Question

（1）依据氧化还原反应：2Ag⁺（aq）+Cu（s）=Cu²⁺（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图1所示．请回答下列问题：
①电极X上发生的电极反应为

Cu=Cu²⁺+2e^-

；
②外电路中的电子是从

Cu

电极流向

Ag

电极（填电极材料名称）．
③盐桥中盛有饱和KCl的琼脂溶液，放电过程中向CuSO₄溶液扩散的是（

Cl^-

填离子符号）

（2）①金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和．炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈．请写出铁锅生锈过程中：
负极的电极反应式：

Fe=Fe²⁺2e^-

，正极的电极反应式：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
②据统计，每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10～20%．学校内的自行车防雨棚采用了钢架结构，但使用不久就会生锈．为了使它有比较长的使用寿命，需要采取防锈措施．请同学们提出防止自行车棚的钢架锈蚀的措施：

喷漆；焊上一块锌

（写出2种即可）
（3）目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法，如图2为离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图．
①写出电解过程中总的化学方程式

2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

②透过交换膜的离子a是

Na⁺

．

Answer 1

分析：（1）由方程式2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）可知，反应中Ag⁺被还原，应为正极反应，则电解质溶液为硝酸银溶液，Cu被氧化，应为原电池负极反应，在装置图中X为Cu，Y为硝酸银溶液，根据原电池的工作原理来回答即可；
（2）①生铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上是氧气得电子的还原反应；
②根据金属生锈的条件来选择合适的防止金属生锈的措施；
（3）①电解饱和食盐水在两个电极上生成的分别是氢气、氢氧化钠和氯气；
②在电解池中，电解质溶液中的阳离子从阳极移向阴极，根据烧碱出现的电极来确定离子的移动情况．

解答：解：（1）由方程式2Ag⁺（aq）+Cu（s）═Cu²⁺（aq）+2Ag（s）可知，反应中Ag⁺被还原，应为正极反应，则电解质溶液为硝酸银溶液，Cu被氧化，应为原电池负极反应，在装置图中X为Cu，Y为硝酸银溶液，
①该原电池负极X上发生失电子的氧化反应，该极上的电极反应为Cu=Cu²⁺+2e^-，故答案为：Cu=Cu²⁺+2e^-；
②原电池的外电路电子是从负极流向正极，即从Cu流向Ag，故答案为：Cu；Ag；
③在原电池中，电解质中的银离子移向负极，阳离子移向正极，所以移向硫酸铜溶液的是氯离子，故答案为：Cl^-；
（2）①炒过菜的铁锅未及时清洗容易发生电化学腐蚀而生锈，在铁的吸氧腐蚀中，负极上铁失电子发生氧化反应，Fe=Fe²⁺2e^-，正极上是氧气得电子的还原反应，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：Fe=Fe²⁺2e^-；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②防止自行车棚的钢架锈蚀可以隔绝金属铁和空气中的氧气、水接触，如：喷漆，也可以让金属铁做原电池的正极，如铁架上焊上一块锌，故答案为：喷漆；焊上一块锌；（3）①电解饱和食盐水在阴极上生成的是氢气、氢氧化钠，在阳极上产生氯气，电解方程式为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，故答案为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
②在该电解池中，电解质溶液中的阳离子从阳极移向阴极，在阴极上生成的是氢气、氢氧化钠，所以透过交换膜的离子a是钠离子，故答案为：Na⁺．

点评：本题考查学生盐桥原电池的工作原理以及金属的腐蚀和防护方面的知识，注意知识的迁移和应用是关键，难度不大．