Question

7．電化學原理在金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛．

（1）通�？捎脠Dl、圖2所示的兩種方式減緩海水塒鋼閘門A的腐蝕，則圖l中材料B通常選擇c（填字母序號），圖2 中材料C最好選擇d（填字母序號）．
a．鈉塊    b．銅塊    c．鋅塊    d．石墨
則圖2中C上發(fā)生的主要電極反應式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑．
（2）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．
①D為該燃料電池的負極（填“正”或“負”）．E電極上的電極反應式為ClO^-+2e^-+H₂O═Cl^-+2OH^-．
②鎂燃料電池負極容易發(fā)生自腐蝕使負極利用率降低，該過程中產生的氣體a為H₂（填化學式）．
（3）乙醇酸（HOOC-CHO）是有機合成的重要中間體．工業(yè)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．
①乙二醛（OHC-CHO）與M電極的氣體產物反應生成乙醛酸，則反應的化學方程式為OHC-CHO+Cl₂+H₂O═HOOC-CHO+2HCl．
②該電解裝置工作中若有0.5molH⁺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0.5mol．

Answer 1

分析 （1）形成原電池時，Fe作正極被保護；電解池中Fe作陰極被保護；C為陽極，在海水中陽極上氯離子失電子生成氯氣；
（2）①原電池中失電子的為負極；正極上ClO^-得電子生成氯離子；
②Mg的活潑性較強能與水反應生成氫氣；
（3）①乙二醛（OHC-CHO）與氯氣反應生成乙醛酸；
②2mol H⁺通過質子交換膜，則電池中轉移2mol電子，根據電極方程式計算．

解答 解：（1）原電池原理保護金屬鐵時，將鐵與比鐵活潑的金屬相連；電解池原理保護金屬鐵時，鐵作陰極，陽極接石墨，不需要頻繁更換，在海水中陽極上氯離子失電子生成氯氣，電極反應式為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故答案為：c；d；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
（2）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^-；
故答案為：負；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↑，故答案為：H₂；
（3）①乙二醛（OHC-CHO）與M電極的氯氣反應生成乙醛酸，化學方程式為：OHC-CHO+Cl₂+H₂O═HOOC-CHO+2HCl，故答案為：OHC-CHO+Cl₂+H₂O═HOOC-CHO+2HCl；
②根據電極方程式HOOC-COOH+2e^-+2H⁺═HOOC-CHO+H₂O，0.5mol H⁺通過質子交換膜，則生成0.25mol乙醛酸，由于兩極均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸為0.5mol；
故答案為：0.5．

點評 本題考查了原電池原理和電解池原理的分析應用，把握原電池原理和電解池原理以及電解過程中電子守恒的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．