[化学——选修2:化学与技术]铁、铝是现代金属材料的主角。但其腐蚀造成很大的经济损失,寻求金属制品抗腐蚀处理的方法意义重大。
(1)一种钢铁防腐的方法是将钢铁放在冷的浓硝酸中浸泡。但是加热或在稀HNO3中,铁与硝酸会不断反应。不同浓度的 HNO3与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图。
①钢铁在冷的浓硝酸中浸泡能防腐的原因是: 。
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是: 。
③由图示可知,密度等于1.35 g/mL 的硝酸与铁反应时,其还原产物主要是 ; 请用一句话概括该图反映出的基本结论 。
(2)以下为铝材表面处理的一种方法
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是 (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的 。
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应为 。电解后的铝材再经氨洗的目的是 。
③取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是 。
铅蓄电池是常见的化学电源之一,其充电、放电的总反应是:2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4
(1)铅蓄电池放电时,(填物质名称)在负极发生(氧化、还原)反应。
(2)铅蓄电池充电时,应将蓄电池的负极与电源的极连接。
(3)有一个蓄电池两个电极的极性标志模糊不清了,现提供铜导线和食盐水,请设计一个简单的实验,判断两个电极的极性。写出实验操作、现象和结论。
如图所示装置:
(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象为。两极反应式为:
正极;负极。
该装置将能转化为能。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为,总反应方程为。
沼气是一种廉价的能源。农村富有秸秆、杂草等废弃物,它们经微生物发酵之后,便可以产生沼气,可以用来点火做饭。
(1)煤的主要成分是碳,写出煤和沼气中的主要成分燃烧过程的化学方程式:
、;并指出哪一种燃料对环境的污染小?。
(2)我国农村大约有700万个沼气发生池,如果每个沼气池平均每天产生2立方米的沼气(主要是甲烷),1mol甲烷完全燃烧能放出890kJ的热量,计算每天可节约燃烧值为3.36×107J·kg-1的标准煤多少千克?
火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.652KJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为
(2)又已知H2O(l)=H2O(g);ΔH=+44kJ·mol-1。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是KJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是。
已知下列反应 :
H2(g)=2H(g)ΔH1=+Q1 kJ/mol
O2(g)=2O(g)ΔH2=+Q2 kJ/mol
2H(g)+O(g)=H2O(g)ΔH3=-Q3 kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)ΔH4=-Q4 kJ/mol
H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l);ΔH5=-Q5 kJ/mol
试指出Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的等量关系: