Question

（13分）電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛。

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

a．碳棒 b．鋅板 c．銅板

用電化學原理解釋材料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行實驗，D為石墨塊，則D上的電極反應式為______________________，檢測該電極反應產物的方法是_______________________。

（3）鎂燃料電池在可移動電子設備電源和備用電源等方面應用前景廣闊。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”）。F電極上的電極反應式為___________。

②鎂燃料電池負極容易發(fā)生自腐蝕產生氫氣，使負極利用率降低，用化學用語解釋其原因_______。

（4）乙醛酸（HOOC-CHO）是有機合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產乙醛酸，原理如圖4所示，該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩級室均可產生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產物反應生成乙醛酸。

①N電極上的電極反應式為_________________。

②若有2molH+通過質子交換膜，并完全參與了反應，則該裝置中生成的乙醛酸為________mol。

Answer 1

（13分，未標分數(shù)的空，每空1分） （1）b 鋅等做原電池的負極，（失電子，Zn -2e- ＝Zn2+），不斷遭受腐蝕，需定期拆換 （2）陰 2Cl－- 2e－＝Cl2↑ 濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近，試紙變藍，證明生成氯氣（或取陽極附近溶液滴加淀粉、KI溶液，變藍）

（3）① 負 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鋼閘門A的腐蝕，材料B的活潑性應該強于鐵，作負極，才能滿足犧牲陽極的陰極保護法，碳是非金屬，銅的金屬性弱于鐵，鋅的金屬性強于鐵，因此答案選b。由于鋅等做原電池的負極，失電子發(fā)生氧化反應，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行實驗，則鋼閘門C與電源的負極相連，做陰極。D為石墨塊，做以及，溶液中的氯離子放電，則D上的電極反應式為2Cl－- 2e－＝Cl2↑。氯氣具有強氧化性，能使?jié)駶櫟牡饣�鉀淀粉試紙變藍色，所以檢驗氯氣的實驗操作是濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近，試紙變藍，證明生成氯氣。

（3）①鎂鋁合金金屬性強，做電源的負極。鉑電極是正極，次氯酸根轉化為氯離子，電極反應式為ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－。

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

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

②根據(jù)①中方程式可知有2molH+通過質子交換膜，并完全參與了反應，則N電極產生1mol乙醛酸。M電極即陽極反應式為OHC-CHO—2e－+H2O＝HOOC-CHO+2H+，這說明陽極同時生成1mol乙醛酸，則該裝置中生成的乙醛酸共計為2mol。

考點：考查電化學原理的應用。