题目内容

【题目】电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择______(填字母)。

a.碳棒 b.锌板 c.铜板

(2)镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图2为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图,电极为镁合金和铂合金。

①E为该燃料电池的______(填“正”或“负”)极。F电极上的电极反应式为_________。

②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气,使负极利用率降低,用化学方程式解释其原因______________________。

(3)乙醛酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图3所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。

①N电极上的电极反应式为_____________。

②若有2 molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,则该装置中生成的乙醛酸为__mol。

【答案】b 负 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ HOOC—COOH+2e-+2H+=HOOC—CHO+H2O 2

【解析】

(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,可以利用牺牲阳极的阴极保护法;

(2)根据装置图,E电极上是镁失电子生成氢氧化镁,F电极ClO-得电子生成Cl-;Mg是活泼金属能与水反应放出氢气。

(3)根据图示,氢离子移向N极,N是阴极、M是阳极。

(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,钢闸门A与B连接,构成原电池,A作正极、B作负极,B的活泼性大于A,故选b;

(2)根据装置图,E电极上镁失电子发生氧化反应生成氢氧化镁,所以E为该燃料电池的负极;F电极上ClO-得电子生成Cl-,F是正极,正极反应式是ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-,Mg是活泼金属能与水反应放出氢气Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,所以镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气。

(3)①N是阴极,N电极上乙二酸得电子被还原为乙醛酸,电极反应式为HOOC—COOH+2e-+2H+=HOOC—CHO+H2O。

②若有2 molH+通过质子交换膜,并完全参与了反应,说明电路中转移2mol电子,阴极生成1mol乙醛酸、阳极生成1mol乙醛酸,该装置中生成的乙醛酸为2mol。

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