题目内容

4．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b（填字母序号）
a．碳棒           b．锌板        c．铜板
用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因锌等做原电池的负极，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，不断遭受腐蚀，需定期拆换：
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔．图2为“镁-次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金．
①E为该燃料电池的负极（填“正”或“负”）．F电极上的电极反应式为ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-．
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因Mg+2H2O═Mg（OH）2+H2↑．
（3）乙醛酸（HOOC-CHO）是有机合成的重要中间体．工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图3所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸．
①N电极上的电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O．
②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为2mol．

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）①原电池中，负极上失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上得电子发生还原反应，化合价降低，据此判断正负极；
②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气；
（3）①根据图知，M电极上有氯气生成，说明M电极上氯离子放电生成氯气，则M为阳极、N为阴极，N电极上乙二酸得电子和氢离子反应生成乙醛酸；
②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，根据HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O知右边装置有1mol乙醛酸生成，M电极附近发生的反应方程式为Cl2+OHC-CHO+H2O═HOOC-CHO+2HCl，据此计算该装置生成乙醛酸的物质的量．

解答 解：（1）该装置形成原电池，Fe作负极被保护，所以应该连接比Fe活泼的金属，故锌板；
该装置中Zn作负极、Fe作正极，负极上发生反应为Zn-2e-═Zn 2+，导致锌板不断被腐蚀而需要定期拆换，
故答案为：b；锌等做原电池的负极，电极反应式为Zn-2e-═Zn2+，不断遭受腐蚀，需定期拆换；
（2）①电池中，负极上失电子发生氧化反应，化合价升高，正极上得电子发生还原反应，化合价降低，根据图知，Mg元素化合价由0价变为+2价、Cl元素化合价由+1价变为-1价，所以E是负极、F是正极，正极上次氯酸根离子得电子和水反应生成氯离子和氢氧根离子，离子方程式为ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-，故答案为：负；ClO-+2e-+H2O═Cl-+2OH-；
②镁能和热水反应生成氢氧化镁和氢气而导致负极利用率降低，反应方程式为Mg+2H2O═Mg（OH）2+H2↑，故答案为：Mg+2H2O═Mg（OH）2+H2↑；
（3）①根据图知，M电极上有氯气生成，说明M电极上氯离子放电生成氯气，则M为阳极、N为阴极，N电极上乙二酸得电子和氢离子反应生成乙醛酸，电极反应式为HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O，故答案为：HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O；
②若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，根据HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O知右边装置有1mol乙醛酸生成，M电极附近发生的反应方程式为Cl2+OHC-CHO+H2O═HOOC-CHO+2HCl，有2mol氢离子生成时同时生成乙醛酸1mol，所以若有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为2mol，故答案为：2．

点评 本题考查化学电源新型电池，涉及电极反应式的书写、物质的量有关计算、金属腐蚀与防护等知识点，明确原电池原理是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意（3）题M、N都生成乙醛酸，为易错点．

练习册系列答案
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14．下列关于物质性质变化的比较，不正确的是（　　）
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15．有关实验的做法正确的是（　　）
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12．下列化学反应基本类型中一定有发生电子转移的是（　　）
A．化合反应B．分解反应C．复分解反应D．置换反应
19．已知弱电解质在水中的电离平衡常数（25℃）如表：
弱电解质H2CO3NH3•H2O
电离平衡常数Ka1=4.30×10-7    Ka2=5.61×10-111.77×10-5
现有常温下0.1mol•L-1的（NH4）2CO3溶液．
①你认为该溶液呈碱性（填“酸”“中”“碱”）．
②就该溶液中粒子之间有下列关系式，你认为其中正确的是ACD
A．c（NH4+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（NH3•H2O）
B．c（NH4+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（OH-）+c（CO32-）
C．c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0.1mol•L-1
D．c（NH4+）+c（NH3•H2O）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）
9．化学方程式是一种重要的化学用语．所写的化学方程式不能用来正确解释化学过程或事实的是（　　）
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16．下列哪种物质常用于保护食物，以免被微生物侵蚀腐败（　　）
A．酒精B．食盐C．醋酸D．硝酸钾
13．某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2，他们使用的药品和装置如图所示：

（1）SO2气体还原Fe3+生成的还原产物是Fe2+（填离子符号），参加反应的SO2 和Fe3+的物质的量之比是1：2．
（2）下列实验方案适用于在实验室制取所需SO2的是BD（双选，填序号）．
A．Na2SO3溶液与HNO3               B．Na2SO3固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧            D．铜与热浓H2SO4
（3）装置C的作用是吸收SO2尾气，防止污染空气．
（4）若要从A中所得溶液提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有BF（双选，填序号）．
A．蒸发皿   B．石棉网   C．漏斗   D．烧杯   E．玻璃棒   F．坩埚
（5）在上述装置中通入过量的SO2，为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应，他们取A中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：
方案①：往第一份试液中加入KMnO4溶液，紫红色褪去．
方案②：往第二份试液加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红．
方案③：往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀．
上述方案不合理的一个是方案①，原因是因为A的溶液中含有SO2，SO2也能使KMnO4溶液褪色．
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14．用下列仪器的编号回答问题 ①容量瓶 ②蒸馏烧瓶 ③分液漏斗 ④量筒 ⑤烧杯
（1）热时必须垫石棉网的有②⑤，
（2）使用时必须检查是否漏水的有①③．

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