Question

2．電化學(xué)原理在金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換環(huán)境保護(hù)等方面應(yīng)用廣泛．

（1）通常可用圖1、圖2所示的兩種方式減緩海水塒鋼閘門A的腐蝕，則圖1中防止腐蝕的方法名稱是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法；圖2中材料C最好選擇d．（填字母序號(hào)）
a．鈉塊b．銅塊c．鋅塊d．石墨
（2）己知：鉻能與稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣和硫酸亞鉻（CrS0₄）．
①銅鉻構(gòu)成原電池如圖3所示，其中盛稀硫酸燒杯中的現(xiàn)象為銅電極上有氣泡冒出．鹽橋中裝的是飽和KC1瓊脂溶液，下列關(guān)于此電池的說(shuō)法正確的是B．
A．鹽橋的作用是使整個(gè)裝置構(gòu)成通路、保持溶液呈電中性，凡是有鹽橋的原電池，鹽橋 中均可以用飽和KC1瓊脂溶液
B．理論上1mol Cr溶解，鹽橋中將有2mol Cl^-進(jìn)入左池，2 mol K⁺進(jìn)入右池
C．此過程中H+得電子，發(fā)生氧化反應(yīng)
D．電子從鉻極通過導(dǎo)線到銅極，又通過鹽橋轉(zhuǎn)移到左燒杯中
②如構(gòu)成圖4電池發(fā)現(xiàn)，銅電極上不再有圖1的現(xiàn)象，鉻電極上產(chǎn)生大量氣泡，遇空氣呈紅棕色．寫出正極電極反應(yīng)式4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O．
（3）工業(yè)上，采用石墨、鐵棒作為電極，電解除去廢水中的CN-（C為+4價(jià)．下同），裝 置如圖所示，通電過程中，陰、陽(yáng)兩極均有無(wú)色無(wú)味的氣體產(chǎn)生，陽(yáng)極區(qū)兩種離子的放電產(chǎn)物會(huì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，其方程式為3C1₂+2CN0^-+80H^-═N₂+6Cl^-+2C03^2-+4H₂0．
①鐵電極應(yīng)連接直流電源的負(fù)極．（填寫電極名稱）
②陰極產(chǎn)物 有氫氣，陽(yáng)極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2Cl一2e^-=Cl₂和CN^--2e^-+2OH^-═CNO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）形成原電池時(shí)，F(xiàn)e作正極被保護(hù)；電解池中Fe作陰極被保護(hù)；C為陽(yáng)極，陽(yáng)極接石墨，不需要頻繁更換；
（2）①Cr比銅活潑，Cr為負(fù)極，Cu為正極，正極上氫離子得電子；
A、鹽橋中不是都可以用飽和KCl瓊脂溶液，要考慮能否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)；
B、1molCr反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2mol電子；
C、氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
D、鹽橋中是離子移動(dòng)，無(wú)電子通過；
②正極上是硝酸根離子得電子生成NO，結(jié)合電荷守恒和原子守恒書寫電極反應(yīng)式；
（3）根據(jù)發(fā)生的電極反應(yīng)，可以知道金屬鐵是陰極，石墨電極是陽(yáng)極，根據(jù)電解質(zhì)中離子的放電順序以及電極反應(yīng)和電子的轉(zhuǎn)移知識(shí)來(lái)回答即可．

解答 解：（1）原電池原理保護(hù)金屬鐵時(shí)，將鐵與比鐵活潑的金屬相連，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法；電解池原理保護(hù)金屬鐵時(shí)，鐵作陰極，陽(yáng)極接石墨，不需要頻繁更換；
故答案為：犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法；d；
（2）①Cr比銅活潑，Cr為負(fù)極，Cu為正極，正極上氫離子得電子，所以銅電極上有氣泡生成；
A、鹽橋中不是都可以用飽和KCl瓊脂溶液，若電解質(zhì)溶液為硝酸銀溶液時(shí)，會(huì)生成沉淀，故A錯(cuò)誤；
B、1molCr反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2mol電子，為保持電荷守恒，鹽橋中將有2molCl^-進(jìn)入左池，2molK⁺進(jìn)入右池，故B正確；
C、氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D、鹽橋中是離子移動(dòng)，無(wú)電子通過，故D錯(cuò)誤；
故答案為：銅電極上有氣泡產(chǎn)生；B；
②正極上是硝酸根離子得電子生成NO，有氫離子參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O，
故答案為：4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O；
（3）①根據(jù)發(fā)生的電極反應(yīng)，可以知道金屬鐵是陰極，接電源的負(fù)極，故答案為：負(fù)極；
②陰極上氫離子放電發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：CN^--2e^-+2OH^-═CNO^-+H₂O和2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
故答案為：氫氣；CN^--2e^-+2OH^-═CNO^-+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和電解池原理的分析應(yīng)用，把握原電池原理和電解池原理以及電解過程中電子的移動(dòng)方向，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力．