Question

13．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c（填字母序号）．
a．碳棒　　   　b．铜板  　　  c．锌板      d．石墨块
（2）图2中，保护钢闸门C的方法叫外加电流的阴极保护法．用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则如何检验D电极的产物湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极D附近，试纸变蓝，证明生成氯气．
（3）以铬酸钾（K₂CrO₄）和KOH为原料，电化学法制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的实验装置示意图（图3）如上． 溶液B是K₂CrO₄溶液，产物在阳极室（ 填“阴极”或“阳极”）得到．测定混合液中K与Cr的物质的量之比为6：5，则此时铬酸钾的转化率为80%．
已知：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-?+H₂O．

Answer 1

分析 （1）形成原电池时，Fe作正极被保护；活泼性比Fe强的金属作负极，被腐蚀；
（2）Fe作阴极被保护，保护钢闸门C的方法叫外加电流的阴极保护法；阳极上氯离子失电子生成氯气，检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸；
（3）因为阳极氢氧根失电子发生氧化反应，又2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，所以溶液B是铬酸钾（K₂CrO₄）溶液，产物在阳极生成；依据原子守恒、电子守恒计算．

解答 解：（1）形成原电池时，Fe作正极被保护，则要选择活泼性比Fe强的金属作负极，所以选锌，故答案为：c；
（2）Fe作阴极被保护，保护钢闸门C的方法叫外加电流的阴极保护法；电解氯化钠溶液时阳极D上氯离子失电子生成氯气，其电极反应为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，检验氯气用湿润的淀粉碘化钾试纸，即用湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极D附近，试纸变蓝，证明生成氯气；
故答案为：外加电流的阴极保护；湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极D附近，试纸变蓝，证明生成氯气；
（3）因为阳极氢氧根失电子发生氧化反应，又2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，所以溶液B是铬酸钾（K₂CrO₄）溶液，产物在阳极生成；
设加入反应容器内的K₂CrO₄为1mol，反应过程中有xmol K₂CrO₄转化为K₂Cr₂O₇，则阳极区剩余K₂CrO₄为（1-x）mol，对应的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K₂Cr₂O₇为$\frac{x}{2}$mol，对应的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根据测定混合液中K与Cr的物质的量之比为6：5，则$\frac{2（1-x）+x}{1-x+x}$=6：5，解得x=0.8，转化率为 $\frac{0.8}{1}$×100%=80%，故答案为：K₂CrO₄溶液；阳极；80%．

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理的分析应用，把握原电池原理和电解池原理以及电解过程中电子守恒的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．