Question

（13分）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C做_____極。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（HOOC-CHO）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，兩級(jí)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

（13分，未標(biāo)分?jǐn)?shù)的空，每空1分） （1）b 鋅等做原電池的負(fù)極，（失電子，Zn -2e- ＝Zn2+），不斷遭受腐蝕，需定期拆換 （2）陰 2Cl－- 2e－＝Cl2↑ 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)）

（3）① 負(fù) ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－（2分） ② Mg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑

（4）① HOOC-COOH+2e－+2H+ ＝HOOC-CHO+ H2O （2分） ② 2（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)裝置圖可判斷該裝置利用的是原電池原理，因此為了減緩海水對(duì)鋼閘門A的腐蝕，材料B的活潑性應(yīng)該強(qiáng)于鐵，作負(fù)極，才能滿足犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，碳是非金屬，銅的金屬性弱于鐵，鋅的金屬性強(qiáng)于鐵，因此答案選b。由于鋅等做原電池的負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，即Zn -2e- ＝Zn2+，不斷遭受腐蝕，因此需定期拆換。

（2）用氯化鈉溶液模擬海水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則鋼閘門C與電源的負(fù)極相連，做陰極。D為石墨塊，做以及，溶液中的氯離子放電，則D上的電極反應(yīng)式為2Cl－- 2e－＝Cl2↑。氯氣具有強(qiáng)氧化性，能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)色，所以檢驗(yàn)氯氣的實(shí)驗(yàn)操作是濕潤(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鎂鋁合金金屬性強(qiáng)，做電源的負(fù)極。鉑電極是正極，次氯酸根轉(zhuǎn)化為氯離子，電極反應(yīng)式為ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－。

②鎂是活潑的金屬能與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鎂，因此負(fù)極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣，使負(fù)極利用率降低，反應(yīng)式為Mg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑。

（4）①氫離子通過(guò)交換膜向N電極移動(dòng)，這說(shuō)明N電極是陰極，溶液中的乙二酸得到電子發(fā)生還原反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為乙醛酸，電極反應(yīng)式為HOOC-COOH+2e－+2H+ ＝HOOC-CHO+ H2O。

②根據(jù)①中方程式可知有2molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜，并完全參與了反應(yīng)，則N電極產(chǎn)生1mol乙醛酸。M電極即陽(yáng)極反應(yīng)式為OHC-CHO—2e－+H2O＝HOOC-CHO+2H+，這說(shuō)明陽(yáng)極同時(shí)生成1mol乙醛酸，則該裝置中生成的乙醛酸共計(jì)為2mol。

考點(diǎn)：考查電化學(xué)原理的應(yīng)用。