《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。

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1. 《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起了某研学小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。

(1) 查阅高中教材得知铜锈为Cu₂(OH)₂CO₃ ，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。请写出Cu在空气中生成铜锈的方程式。

(2) 继续查阅资料，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu₂(OH)₂CO₃和Cu₂(OH)₃Cl。考古学者将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：

Cu₂(OH)₃Cl属于(填“无害锈”和“有害锈”)，请解释原因。

(3) 文献显示Cu₂(OH)₃Cl的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，请结合如图回答：

①过程I的正极反应物是。

②过程I负极的电极反应式是。

(4) 青铜器的修复有以下三种方法：

i．柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%—3%的柠檬酸溶液中浸泡除锈；

ii．碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na₂CO₃的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu₂(OH)₃Cl；

iii．BTA保护法：

请回答下列问题：

①写出碳酸钠法的离子方程式。

②三种方法中，BTA保护法应用最为普遍，分析其可能的优点有。

A．在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜

B．替换出锈层中的Cl^- ，能够高效的除去有害锈

C．和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”

【考点】

电极反应和电池反应方程式; 金属的电化学腐蚀与防护; 原电池工作原理及应用;

【答案】

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综合题普通

1. 尿液燃料电池是一种微生物燃料电池，可利用微生物的新陈代谢将有机物转化为无污染气体，同时将化学能转换成电能。利用这种燃料电池既能去除工业废水中的尿素[CO(NH₂)₂]，又能发电。其工作原理如图所示，微生物附着在多孔碳电极上。

(1) 甲电极为(填“正极”或“负极”)，其电极反应式为，电子从(填“甲电极”或“乙电极”)流出。

(2) 电池工作时，若交换膜为阴离子交换膜，则溶液中SO $\text{[math]}$ 经过交换膜的移动方向为(填“由左室移向右室”或“由右室移向左室”)；若交换膜为阳离子交换膜，当有 $\text{[math]}$ 通过交换膜时，消耗的尿素为g。

(3) 该电池中发生反应的总化学方程式为，该电池不能在高温条件下工作的原因是。

(4) 假设工业废水中含有9g/L的尿素，向电解装置中盛装1L工业废水，一段时间后消耗了4.48L氧气(标准状况下)，此时，废水中尿素的含量(填“达到”或“未达到”)排放标准(10mg/L)，因为废水中尿素的含量为g/L。

综合题普通

2. 钢铁腐蚀现象在生产、生活中普遍存在，也是科学研究的关注点之一

(1) 碳钢管发生电化学腐蚀是因为形成了原电池，其负极的电极反应式为。

(2) 外加电流的阴极保护法是防止钢铁腐蚀的常用方法之一，该方法中，需将被保护的碳钢管与直流电源的(填“正极”或“负极”)相连。

(3) 在铁制品表面镀锌可防止铁制品被腐蚀，镀锌层即使局部破损，仍可防止破损部位被腐蚀，原因是。

(4) 研究人员就大气环境对碳钢腐蚀的影响进行了研究。其中，A、B两个城市的气候环境和碳钢腐蚀速率数据如下：

城市	年均温度℃	年均湿度%	$\text{[math]}$ 的浓度( $\text{[math]}$ )	大气 $\text{[math]}$ 沉积速率( $\text{[math]}$ )	腐蚀速率( $\text{[math]}$ )
A	17.0	76	61	29	58
B	12.3	72	54	420	79

①研究人员认为，A、B两城市中碳钢同时发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀。碳钢发生析氢腐蚀时，正极的电极反应式为。

②结合化学用语解释A、B两城市中碳钢能发生析氢腐蚀的原因：。

③用电化学原理分析B城市碳钢腐蚀速率高于A城市的主要原因：。

综合题普通

Ⅰ.根据电化学知识，完成以下填空。

（1）钢铁吸氧腐蚀正极的电极反应式为________。

（2）将 $\text{[math]}$ 溶液加入如图所示的电解池的阳极区，用铅蓄电池进行电解，电解过程中阳极区发生如下反应： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

电解后阳极区的 $\text{[math]}$ 溶液用稀硫酸酸化可得到硫单质，其离子方程式可写成________。

（3）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，总反应为： $\text{[math]}$ 。电池放电时，正极的电极反应式为________；电池充电时，阴极应该连接电源的________极。

Ⅱ、下表是几种酸的电离平衡常数( $\text{[math]}$ )。

化学式	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
电离平衡常数	$\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$	$\text{[math]}$

（4） $\text{[math]}$ 的一级电离方程式为________。

（5）下列操作能使醋酸溶液中 $\text{[math]}$ 的电离程度增大而电离常数保持不变的是_______。

A. 升高温度	B. 加水稀释
C. 加少量的 $\text{[math]}$ 固体	D. 加少量冰醋酸

（6） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的离子方程式为________。

（7）常温下，物质的量为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的混合溶液显________性。

（8） $\text{[math]}$ 溶液中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 四种微粒的浓度由大到小的顺序为________。

（9）查阅资料：水存在自耦电离，方程式为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 溶液中 $\text{[math]}$ 也存在类似水的电离[已知：常温下 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ]。用 $\text{[math]}$ 传感器测量常温下不同浓度 $\text{[math]}$ 溶液的 $\text{[math]}$ ，结果如下表。

$\text{[math]}$ 溶液的浓度 $\text{[math]}$	1	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

写出 $\text{[math]}$ 自耦电离方程式：________，理论上表格中的 $\text{[math]}$ ________。

综合题普通