Question

（17分）电化学原理在日常生活和工农业生产中发挥着重要作用。钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化腐蚀原理如图所示：

（1）写出石墨电极的电极反应_________________________；

（2）将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在上图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向且完成以下问题

①简单修改后的该防护装置的名称为__________________________________

写出修改后石墨电极的电极反应式____________________________________；

②_______极（填“正极”“负极”“阳极”“阴极”）附近溶液的pH增大；

③检验阳极产物的方法是_____________________________________________；

④修改后的装置共收集到标准状况下的气体11.2 L时，则有______mol电子发生转移，假设溶液的体积为200ml，则此时溶液中OH-的物质的量浓度为________ mol/L

 

Answer 1

（1）O2＋2H2O＋4e－===4OH－（2）；①外加电流的阴极保护法；2Cl- -2e-=Cl2↑；②阴极；③用湿润的淀粉KI试纸靠近阳极，如果试纸变蓝，说明是Cl2；④ 0.52.5

【解析】

试题分析：（1）中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁作负极，石墨作正极，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；（2）①要保护钢铁不受腐蚀，可以把铁设计成电解池的阴极，与电源负极相连接，名称为外加电源的阴极保护法；②阴极上氢离子得电子生成氢气，故阴极显碱性，PH增大；③电解质溶液为氯化钠溶液，石墨电极上有氯气生成，检验氯气的方法为用湿润的淀粉KI试纸靠近阳极，如果试纸变蓝，说明是Cl2 ；④11.2L气体的物质的量为0.5mol，生成氢气和氯气的总物质的量为0.5mol，生成氢气和氯气的物质的量分别为0.25mol，每生成1mol氢气转移2mol电子，故转移电子的物质的量为0.25molx2=0.5mol；转移电子数与阴极生成氢氧根离子的物质的量相等，故氢氧根离子的物质的量为=2.5mol/L.，答案为：①外加电流的阴极保护法；2Cl- -2e-=Cl2↑；②阴极；③用湿润的淀粉KI试纸靠近阳极，如果试纸变蓝，说明是Cl2 ④ 0.5 2.5

考点：原电池和电解池