题目内容

(1)依据反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图甲所示.
①电极X的材料是
 
;
②外电路中的电子是从
 
电极流向
 
电极(填电极材料名称或符号).
③在电池放电过程中,盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中,向CuSO4溶液一端扩散的离子是
 
(填离子符号).
(2)①金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀.炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈.请写出铁锅生锈过程的正极反应式:
 
.
②为了减缓某水库铁闸门被腐蚀的速率,可以采用下图乙所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用
 
(填写字母序号).
A.铜    B.钠     C.锌   D.石墨
③图丙所示方案也可以减缓铁闸门的腐蚀速率,则铁闸门应连接直流电源的
 
极.

(3)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置.有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是:NiO2+Fe+2H2O
 放电 
.
充电
Fe(OH)2+Ni(OH)2.
①若此蓄电池放电时,该电池某一电极发生还原反应的物质是
 
(填序号).
A.NiO2       B.Fe       C.Fe(OH)2      D.Ni(OH)2
②该电池放电时,正极附近溶液的PH
 
(填增大、减小、不变)
③充电时该电池阳极的电极反应式
 
.
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:电化学专题
分析:(1)含有盐桥的原电池中,电极材料和相对应电解质溶液中阳离子元素相同,原电池放电时,电子从负极沿导线流向正极,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,盐桥中的阳离子移向正极,阴离子移向负极;
(2)①生铁的吸氧腐蚀中,负极上铁失电子发生氧化反应,正极上是氧气得电子的还原反应;
②原电池的负极金属易被腐蚀,根据原电池的工作原理来回答;
③在电解池的阴极上的金属被保护,根据电解池的工作原理来回答;
(3)①依据电池反应分析,充电为电解池,放电为原电池;放电过程中原电池的负极上失电子发生氧化反应,正极上发生还原反应;
②放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2;
③放电时正极发生还原反应,正极反应式为:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-,充电时该电极发生氧化反应,是该电极反应的逆反应.
解答: 解:(1)①含有盐桥的原电池中,电极材料和相对应电解质溶液中阳离子元素相同,所以X为Cu,Y为AgNO3溶液,故答案为:Cu;
②该原电池中,铜易失电子而作负极,银作正极,电子从负极铜沿导线流向正极银,故答案为:Cu; Ag;
③盐桥中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,Cl-移向负极向CuSO4溶液一端扩散,故答案为:Cl-;
(2)①炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈,在铁的吸氧腐蚀中,负极上铁失电子发生氧化反应,Fe=Fe2+2e-,正极上是氧气得电子的还原反应,O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以让金属铁做原电池的正极,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属,钾钙钠都不能做电极材料,故答案为:C;
③电解池的阴极上的金属被保护,为降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的负极,故答案为:负;
(3)①根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe被氧化发生氧化反应,正极为NiO2,被还原发生还原反应,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-,
故答案为:A;
②放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,所以pH增大,故答案为:增大;
③放电时正极发生还原反应,正极反应式为:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-,充电时该电极发生氧化反应,是该电极反应的逆反应,电极反应式为:Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O,故答案为:Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O.
点评:本题考查学生盐桥原电池的工作原理、金属的腐蚀和防护方面的知识,铅蓄电池相关知识,注意知识的迁移和应用是关键,难度中等.
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