Question

【题目】Ⅰ.（1）研究钢铁的防腐蚀措施意义重大。利用如图装置

可以模拟铁的电化学防护，其中Y为NaCl。为减缓铁的腐蚀：

①若X为碳棒，开关K应置于 (填字母，下同)处。

②若X为锌，开关K应置于 处。

（2）在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，地上还铺有地铁、城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道形成回路时，就会引起后者的腐蚀。为表示其原理，某班级的学生绘制了下列装置图(假设电极材料均为铁，电解质均为NaCl溶液)。

你认为其中能合理模拟金属管道的腐蚀原理的是 ；图c中的总反应方程式是 ；

Ⅱ.1 L某溶液中含有的离子如下表：

离子	Cu2+	Al3+		Cl-
物质的量浓度/(mol·L-1)	2	1	4	x

用惰性电极电解该溶液，当电路中有5 mol e-通过时，溶液的c(H+)= mol/L (忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）①N ②M

（2）acd Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑

Ⅱ.1

【解析】本题考查金属的电化学腐蚀与防护，电化学原理的综合应用。

Ⅰ.（1）①为减缓铁的腐蚀，若利用原电池原理，则铁作正极，若利用电解池原理，则铁作阴极，所以若X为碳棒，开关K应置于N处，形成电解池；②若X为锌，开关K应置于M处，形成原电池。

（2）根据题意，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道形成回路时，会引起钢铁的腐蚀，则acd均符合该腐蚀原理，而b没有形成闭合回路，不符合该腐蚀原理；图c中阳极反应为Fe-2e-Fe2+，阴极反应为2H2O+2e-2OH-+ H2↑，则总反应方程式为Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑。

Ⅱ.根据电荷守恒，x=3，由离子的放电顺序可知，阳极先是Cl－放电，然后是OH－放电，阴极先是Cu2＋放电，然后是H＋放电；根据转移电子守恒可知，当电路中有5 mol e－通过时，3 mol Cl－在阳极放电，然后1 mol H2O在阳极放电；2 mol铜在阴极放电，然后1 mol H+在阴极放电，此时溶液c(H+)=1 mol·L-1。