Question

【題目】電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛。

(1)圖1中，為了減緩海水對(duì)鋼閘門(mén)A的腐蝕，材料B可以選擇________(填字母序號(hào))。

a．碳棒　　　　　　b．鋅板　　　　　　c．銅板

用電化學(xué)原理解釋材料B需定期拆換的原因：___________________________。

(2)圖2中，鋼閘門(mén)C作________極。若用氯化鈉溶液模擬海水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D為石墨塊，則D上的電極反應(yīng)式為_____________________________________，檢測(cè)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是_________________________________________。

(3)鎂燃料電池在可移動(dòng)電子設(shè)備電源和備用電源等方面應(yīng)用前景廣闊。圖3為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。

①E為該燃料電池的________極(填“正”或“負(fù)”)。F電極上的電極反應(yīng)式為_______________________________________________________________。

②鎂燃料電池負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣，使負(fù)極利用率降低，用化學(xué)用語(yǔ)解釋其原因：___________________________________________________。

(4)乙醛酸()是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖4所示，該裝置中陰、陽(yáng)兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。

①N電極上的電極反應(yīng)式為_____________________________________。

②若有2molH＋通過(guò)質(zhì)子交換膜，并完全參與了反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為________ mol。

Answer 1

【答案】 b 鋅等作原電池的負(fù)極，(失電子，Zn－2e－===Zn2＋)不斷遭受腐蝕，需定期拆換 陰 2Cl－－2e－===Cl2↑ 將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣(或取陽(yáng)極附近溶液滴加淀粉KI溶液，變藍(lán)) 負(fù) ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－ Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O 2

【解析】試題分析：(1)根據(jù)電化學(xué)原理，材料B對(duì)應(yīng)的金屬的活潑性應(yīng)強(qiáng)于被保護(hù)的金屬。B作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)被腐蝕；(2)圖2為外加電流的陰極保護(hù)法，被保護(hù)的金屬應(yīng)與電源負(fù)極相連， D作陽(yáng)極，Cl-在陽(yáng)極發(fā)生失電子反應(yīng)生成Cl2。(3)①由圖示可知Mg轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)。由圖示可知在F電極(正極)ClO-轉(zhuǎn)化為Cl-。②鎂可與水緩慢反應(yīng)生成氫氣。(4)①由H+的遷移方向可知N為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合題意“兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸”，可知N電極為乙二酸發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成乙醛酸。②陰極2 mol H+反應(yīng)生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O，在陽(yáng)極產(chǎn)生的1 mol Cl2能將1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸。

解析：根據(jù)電化學(xué)原理，材料B對(duì)應(yīng)的金屬的活潑性應(yīng)強(qiáng)于被保護(hù)的金屬，所以材料B可以為鋅板，選b；鋅等作原電池的負(fù)極，(失電子，Zn－2e－===Zn2＋)不斷遭受腐蝕，需定期拆換；(2)圖2為外加電流的陰極保護(hù)法，被保護(hù)的金屬應(yīng)與電源負(fù)極相連，作陰極，則D作陽(yáng)極，Cl-在陽(yáng)極發(fā)生失電子反應(yīng)生成Cl2。將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣。(3)①由圖示可知Mg轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，故E為負(fù)極。由圖示可知在F電極(正極)ClO-轉(zhuǎn)化為Cl-，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－。②鎂可與水緩慢反應(yīng)生成氫氣，即發(fā)生自腐蝕現(xiàn)象，反應(yīng)方程式為Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。(4)①由H+的遷移方向可知N為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合題意“兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸”，可知N電極為乙二酸發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成乙醛酸，電極反應(yīng)式為HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O。②1 mol乙二酸在陰極得到2 mol電子，與2 mol H+反應(yīng)生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O，同時(shí)在陽(yáng)極產(chǎn)生的1 mol Cl2能將1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸，兩極共產(chǎn)生2 mol乙醛酸。