题目内容
I．某学生设计了如图1所示的装置（框内部分未画出），在装置内起初发生的反应为Cu+H2SO4=H2↑+CuSO4，试回答：（1）该装置的名称是
（2）A、B中至少有一种是金属
（3）写出该装置中发生还原反应的电极反应方程式为
（4）若C溶液为100ml饱和食盐水，A 和B电极均为碳棒，该学生利用如图2所示装置进行电解，写出该电解过程中的总反应的离子方程式
当放出标况下112ml氢气时，该溶液的pH=
II．利用如图2装置，可以模拟铁的电化学防护．若X为铜，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于
若X为锌棒，开关K置于M处，该电化学防护法称为
考点：原电池和电解池的工作原理,金属的电化学腐蚀与防护
专题：
分析：I．（1）Cu+H2SO4=H2↑+CuSO4不能自发进行，要是该反应发生，则该装置必须是电解池；
（2）该电解池中，Cu作阳极、金属或石墨作阴极，阳极连接电源正极；
（3）该装置中，阴极上得电子发生还原反应；
（4）用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，同时阴极附近有氢氧根离子生成，根据氢气和氢氧根离子之间的关系计算氢氧根离子浓度，从而计算溶液的pH；
II．作原电池负极或电解池阳极的金属加速被腐蚀，作原电池正极或电解池阴极的金属被保护．
（2）该电解池中，Cu作阳极、金属或石墨作阴极，阳极连接电源正极；
（3）该装置中，阴极上得电子发生还原反应；
（4）用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，同时阴极附近有氢氧根离子生成，根据氢气和氢氧根离子之间的关系计算氢氧根离子浓度，从而计算溶液的pH；
II．作原电池负极或电解池阳极的金属加速被腐蚀，作原电池正极或电解池阴极的金属被保护．
解答：
解：I．（1）Cu+H2SO4=H2↑+CuSO4不能自发进行，要是该反应发生，则该装置必须是电解池，且Cu作阳极，故答案为：电解池；
（2）该电解池中，Cu作阳极、金属或石墨作阴极，阳极连接电源正极，故答案为：铜；正极；
（3）该装置中，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
（4）用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近有氢氧根离子生成，电池反应式为2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-；
设生成氢氧根离子的物质的量为x，
2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2 OH-
22.4L 2mol
0.112L x
22.4L：2mol=0.112L：x，
x=
=0.01mol，
c（OH-）=
=0.1mol/L，则溶液的pH=13，
故答案为：2Cl-+2H2O
H2↑+Cl2↑+2OH-；13；
II．作原电池负极或电解池阳极的金属加速被腐蚀，作原电池正极或电解池阴极的金属被保护，
若X为铜，Fe的活泼性大于Cu，为减缓铁的腐蚀，则Fe应该作阴极，所以开关K应置于N处；若X为锌棒，Zn的活泼性大于Fe，开关K置于M处，该装置为原电池，则该电化学防护法称为牺牲阳极阴极保护法 （或牺牲阳极保护法），
故答案为：N；牺牲阳极阴极保护法 （或牺牲阳极保护法）．
（2）该电解池中，Cu作阳极、金属或石墨作阴极，阳极连接电源正极，故答案为：铜；正极；
（3）该装置中，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
（4）用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气、阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近有氢氧根离子生成，电池反应式为2Cl-+2H2O
| ||
设生成氢氧根离子的物质的量为x，
2Cl-+2H2O
| ||
22.4L 2mol
0.112L x
22.4L：2mol=0.112L：x，
x=
| 0.112L×2mol |
| 22.4L |
c（OH-）=
| 0.01mol |
| 0.1L |
故答案为：2Cl-+2H2O
| ||
II．作原电池负极或电解池阳极的金属加速被腐蚀，作原电池正极或电解池阴极的金属被保护，
若X为铜，Fe的活泼性大于Cu，为减缓铁的腐蚀，则Fe应该作阴极，所以开关K应置于N处；若X为锌棒，Zn的活泼性大于Fe，开关K置于M处，该装置为原电池，则该电化学防护法称为牺牲阳极阴极保护法 （或牺牲阳极保护法），
故答案为：N；牺牲阳极阴极保护法 （或牺牲阳极保护法）．
点评：本题考查原电池和电解池原理，根据方程式的自发性判断电池类型，知道原电池和电解池的区别，会书写电极反应式，难点是pH的计算，题目难度不大．
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