【知识点详解】
1. **腐蚀防护**:题目中提到的防止钢铁腐蚀的措施,涉及到金属防腐蚀的基本原理。保持钢铁表面干燥可以防止水分引发的电化学腐蚀;表面镀锌形成牺牲阳极保护,锌先被腐蚀,保护了钢铁;而表面镶嵌铜块会形成原电池,钢铁作为负极加速腐蚀;与电源负极相连是外加电流的阴极保护法,能有效防止腐蚀。
2. **热化学反应与燃烧热**:燃烧热是指1摩尔纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。题目中指出CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,所以其逆反应2CO2(g)→2CO(g)+O2(g)的ΔH应为正,且数值为2×283.0kJ/mol。HCl与NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,但H2SO4与Ca(OH)2反应时,由于生成的硫酸钙是微溶于水的,因此中和热不是简单的2倍关系。
3. **溶液蒸干和灼烧后的溶质变化**:这个部分涉及化学反应的热稳定性。Na2CO3溶液蒸干后灼烧仍为Na2CO3;AlCl3在加热过程中会水解并分解,最终可能得到Al2O3;Na2SO3会被氧化成Na2SO4;NH4HCO3受热分解为氨气、二氧化碳和水,最后无固体剩余。
4. **pH与酸性强弱**:pH较高的盐溶液表明对应酸的酸性较弱。因此,NaX、NaY、NaZ的pH依次降低,对应酸HX、HY、HZ的酸性逐渐增强。其中,Z-最易水解,酸性最弱,中和HY所需NaOH少于1摩尔,因为HY可能不是一元强酸。
5. **吉布斯自由能与反应自发性**:ΔG=ΔH-TΔS,当ΔG<0时反应自发进行。若室温下不能自发,高温下自发,说明ΔS>0,且ΔH>0。
6. **键能计算**:通过热化学方程式的ΔH可以反推出反应物的键能之和减去生成物的键能之和。N2(g)+3H2(g)→2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol^-1,已知H-H和N-H的键能,求N≡N的键能。计算得出N≡N键的键能是945.6 kJ·mol^-1。
7. **滴定终点误差及pH计算**:0.2mol/L的HCl滴定0.2mol/L的NaOH,终点时多加了0.05mL,相当于多加了0.001mol/L的HCl,混合后总体积为100mL,计算pH发现溶液的pH接近3.3。
8. **铅蓄电池的工作原理**:充电时,阴极发生还原反应,PbSO4还原为Pb;放电时,电子由负极流向正极,外电路中每通过2mol电子,消耗2mol硫酸;H+在放电时向正极移动;充电时阳极的PbSO4氧化,pH减小。
9. **化学在生活中的应用**:明矾用于水处理利用的是铝离子水解形成Al(OH)3胶体;在海轮外壳上装锌块是牺牲阳极保护法;MgO熔点高可作耐火材料;电解MgCl2饱和溶液得到的是氢氧化镁而不是金属镁,金属镁的制备需电解熔融的MgCl2。
10. **化学反应与能量变化**:图1表示催化剂加快反应速率但不改变反应热;图2描述了酸碱中和反应的滴定曲线;图3中a点可能是80℃时KNO3的饱和溶液;图4展示了可逆反应平衡时的状态。
11. **设计实验**:实现2HCl+2Ag=2AgCl↓+H2↑的实验,可行的方案是将银放入含有盐酸的电解池,通电进行电解。
12. **铝-空气燃料电池**:以NaCl或NaOH为电解液,正极氧气得到电子生成氢氧根离子;负极铝合金失去电子,与水电离出的氢离子结合生成铝离子和氢气,形成原电池反应。
以上内容涵盖了化学反应原理、热化学、电化学、物质性质、酸碱中和、腐蚀防护、电池工作原理等多个化学知识点。