Question

【题目】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________(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：___________________________。

(2)图2中，钢闸门C作________极。若用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为_____________________________________，检测该电极反应产物的方法是_________________________________________。

(3)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3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________极(填“正”或“负”)。F电极上的电极反应式为_______________________________________________________________。

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：___________________________________________________。

(4)乙醛酸()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4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_____________________________________。

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________ mol。

Answer 1

【答案】 b 锌等作原电池的负极，(失电子，Zn－2e－===Zn2＋)不断遭受腐蚀，需定期拆换 阴 2Cl－－2e－===Cl2↑ 将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气(或取阳极附近溶液滴加淀粉KI溶液，变蓝) 负 ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－ Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O 2

【解析】试题分析：(1)根据电化学原理，材料B对应的金属的活泼性应强于被保护的金属。B作负极，发生氧化反应被腐蚀；(2)图2为外加电流的阴极保护法，被保护的金属应与电源负极相连， D作阳极，Cl-在阳极发生失电子反应生成Cl2。(3)①由图示可知Mg转化为Mg(OH)2，发生失电子的氧化反应。由图示可知在F电极(正极)ClO-转化为Cl-。②镁可与水缓慢反应生成氢气。(4)①由H+的迁移方向可知N为阴极，发生得电子的还原反应，结合题意“两极室均可产生乙醛酸”，可知N电极为乙二酸发生得电子的还原反应生成乙醛酸。②阴极2 mol H+反应生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O，在阳极产生的1 mol Cl2能将1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸。

解析：根据电化学原理，材料B对应的金属的活泼性应强于被保护的金属，所以材料B可以为锌板，选b；锌等作原电池的负极，(失电子，Zn－2e－===Zn2＋)不断遭受腐蚀，需定期拆换；(2)图2为外加电流的阴极保护法，被保护的金属应与电源负极相连，作阴极，则D作阳极，Cl-在阳极发生失电子反应生成Cl2。将湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气。(3)①由图示可知Mg转化为Mg(OH)2，发生失电子的氧化反应，故E为负极。由图示可知在F电极(正极)ClO-转化为Cl-，发生得电子的还原反应，电极反应为ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－。②镁可与水缓慢反应生成氢气，即发生自腐蚀现象，反应方程式为Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。(4)①由H+的迁移方向可知N为阴极，发生得电子的还原反应，结合题意“两极室均可产生乙醛酸”，可知N电极为乙二酸发生得电子的还原反应生成乙醛酸，电极反应式为HOOC—COOH＋2e－＋2H＋===HOOC—CHO＋H2O。②1 mol乙二酸在阴极得到2 mol电子，与2 mol H+反应生成1 mol乙醛酸和1 mol H2O，同时在阳极产生的1 mol Cl2能将1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸，两极共产生2 mol乙醛酸。