Question

研究化学反应原理对于生产生活是很有意义的．
（1）请设计一个实验装置，使铜与稀硫酸反应生成硫酸铜与氢气．在下面的方框内画出装置图，并标明电极材料名称和电解质溶液名称．

（2）钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化学腐蚀原理如图1所示：

①写出石墨电极的电极反应式：

 

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②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图中虚线框内所示位置作出修改

 

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③写出修改后石墨电极的电极反应式：

 

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（3）利用如图2装置，可以模拟铁的电化学防护．若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为

 

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Answer 1

分析：（1）使铜与稀硫酸反应生成硫酸铜与氢气，应设计成电解池，铜为阳极，电解质溶液为硫酸，阴极可为碳；
（2）①发生吸氧腐蚀，石墨为正极，氧气得电子被还原生成OH^-；
②成为钢铁电化学防护的装置，铁连接电源的负极；
③形成电解池反应，石墨为阳极，氯离子被氧化生成氯气；
（3）若X为锌，开关K置于M处，锌为负极，被氧化，铁为正极，发生还原反应．

解答：解：（1）使铜与稀硫酸反应生成硫酸铜与氢气，应设计成电解池，铜为阳极，电解质溶液为硫酸，阴极可为碳，装置图为，
故答案为：；
（2）①发生吸氧腐蚀，石墨为正极，氧气得电子被还原生成OH^-，方程式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
②成为钢铁电化学防护的装置，铁连接电源的负极，如图，
故答案为：；
③形成电解池反应，石墨为阳极，氯离子被氧化生成氯气，方程式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
（3）若X为锌，开关K置于M处，锌为负极，被氧化，铁为正极，发生还原反应，为牺牲阳极的阴极保护法（或牺牲阳极保护法），
故答案为：牺牲阳极的阴极保护法（或牺牲阳极保护法）．

点评：本题综合考查原电池和电解池知识，综合考查学生的分析能力和综合运用基本理论的能力，注意把握电化学工作原理和电极反应，为解答该题的关键，难度中等．