Question

I （6分） A、B、C三个烧杯中分别盛有200mL相同物质的量浓度的稀硫酸

（1）分别写出三个装置中铁片表面发生反应的离子方程式：
A                         ；B                   ；C                        。
（2）一段时间后，三个烧杯中的硫酸恰好全部被消耗，C中产生了3.36L（标准状况）气体，，则原稀硫酸溶液的物质的量浓度=            mol·L^-1。此时，三个烧杯中液体质量由大到小的顺序为：               （填写序号） 。
（3）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是             （填写序号）。
Ⅱ（7分）某科研单位利用电化学原理用SO₂来制备硫酸，装置如下图，含有某种催化剂。电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。

(1)通入SO₂的电极为________极，其电极反应式为______________________，此电极区pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)电解质溶液中的H^＋通过质子膜________(填 “向左”“向右”或“不”)移动，通入氧气的电极反应式为________________________________。

Answer 1

（13分） I （1）A   Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑。B Fe-2e^- ="==" Fe²⁺    C  2H⁺ +2e^- === H₂↑
（2）0.75  mol·L^-1。    C> A= B  （3）由快到慢的顺序是   BAC （填写序号）。
II  (1)负　 SO₂－2e^－＋2H₂O===SO＋4H^＋（2分）　 减小
(2) 向右　 O₂＋4e^－＋4H^＋===2H₂O （2分）    （其余每空1分）

试题分析：I （1）根据装置图的特点可知，A是铁的化学腐蚀，反应的离子方程式是Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑；B和C都是原电池，其中B中铁是负极，电极反应式是Fe-2e^-＝Fe²⁺；C中铁是正极，溶液中的氢离子放电，电极反应式是2H⁺ +2e^-＝H₂↑。
（2）氢气的物质的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，则根据氢原子守恒可知，稀硫酸的浓度是0.15mol÷0.2L＝0.75mol/L。锌的摩尔质量大于铁的，所以三个烧杯中液体质量由大到小的顺序为C＞A＝B。
（3）A中是化学腐蚀，B中是铁的析氢腐蚀，C中是牺牲阳极的阴极保护法，所以A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是BAC。
II  (1)原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。在反应中SO₂失去电子，所以通入SO₂的电极为负极，其电极反应式为O₂－2e^－＋2H₂O===SO＋4H^＋，因此此电极区pH减小。
（2）溶液中的阳离子向正极移动，电解质溶液中的H^＋通过质子膜向右移动，通入氧气的是正极，电极反应式是O₂＋4e^－＋4H^＋===2H₂O。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生解题能力的培养和训练，有利于提高学生的逻辑推理能力和应试能力。本题的关键是注意把握原电池的工作原理，然后结合题意灵活运用即可。