题目内容

【题目】I.(1)钢铁容易生锈的主要原因是钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀。在酸性环境下,其正极反应式为_____________;在酸性很弱或中性条件下,其发生___________________ (填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”)。

(2)利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒,开关K置于N处,该电化学防护法称为____________________;若X为锌棒,开关K置于M处,________(填“能”或“不能”)达到防止铁腐蚀目的。

II.如图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,完成下列问题:

(1)甲池燃料电池的负极反应为___________________。

(2)乙池中石墨电极为___________极,发生_____________反应(填“氧化”或“还原”)写出乙池中电解总反应的化学方程式: ___________________。

(3)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生________g沉淀,此时乙池中溶液的体积为400mL,该溶液的pH=____________。

【答案】2H++2e= H2↑ 吸氧腐蚀 外加电源(流)的阴极保护法 能 CH3OH- 6e+8 OH= CO32- +6H2O 阳 氧化 2CuSO4+ 2H2O 2Cu+ O2↑+2H2SO4 1.16 1

【解析】

I.(1)根据金属电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀进行分析;

(2)从金属防护的方法上进行分析;

II.从原电池工作原理和电解原理的角度进行分析和解答;

I.(1)金属电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和吸氢腐蚀,如果电解质为酸性,则发生析氢腐蚀,根据原电池工作原理,正极反应式为2H++2e-=H2↑;如果电解质为中性或极弱的酸性,则发生吸氧腐蚀,根据原电池的工作原理,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,

故答案为2H++2e-=H2↑;吸氧腐蚀;

(2)X为碳棒,开关K置于N处,该装置则有外加电源,装置属于电解质,根据电解池的工作原理,铁电极作阴极,铁不参与反应,被保护,这叫外加电流阴极保护法;若X为锌棒,开关K置于M处,该装置为原电池装置,锌比铁活泼,锌为负极,铁为正极,铁被保护,该方法叫牺牲阳极的阴极保护法,

故答案为:外加电流阴极保护法;能;

II.(1)甲池为电池,通燃料一极为负极,即通CH3OH一极为负极,通氧气或空气的一极为正极,电解质为KOH溶液,因此负极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,

故答案为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;

(2)乙池中石墨连接甲池通氧气一极,即乙池中石墨为阳极,乙池中Ag作阴极,根据电解原理,阳极上失电子,发生氧化反应,阳极反应式为2H2O+4e-=O2↑+4H+,阴极上得到电子,发生还原反应,阴极反应式为Cu2++2e-=Cu,因此总电极反应式为2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4,

故答案为:阳;氧化;2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4;

(3)丙池总反应式为MgCl2+2H2OMg(OH)2+H2↑+Cl2↑,电路为串联电路,根据转移电子物质的量相同,建立的关系式是为解得n1=0.02mol,即生成Mg(OH)2质量为0.02mol×58g·mol-1=1.16g,n2=0.04mol,乙池中c(H+)==0.1mol·L-1,即pH=1,

故答案为1.16g;1。

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