Question

【題目】I、鐵及其化合物與生產、生活關系密切。

(1)右圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖.

①該電化腐蝕稱為___________。

②圖中A、B、C、D四個區域，生成鐵銹最多的是___________ (填字母)。

(2)己知：Fe(s)+O2(g)=FeO(s)H=-272.0kJmol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H=-393.5kJmol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)；△H=-221kJmol-1

則高爐煉鐵過程中FeO(s)+COFe(S)+CO2(g) △H=____________。

II、甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。下圖是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極．工作一段時間后，斷開K，此時A，B兩極上產生的氣體體積相同。

(1)甲中負極的電極反應式為_________________。

(2)乙中A極析出的氣體在標準狀況下的體積為_____________。

(3)丙裝置溶液中金屬陽離子的物質的量與轉移電子的物質的量變化關系右圖，則圖中②線表示的是_____________離子的變化；反應結束后，要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀，需要_________________mL 5．0 molL-1 NaOH溶液。

Answer 1

【答案】

I.(1)①吸氧腐蝕；②B；(2)-11KJ·mol-1；

II.⑴CH3OH―6e-＋8OH-=CO32-＋6H2O；⑵2.24L；⑶Fe2＋；280；

【解析】

試題分析：I.(1)①海水溶液不是較強酸性溶液，則鋼鐵發生吸氧腐蝕，故答案為：吸氧腐蝕；②鋼鐵接觸空氣、水時發生的吸氧腐蝕的程度最大，生成鐵銹最多，所以B生成鐵銹最多，故答案為：B；

(2)已知：①Fe(s)+O2(g)═FeO(s)△H=-272kJmol-1，

②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJmol-1，

③2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221kJmol-1，

根據蓋斯定律，②-③×-①可得：

FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)，則

△H=-393.5kJmol-1-×(-221kJmol-1)-(-272kJmol-1)=-11kJmol-1，故答案為：-11 kJmol-1；

Ⅱ．(1)甲醇燃料電池是原電池反應，甲醇在負極失電子發生氧化反應，電極反應為：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，故答案為：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；

(2)工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產生的氣體體積相同，分析電極反應，B為陰極，溶液中銅離子析出，氫離子得到電子生成氫氣，設生成氣體物質的量為X，溶液中銅離子物質的量為0.1mol，電極反應為：

Cu2++2e-=Cu，

0.1mol 0.2mol

2H++2e-=H2↑，

2x x

A電極為陽極，溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應為：

4OH--4e-=2H2O+O2↑，

4x x

根據得失電子守恒得到0.2+2x=4x，x=0.1mol，乙中A極析出的氣體是氧氣，物質的量為0.1mol，在標準狀況下的體積為2.24L，故答案為：2.24L；

(3)根據轉移電子的物質的量和金屬陽離子的物質的量的變化，可知，銅離子從無增多，鐵離子物質的量減小，亞鐵離子增加，故①為Fe3+，②為Fe2+，③為Cu2+，由圖可知電子轉移為0.4mol，生成Cu2+物質的量為0.2mol，陰極電極反應Fe3++e-=Fe2+，反應結束后，溶液中有Fe2+為0.5mol，Cu2+為0.2mol，所以需要加入NaOH溶液0.5×2+0.2×2=1.4mol，所以所需NaOH溶液的體積為=0.28L=280mL，故答案為：Fe2+；280。