Question

【題目】電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛。

(1)圖1中，為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇____________(填字母序號)。

a．碳棒 b．鋅板 c．銅板

用電化學原理解釋材料B需定期拆換的原因：_________________________。

(2)圖2中，鋼閘門C做____________極。用氯化鈉溶液模擬海水進行實驗，D為石墨塊，則D上的電極反應式為____________，檢測該電極反應產物的方法是___________________。

(3)鎂燃料電池在可移動電子設備電源和備用電源等方面應用前景廣闊。圖3為“鎂﹣次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。

①E為該燃料電池的__________極(填“正”或“負”)。F電極上的電極反應式為________________________。

②鎂燃料電池負極容易發生自腐蝕產生氫氣，使負極利用率降低，用化學用語解釋其原因_______________________。

(4)乙醛酸(HOOC－CHO)是有機合成的重要中間體。工業上用“雙極室成對電解法”生產乙醛酸，原理如圖4所示，該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產物反應生成乙醛酸。

①N電極上的電極反應式為____________________________。

②若有2 mol H＋通過質子交換膜，并完全參與了反應，則該裝置中生成的乙醛酸為____________mol。

Answer 1

【答案】(1)b 鋅等做原電池的負極，(失電子，Zn－2e－=Zn2＋)，不斷遭受腐蝕，需定期拆換

(2)陰 2Cl－－2e－=Cl2↑ 濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近，試紙變藍，證明生成氯氣

(3)①負 ClO－＋2e－＋H2O=Cl－＋2OH－ ②Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑

(4)①HOOC－COOH＋2e－＋2H＋=HOOC－CHO＋H2O ②2

【解析】(1)形成原電池時，Fe作正極被保護，則要選擇活潑性比Fe強的金屬作負極，所以選鋅；鋅的活潑性比Fe強作負極，不斷遭受腐蝕，需定期拆換；(2)Fe作陰極被保護，則鋼閘門C做陰極；電解氯化鈉溶液時陽極上氯離子失電子生成氯氣，其電極反應為：2Cl－－2e－=Cl2↑，檢驗氯氣用濕潤的淀粉碘化鉀試紙，即用濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極附近，試紙變藍，證明生成氯氣；(3)①“鎂﹣次氯酸鹽”燃料電池中失電子的為負極，則Mg為負極；正極上ClO－得電子生成氯離子，則正極的電極反應式為：ClO－＋2e－＋H2O=Cl－＋2OH－；②Mg的活潑性較強能與水反應生成氫氣，其反應為：Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑；(4)①N電極上HOOC－COOH得電子生成HOOC－CHO，則電極反應式為HOOC－COOH＋2e－＋2H＋=HOOC－CHO＋H2O；②2 mol H＋通過質子交換膜，則電池中轉移2 mol電子，根據電極方程式HOOC－COOH＋2e－＋2H＋=HOOC－CHO＋H2O，可知生成1 mol乙醛酸，由于兩極均有乙醛酸生成，所以生成的乙醛酸為2 mol。