
钢铁的防护方法有牺牲阳极的阴极保护法,即将钢铁做原电池的正极从而被保护;还有外加电源的阴极保护法,即将钢铁做电解池的阴极从而被保护,从图示可知,由于有外加电源,故此为外加电源的阴极保护法,据此分析.
解答:
解:从图示可知,由于有外加电源,故此为外加电源的阴极保护法.
A、在外加电源的阴极保护法中,钢铁要做电解池的阴极,即a为电源的负极,则b为电源的正极,故A错误;
B、该方法是外加电源的阴极保护法,故B错误;
C、在电解池中,电子由电解池的阳极→电源的正极→电源的负极→电解池的阴极,即电子要由辅助电极→b→a→钢铁闸门,故C错误;
D、电源改用导线连接进行防护时,即牺牲阳极的阴极保护法,则辅助电极要做负极,发生氧化反应,故D正确.
故选D.
点评:
本题考查了钢铁的电化学腐蚀的防护方法:牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法,难度不大,为高考的高频考点.
下列过程不是原电池工作原理的是( )
分析:
原电池工作原理:存在原电池的正负极,正极金属被保护,负极金属加速腐蚀,金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀都属于原电池原理的腐蚀,据此回答.
解答:
解:A、析氢腐蚀是金属在酸性环境下的电化学腐蚀的一种,属于原电池原理,故A错误;B、牺牲阳极的阴极保护法即牺牲负极的正极保护法,属于原电池原理,故B错误;C、析氢腐蚀是金属在碱性或是中性环境下的电化学腐蚀的一种,属于原电池原理,故C错误;D、外加电流的阴极保护法是电解池工作原理的应用,故D正确.故选D.
点评:
本题以考查原电池和电解池的工作原理为载体,涉及金属的腐蚀和防护知识,注意知识的迁移应用是关键,难度中等.