原电池 金属的电化学腐蚀

①②③④甲种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池．①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少．据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是

某同学组装了如图所示的电化学装置电极I为Al，其他电极均为Cu，则

A．电流方向：电极IV→→电极I

B．电极I发生还原反应

C．电极II逐渐溶解

D．电极III的电极反应：Cu2++2e-==Cu

2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi

C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移

已知：锂离子电池的总反应为：Li_xC+Li_1-xCoO₂C+LiCoO₂锂硫电池的总反应为：2Li+SLi₂S
有关上述两种电池说法正确的是

下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH－Ni电池)。下列有关说法不正确的是

下列有关说法正确的是

“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl₂和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是

某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl₂＝2AgCl。下列说法正确的是

银制器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag₂S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是

热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO₄+2LiCl+Ca = CaCl₂+Li₂SO₄+Pb。下列有关说法正确的是

Mg-H₂O₂电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是

下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是

一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH­₃CH₂OH – 4e^- + H₂O = CH₃COOH + 4H⁺。下列有关说法正确的是

人工光合作用能够借助太阳能，用CO₂和H₂O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是

下列与金属腐蚀有关的说法正确的是

下列叙述错误的是

锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO₂）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi⁺+xe^- = Li_xC₆。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

回答下列问题：
（1）LiCoO₂中，Co元素的化合价为           。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式                      。
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式                   ；可用盐酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是                      。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式                       。
（5）充放电过程中，发生LiCoO₂与Li_1-xCoO₂之间的转化，写出放电时电池反应方程式                                                          。
（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是       。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有                （填化学式）。

金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是          ，
a．Fe₂O₃        b．NaCl        c．Cu₂S        d．Al₂O₃
（2）辉铜矿（Cu₂S）可发生反应2Cu₂S+2H₂SO₄+5O₂==4CuSO₄+2H₂O，该反应的还原剂是         ，当1mol O₂发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为      mol。向CuSO₄溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是          。
（3）下图为电解精炼银的示意图，       （填“a”或“b”）极为含有杂质的粗银，若b极 有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为                 ，

（4）为处理银器表面的黑斑（Ag₂S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag₂S转化为Ag，食盐水的作用为                                     。

污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某化学研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO₂，另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO₂，又制得电池材料MnO₂（反应条件已略去）。

请回答下列问题：
（1）上述流程脱硫实现了____（选填下列字母编号）。
A．废弃物的综合利用  
B．白色污染的减少  
C．酸雨的减少
（2）用MnCO₃能除去溶液中Al^3＋和Fe^3＋，其原因是_____。
（3）已知：25℃、101kp_a时，Mn(s)＋O₂(g)＝MnO₂(s)  △H＝－520kJ/mol
S(s)＋O₂(g)＝SO₂(g)   △H＝－297kJ/mol
Mn(s)＋S(s)＋2O₂(g)＝MnSO₄(s)  △H＝－1065kJ/mol
SO₂与MnO₂反应生成无水MnSO₄的热化学方程式是________________。
（4）MnO₂可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO₄溶液可制得MnO₂，其阳极的电极反应式是____________________________。
（5）MnO₂是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是____________________________________。
（6）假设脱除的SO₂只与软锰矿浆中的MnO₂反应。按照图示流程，将a m³（标准状况）含SO₂的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO₂的脱除率为89.6%，最终得到MnO₂的质量为c kg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO₂___________kg。

石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO₂（7.8%）、Al₂O₃(5.1%)、Fe₂O₃(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：

（注：SiCl₄的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）
（1）向反应器中通入Cl₂前，需通一段时间的N₂，主要目的是                       。
（2）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物主要为          。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为                  。
（3）步骤①为：搅拌、        。所得溶液IV中阴离子有                       。
（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为                       。100kg初级石墨最多可获得V的质量为kg                       。
（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成下图防腐示意图，并作相应标注。

铁及其化合物与生产、生活关系密切。
（1）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为                   。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是          (填字母)。
（2）用废铁皮制取铁红(Fe₂O₃)的部分流程示意图如下：

①步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为                     。
②步骤Ⅱ中发生反应：4Fe(NO₃)₂＋O₂＋(2n＋4)H₂O＝2Fe₂O₃·nH₂O＋8HNO₃，反应产生的HNO₃又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO₃)₂，该反应的化学方程式为                         。
③上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是                     (任写一项)。
（3）已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO₂(g)的平衡常数K＝0.25。
①t℃时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO₂)＝              。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝                    。

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t₂时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了         腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了   (“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是         。

（3）该小组对图2中0～t₁时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：                               ；
……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H₂的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。