专题十一电化学考点一 原电池、化学电源1．(2022·天津理综，4，6分)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析 A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2＋得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO)不变，错误；C项，在乙池中Cu2＋＋2e－===Cu，同时甲池中的Zn2＋通过阳离子交换膜进入乙池中，则有Cu2＋→Zn2＋，由于M(Zn2＋)>M(Cu2＋)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2＋通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。答案 C2．(2022·北京理综，12，6分)在通风厨中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是( )A．Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2\nB．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中的现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D．针对Ⅲ中的现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化解析 A项，铁与稀硝酸反应生成NO，NO与空气中O2反应生成NO2，2NO＋O2===2NO2，正确；B项，铁遇浓硝酸钝化，阻止铁继续与浓硝酸反应，正确；C项，对比Ⅰ、Ⅱ，说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，错误；D项，装置Ⅲ形成原电池，通过电流计指针偏转的方向，可判断铁是否被氧化，正确。答案 C3．(2022·课标全国卷Ⅰ，11，6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )A．正极反应中有CO2生成B．微生物促进了反应中电子的转移C．质子通过交换膜从负极区移向正极区D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物作用下O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H＋通过，则正极反应为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D项正确。答案 A4．(2022·江苏化学，10，2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )\nA．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2OC．电池工作时，CO向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－===2CO解析 A项，H4→O，则该反应中每消耗1molCH4转移6mol电子，错误；该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为：H2－2e－＋CO===CO2＋H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为：O2＋4e－＋CO2===2CO，正确。答案 D5．(2022·北京理综，8，6分)下列电池工作时，O2在正极放电的是( )A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池解析 氢燃料电池中，负极上H2放电，正极上O2放电，A、C、D中均不存在O2放电，故选B。答案 B6．(2022·课标全国卷Ⅱ，12，6分)2022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( )\nA．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLiC．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迁移解析 由图可知，b极(Li电极)为负极，a极为正极，放电时，Li＋从负极(b)向正极(a)迁移，A项、D项正确；该电池放电时，负极：xLi－xe－===xLi＋，正极：Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，a极Mn元素的化合价发生变化，C项错误；由放电反应可得充电时的反应，B项正确。答案 C7．(2022·福建理综，11，6分)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( )A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子解析 A项，Pt为正极发生还原反应：Cl2＋2e－===2Cl－，错误；B项，放电时，左侧的电极反应式Ag＋Cl－－e－===AgCl↓，有大量白色沉淀生成，错误；C项，由于H＋、Na＋均不参与电极反应，则用NaCl代替盐酸，电池总反应不变，错误；D项，当电路中转移0.01mole－时，左侧产生0.01molAg＋与Cl－结合为AgCl沉淀，右侧产生0.01molCl－，为保持溶液的电中性，左侧约有0.01molH＋通过阳离子交换膜转移到右侧，故左侧溶液中约减少0.02mol离子，正确。答案 D8．(2022·浙江理综，11，6分)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO\n下列说法正确的是( )A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液解析 充电时，电池正极发生氧化反应，A项正确；充电时OH－离子从阴极向阳极移动，B项错误；充电时阴极的电极反应式为：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，则水中的H被电极上的e－还原，C项错误；由题中提示反应可知，氨水能与电极材料NiOOH反应，干扰电池总反应，故不能作电池的电解质溶液，D项错误。答案 A9．(2022·天津理综，6，6分)已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－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( )A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C．理论上两种电池的比能量相同D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电解析 A项，在原电池内部，阳离子应移向正极；二次电池充电过程为电解的过程，阴极发生还原反应，B项正确；C项，比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电能，当二者质量相同时，转移电子的物质的量不相等，即比能量不同；D项，左边装置已经是放完电的电池，应为锂硫电池给锂离子电池充电。答案 B\n10．(2022·课标全国卷Ⅰ，10，6分)银质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( )A．处理过程中银器一直保持恒重B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl解析 由“电化学原理”可知正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应式为Al－3e－===Al3＋；电解质溶液中发生反应Al3＋＋3H3OAl(OH)3＋3H＋，S2－与H＋结合生成H2S，使Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋的平衡右移，最终生成Al(OH)3沉淀，只有B选项正确。答案 B11．(2022·课标全国卷Ⅱ，11，6分)“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( )A．电池反应中有NaCl生成B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C．正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析 由题意知Na作负极，NiCl2作电解质，电极反应分别为，总反应为2Na＋NiCl2===2NaCl＋Ni，由以上分析A、C正确，B错误；由图示知负极产生的Na＋由负极流向正极，D正确。答案 B12．(2022·海南化学，16，9分)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋\n通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由________极流向________极。(填字母)(2)电池正极反应式为_______________________________________________。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(填“是”或“否”)，原因是___________________________________________________________。(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_____________________________________________________________。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_________________________________________________________________。解析 由Li＋的迁移方向可知，b为正极，其电极反应为：Li＋＋MnO2＋e－===LiMnO2，a为负极，其电极反应为：Li－e－===Li＋，电流由b流向a。由于锂能与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。答案 (1)b a(2)Li＋＋MnO2＋e－===LiMnO2(3)否 锂能与水发生反应(4)3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O 2∶1考点二 电解原理及其应用1．(2022·福建理综，11，6分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移\nC．每生成1molO2，有44gCO2被还原D．a电极的反应为：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O解析 A项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H2O在光催化剂的表面转化为O2和H＋，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H＋从阳极b极区向阴极a极区迁移，正确；C项，该电解池的总反应式为：6CO2＋8H2O2C3H8O＋9O2。根据总反应方程式可知，每生成1molO2，有molCO2被还原，其质量为g，错误；D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。答案 B2．(2022·四川理综，4，6分)用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是( )A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O解析 Cl－在阳极发生氧化反应生成ClO－，水电离出的H＋在阴极发生还原反应生成H2，又由于电解质溶液呈碱性，故A、B、C项正确；D项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现H＋，正确的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。答案 D3．(2022·浙江理综，11，6分)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O、CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确的是( )A．X是电源的负极\nB．阴极的电极反应式是：H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－C．总反应可表示为：H2O＋CO2H2＋CO＋O2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1解析 由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应，此极上得到电子，应为阴极，故X极为电源的负极，A、B项正确；C项，根据电极上的反应物和生成物，可知总反应方程式正确；D项，因阳极电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，结合电子得失相等，可知阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2∶1，错误。答案 D4．(2022·广东理综，11，4分)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则( )A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极ⅠB．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解析 分析图可知：左侧两个烧杯的装置形成原电池，且Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，而最右边的装置为电解池，因此，该装置中电子流向：电极Ⅰ→Ⓐ→电极Ⅳ，则电流方向：电极Ⅳ→A→电极Ⅰ，A正确；电极Ⅰ发生氧化反应，B错误；电极Ⅱ的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，有铜析出，C错误；电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D错误。答案 A5．(2022·浙江理综，11，6分)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知：3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O下列说法不正确的是( )A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－\nB．电解结束时，右侧溶液中含有IOC．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2OKIO3＋3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变解析 依题意，左侧溶液变蓝，说明左侧Pt电极是阳极，电极反应式为2I－－2e－===I2……①，右侧Pt电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－……②或2H＋＋2e－===H2↑，A正确；阴极生成的OH－通过阴离子交换膜迁移至左室，与I2发生反应：3I2＋6OH－===5I－＋IO＋3H2O……③，I2浓度逐渐减小，故蓝色逐渐变浅，电解结束后IO可通过阴离子交换膜扩散至右侧，B正确；①式×3＋②式×3＋③式得电解总反应：I－＋3H2OIO＋3H2↑，C正确；若换用阳离子交换膜，OH－不能迁移至左室，反应③无法发生，①式＋②式得电解总反应式为2I－＋2H2O2OH－＋I2＋H2↑，两种情况下电解总反应显然不同，D错误。答案 D6．(2022·天津理综，6，6分)为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)电解池：2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑电解过程中，以下判断正确的是( )电池电解池AH＋移向Pb电极H＋移向Pb电极B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正极：PbO2＋4H＋＋2e－===Pb2＋＋2H2O阳极：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋D解析 原电池中H＋移向正极，电解池中H＋移向阴极，A错误；由电子守恒3Pb～6e－～Al2O3，B错误；C项中原电池正极反应：PbO2＋4H＋＋2e－＋SO===PbSO4＋2H2O，电解池中阳极反应：2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，C错误；D项中，原电池负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4，Pb电极增重，电解池中Pb作阴极，阴极上析出H2，Pb电极质量不变，D\n正确。答案 D7．(2022·重庆理综，11，14分)化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。(1)催化反硝化法中，H2能将NO还原为N2。25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。①N2的结构式为___________________________________________________。②上述反应离子方程式为___________________________________________，其平均反应速率v(NO)为________mol·L－1·min－1。③还原过程中可生成中间产物NO，写出3种促进NO水解的方法______________。(2)电化学降解NO的原理如右图所示。①电源正极为________(填“A”或“B”)，阴极反应式为____________________________。②若电解过程转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为______g。解析 (1)②H2在水溶液中将NO还原为N2的同时溶液pH升高，说明有OH－生成，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出反应离子方程式；10min内OH－浓度的变化量为c(OH－)＝10－2mol·L－1－10－7mol·L－1≈10－2mol·L－1，由离子方程式可知NO浓度变化量也为10－2mol·L－1，所以用NO表示的该反应速率为v(NO)＝＝0.001mol·L－1·min－1。③NO水解为吸热反应，生成HNO2和OH－，故加酸、升温、加水稀释均可促进水解。(2)①由题图可知在电解过程中NO转化成N2，发生还原反应，故B为电源负极，则A为电源正极，NO在阴极得电子生成N2，由电荷守恒可知反应必然会同时生成OH－；②电解池中阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，转移2mol电子时生成0.5molO2和2molH＋，2molH＋通过质子交换膜转移到右侧，故左侧溶液质量改变量为0.5mol×32g·mol－1＋2mol×1g·mol－1＝18g；当转移2mol电子时阴极可生成molN2，同时从左侧转移过来2molH＋，故右侧溶液质量变化量为mol×28g·mol－1－2mol×1g·mol－1＝3.6g，两侧溶液质量变化差为18g－3.6g＝14.4g。答案 (1)①N≡N\n②2NO＋5H2N2＋2OH－＋4H2O 0.001③加酸，升高温度，加水(2)①A 2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－②14.4考点三 金属的电化腐蚀及防护1．(2022·江苏化学，11，4分)下列说法正确的是( )A．若H2O2分解产生1molO2，理论上转移的电子数约为4×6.02×1023B．室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH＞7C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀D．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正(H2)＝2v逆(NH3)解析 A项，2H2O2===2H2O得到e－×2＋O失去e－×22↑，生成1molO2，理论转移2mol电子，错误；B项，醋酸是弱酸，两者等体积混合后，醋酸过量较多，溶液呈酸性，pH<7，错误；D项，达到平衡时，＝，错误。答案 C2．(2022·天津理综，1，6分)化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是( )A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放解析 A项，铁表面镀锌，当发生电化学腐蚀时，Fe作正极被保护；B项，聚乙烯塑料非常稳定，不易降解，而聚乳酸塑料是易降解的塑料，故应用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料来减少白色污染，故B项错误；D项，重金属离子对土壤、水都会产生污染，所以含重金属离子的电镀废液不能随意排放。答案 B3．(2022·北京理综，7，6分)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( )A．水中的钢闸门连接电源的负极B．金属护栏表面涂漆C．汽车底盘喷涂高分子D．地下钢管连接镁块\n解析 B、C为加保护层保护法；D为原电池原理的牺牲阳极的阴极保护法。答案 A4．(2022·重庆理综，11，14分)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第________周期。(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为________。(3)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是________。A．降低了反应的活化能B．增大了反应的速率C．降低了反应的焓变D．增大了反应的平衡常数(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为__________________________________________________________________。(5)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。①腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)；②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为__________________________________；③若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为________L(标准状况)。解析 (1)铜的原子序数为29，介于18和36之间，所以在周期表第四周期。(2)N(Sn)∶N(Pb)＝∶＝10∶1。(3)催化剂是降低了反应的活化能，使更多分子成为活化分子，增大了反应的速率。(4)“复分解反应”说明相互之间交换成分，所以生成物为AgCl、Cu2O。(5)①“青铜器的腐蚀”，如图铜为负极被腐蚀生成Cu2＋，正极氧气发生吸氧腐蚀生成OH－。②正极反应产物为OH－，\n负极反应产物为Cu2＋与Cl－作用生成Cu2(OH)3Cl。③n[Cu2(OH)3Cl]＝＝0.02mol，所以有0.04molCu被氧化，根据电子得失守恒n(O2)＝＝0.02mol，标准状况下V(O2)＝0.02mol×22.4L·mol－1＝0.448L。答案 (1)四(2)10∶1(3)A、B(4)Ag2O＋2CuCl===2AgCl＋Cu2O(5)①c ②2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓ ③0.4485．(2022·安徽理综，28，14分)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。图1(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下实验作参照0.52.090.0②醋酸浓度的影响0.536.0③0.22.090.0(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________(填“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；\n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。解析 (1)由表格数据知：①组实验作参照，②组实验探究醋酸浓度的影响，所以铁粉质量不变；③组实验中醋酸浓度和铁粉质量未变，碳粉质量减少，所以实验目的是碳粉含量的影响。(2)由图2知，t2时瓶内压强明显小于起始压强，所以瓶内压强减小，发生了吸氧腐蚀；Fe和碳构成了原电池的两极，电子由负极Fe流向正极碳，碳粉表面发生了还原反应，电极反应式为：2H2O＋O2＋4e－===4OH－或4H＋＋O2＋4e－===2H2O。(3)由图2知，0～t1时瓶内压强增大，假设二可以为Fe与醋酸反应放热使气体体积受热膨胀。本题为开放性题，其他合理答案也可。(4)由题意知，检验收集的气体中是否含有H2，可根据H2的性质设计实验方案，如实验步骤：收集一试管刚反应的气体，迅速插入一根表面变黑的灼热铜丝，若铜丝表面的黑色变红，则可验证有H2生成。答案 (1)编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%②2.0③碳粉含量的影响(2)吸氧还原 2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)(3)反应放热，温度升高\n(4)实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)；②通入氩气排净瓶内空气；③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化，检验Fe2＋等)。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。(本题属于开放性试题，合理答案均给分)
