题目内容

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)为了减缓海水对钢闸门A和C的腐蚀,图1中,材料B可以选择a(填字母序号).
a.锌板             b.铜板            c.碳棒
图2中,钢闸门C作阴极.若用氯化钠溶液模拟海水进行实验,D为石墨块,则D上的电极
反应式为2Cl--2e-═Cl2↑,检测该电极反应产物的试剂是湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气.
(2)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置,其工作原理如图3所示(质子交换膜只允许H+自由通过).该电池的正极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O.
(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液,同时得到乳酸(弱酸)的原理如图4所示(图中“HA”表示乳酸
分子,A-表示乳酸根离子).
①阳极的电极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑.
②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:阳极OH-放电,c(H+)增大,H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室,A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室,H++A-═HA,乳酸浓度增大.

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;Fe作阴极被保护;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;
(2)根据图知,负极上C6H12O6失电子,正极上O2得电子和H+反应生成水,负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+,正极的电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O;
(3)①电解池中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气;
②根据电解池中离子移动方向来回答判断.

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;Fe作阴极被保护,则钢闸门C做阴极;电解氯化钠溶液时阳极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附近,试纸变蓝,证明生成氯气;故答案为:a;阴;2Cl--2e-═Cl2↑;湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近,试纸变蓝,证明生成氯气;
(2)根据图知,负极上C6H12O6失电子,正极上O2得电子和H+反应生成水,负极的电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+,正极的电极反应式为O2+4e-+4H+═2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+═2H2O;
(3)①阳极上是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应,电极反应式为:4OH--4e-═2H2O+O2↑,故答案为:4OH--4e-═2H2O+O2↑;
②在电解池的阳极上是OH-放电,所以c(H+)增大,并且H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室;根据电解原理,电解池中的阴离子移向阳极,即A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室,这样:H++A-═HA,乳酸浓度增大,
故答案为:阳极OH-放电,c(H+)增大,H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室,A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室,H++A-═HA,乳酸浓度增大.

点评 本题涉及电解池和原电池的工作原理以及应用的考查,注意知识的迁移和应用是解题的关键,注意把握原电池和电解池中离子的移动方向,掌握基础是关键,题目难度中等.

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