Question

铁、铜及其化合物有广泛应用，请回答下列问题：
（1）①钢铁的电化腐蚀简单示意图如下图一所示，在该图虚线框内稍作修改，即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内做出修改，并用箭头标出电子流动方向．

②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式：

 

．
（2）如要用图二装置电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：
①X电极的电极反应式是

 

，②Y电极的材料是

 

．
（3）若用图二装置电解200mL 1mol?L^-1 的AgNO₃溶液（X、Y为惰性电极），当阴极质量增加2.16g时，则被电解溶液的pH为

 

（溶液体积变化忽略不计）．

Answer 1

考点：电解原理,原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）①由图一可知，Fe在原电池中作负极而被腐蚀，要防止铁的腐蚀，可以利用外加电源的阴极保护法，在内电路电子由正极流向负极；
②钢铁吸氧腐蚀石墨电极上氧气得到电子发生还原反应生成氢氧根离子；
（2）电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，阳极应该是粗铜与电源正极相连、阴极是纯铜与电源负极相连，则X电极是纯铜、Y电极是粗铜，阴极上铜离子放电；
（3）根据得失电子守恒规律，根据阴极上生成银的质量计算生成硝酸物质的量及其浓度，从而得出其溶液的pH．

解答： 解：（1）①由图一可知，Fe在原电池中作负极而被腐蚀，要防止铁的腐蚀，可以利用外加电源的阴极保护法，在内电路电子由正极流向负极，外电路电子由负极流向阴极，由阳极流向正极，装置如图所示，故答案为：；
②钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）电解方法精炼粗铜，阳极应该是粗铜与电源正极相连、阴极是纯铜与电源负极相连，阴极上铜离子放电，电极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu；
故答案为：Cu²⁺+2e^-=Cu；粗铜；
（3）电极硝酸银溶液的方程式为：4AgNO₃+2 H₂O

通电  .

4Ag+O₂↑+4HNO₃，
    Ag～HNO₃，
   108    1
   2.16g   n   解得n=0.02mol，所以C（H⁺）=C（HNO₃）=

0.02mol

0.1L

=0.1mol/L，
所以其pH=-lg[H⁺]=1；
故答案为：1．

点评：本题考查了电化学知识，熟悉原电池、电解池工作原理是解题关键，题目难度中等．