高中 | 气体摩尔体积 题目答案及解析

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必修一

第一章 从实验学化学

第二节 化学计量在实验中的应用

气体摩尔体积

《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。

  

查阅资料得知铜锈为 $\rm Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}$, 俗称铜绿,可溶于酸。请写出铜绿与盐酸反应的化学方程式                

[["

$\\text{C}{{\\text{u}}_{\\text{2}}}{{\\left( \\text{OH} \\right)}_{\\text{2}}}\\text{C}{{\\text{O}}_{\\text{3}}}\\text{+4HCl=2CuC}{{\\text{l}}_{\\text{2}}}\\text{+3}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O+C}{{\\text{O}}_{\\text{2}}}\\uparrow $

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铜锈为$\rm Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}$,由质量守恒定律可知,反应前后元素种类不变,和盐酸反应生成氯化铜、水和二氧化碳,$\text{C}{{\text{u}}_{\text{2}}}{{\left( \text{OH} \right)}_{\text{2}}}\text{C}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+4HCl=2CuC}{{\text{l}}_{\text{2}}}\text{+3}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O+C}{{\text{O}}_{\text{2}}}\uparrow $

继续查阅中国知网,了解到铜锈的成分非常复杂,主要成分有$\rm Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}$$\rm Cu_{2}(OH)_{2}Cl$。考古学家将铜锈分为无害锈和有密锈,结构如图所示:

  

$\rm Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}$可否作无害锈,请解释原因。                

②如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成有害锈$\rm Cu_{2}(OH)$ $\rm Cl$的原理示意图:

  

[["

$\\rm Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}$为致密的结构,可以防止铜的进一步锈蚀,故为无害锈

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①由图可知,$\rm Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}$为致密的结构,可以防止铜的进一步锈蚀,故为无害锈;

若生成$\rm 2.145$ $\rm g$ $\rm Cu_{2}(OH)_{3}Cl$ $\rm ($式量:$\rm 214.5)$,计算理论上消耗标准状况氧气体积                 $\rm \;\rm L$

[["

$\\rm 0.224$

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若生成$\rm 2.145$ $\rm g$ $\rm Cu_{2}(OH)_{3}Cl$ $\rm ($$\rm 0.01\;\rm mol)$,反应中铜失去电子变为$\rm +2$价铜、氧得到电子转化为$\rm -2$价氧,由电子守恒可知$\text{C}{{\text{u}}_{\text{2}}}{{\left( \text{OH} \right)}_{\text{3}}}\text{Cl}\sim4{{\text{e}}^{-}}\sim{{\text{O}}_{2}}$,则理论上消耗标准状况氧气$\rm 0.01\;\rm mol$,体积为$\rm 0.224\;\rm L$

文献显示有害锈的形成过程中会产生 $\rm CuCl($白色不溶于水的固体$\rm )$

  

写出过程Ⅰ中负极的电极反应式                

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$\\text{Cu-}{{\\text{e}}^{-}}\\text{+C}{{\\text{l}}^{-}}\\text{=CuCl}$

"]]

Ⅰ中负极的电极反应为铜失去电子发生氧化反应和氯离子生成氯化亚铜,$\text{Cu-}{{\text{e}}^{-}}\text{+C}{{\text{l}}^{-}}\text{=CuCl}$

$\rm BTA$保护法是青铜器的修复最常用的方法之一,原理如图所示:

  

请分析$\rm BTA$保护法可能的优点$\rm ($请写出$\rm 2$$\rm )$                

[["

$\\rm BTA$能在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜,能替换出锈层中的氯离子,能够高效除去有害锈,不损害青铜器且使得青铜器得到保护

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$\rm BTA$能在青铜器表面形成一层致密的透明保护膜,能替换出锈层中的氯离子,能够高效除去有害锈,不损害青铜器且使得青铜器得到保护;

金属腐蚀会造成很严重的事故和损失。$\rm 2020$ 年广东省虎门大桥出现桥面抖动现象,专家对桥墩的主体钢筋进行了全面检测,并确定了其安全性。以下说法正确的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

桥墩钢筋容易发生化学腐蚀

","

在海面与空气交界处的钢铁,比海水中的钢铁更容易被腐蚀

","

可以在桥墩钢铁上嵌附铜片,减慢其腐蚀速率

","

将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法,称为牺牲阳极的阴极保护法

"]
[["B"]]

$\rm A$.桥墩钢筋在水泥中密闭,不容易发生化学腐蚀,$\rm A$错误;

$\rm B$.在海面与空气交界处的钢铁,使得铁、氧气、水同时接触,故比海水中的钢铁更容易被腐蚀,$\rm B$正确;

$\rm C$.铁比铜活泼,可以在桥墩钢铁上嵌附铜片,会使得铁做负极加速其腐蚀速率,$\rm C$错误;

$\rm D$.将桥墩钢铁与外接电源负极相连的方法,称为外接电源的阴极保护法,$\rm D$错误。

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