铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用。

1. 铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用。

(1) 中科院兰州化学物理研究所用Fe₃(CO)₁₂/ZSM-5催化CO₂与H₂合成低碳烯烃反应，反应过程如图。

催化剂中添加助剂Na、K、Cu(也起催化作用)可改变反应的选择性。

①CO₂在RWGS条件下转化为CO的方程式为。

②加入助剂Na、K、Cu能提高单位时间内乙烯产量的原因是。

(2) ①钢铁在中性条件下发生吸氧腐蚀生成铁锈(Fe₂O₃·H₂O)的总的化学反应方程式为；

②下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀且防护效果最好。

(3) 在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如图。

①若电镀前A、B两金属片质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子数为。

②若电镀时使用的是甲醇(CH₃OH)碱性燃料电池，写出电池负极的电极反应式：。

【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; 化学反应速率的影响因素; 电解池工作原理及应用;

【答案】

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综合题普通

1. 近年我国汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气已成为重要的空气污染物。选择性催化还原 $\text{[math]}$ 脱硝技术可用于减少汽车尾气中氮氧化物 $\text{[math]}$ 的排放量， $\text{[math]}$ 常用作脱硝催化剂，采用共沉淀法等比掺入金属M后，催化剂 $\text{[math]}$ 的脱硝性能及抗硫中毒性能会发生改变。

(1) 下列措施能提高尾气中NO和 $\text{[math]}$ 去除率的有(填字母)。

A．加快通入尾气的速率

B．采用气、液逆流的方式吸收尾气

C．吸收尾气过程中定期补加适量石灰乳

(2) 含NO的尾气按一定流速通到不同催化剂表面，不同温度下在气体出口处测得NO的转化率、 $\text{[math]}$ 的选择性、 $\text{[math]}$ 的生成量随温度变化关系如下图：

综合分析，该脱硝过程最佳温度，应选择的最佳催化剂为，选用合适的催化剂还能抑制催化剂表面出现铵盐结晶现象，结晶会导致。

(3) 除以上技术外，还可用电解纸化吸收法将工业尾气中的 $\text{[math]}$ 转变为 $\text{[math]}$ 。向 $\text{[math]}$ 溶液(起始pH调至9)中通入NO，测得电流强度与NO的去除率的关系如图甲所示，溶液中相关成分的浓度变化与电流强度的关系如图乙所示：

去除NO主要发生的离子方程式为，随着电流强度的增大，电解NaCl溶液时NO去除率下降的原因是。

(4) 氮氧化物( $\text{[math]}$ )能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题．某科研机构设计方案利用原电池原理处理氮氧化合物(NO)，其原理如图所示。

电极B是原电池的(填“正极”或“负极”)，电极B上发生的电极反应式为。

综合题困难

2. 在日常生活中，金属腐蚀的现象普遍存在，金属腐蚀常常是自发进行的。回答下列问题：

(1) 钢铁腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀：

①在酸性环境中，主要发生的腐蚀称为（填“析氢”或“吸氧”）腐蚀，此时正极上的电极反应式为。

②发生吸氧腐蚀时，每转移0.2mol电子，消耗气体的体积为mL（标准状况下）。

(2) 钢铁的保护法如图所示：

图1 图2

①图1为（填“牺牲阳极法”或“外加电流法”），此时锌板上发生的电极反应为。

②图2中，a为电源的（填“正”或“负”）极，判断的理由为。

综合题普通

3. 电解尿素( $\text{[math]}$ )是一种低能耗制氢气的方法，工作原理如图：

(1) 溶液中 $\text{[math]}$ 的移动方向为。

A．a→b B．b→a

(2) 写出b电极的电极方程式。

(3) 已知尿素中C元素为＋4价，一段时间后在a电极收集到标况下4.48L气体，则整个电路中转移的电子数为个。

(4) 极的材料可用铁棒，

A．a B．b

且铁棒能够较长时间保持光亮不生锈，该防腐原理称为。

(5) 若将电路中的电源换成导线，此时铁棒会逐渐被腐蚀，写出腐蚀过程中另一电极材料(石墨)上发生的电极方程式：。

(6) 与铵态氮肥相比，写出施用尿素的两个优点：。

综合题困难