Question

某課外活動小組用右圖進行實驗，試回答下列問題．
（1）若開始時開關K與a連接，則B極的電極反應式為

 

；
（2）若開始時開關K與b連接，則B極的電極反應式為

 

；總反應的離子方程式為

 

；
（3）當開關K與b連接時，下列說法正確的是（填序號）

 

．
①溶液中Na⁺向B極移動
②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍
③反應一段時間后加入適量的鹽酸可恢復到電解前電解質的濃度
④標準狀況下B極產生2.24L氣體，則溶液中轉移了0.2mol電子
（4）以鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為

 

．取少量廢電解液，加入NaHCO₃溶液后產生氣泡和白色沉淀，產生沉淀的原因是

 

．
（5）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是

 

．
（6）利用上圖裝置，溶液為海水．可以模擬鐵的電化學防護．
若K為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應該置于

 

處．
若K為鋅，開關K置于a處，該電化學防護法稱為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）若開始時開關K與a連接，則形成原電池反應，為鐵的吸氧腐蝕；
（2）若開始時開關K與b連接，形成電解池裝置，石墨為陽極，發(fā)生氧化反應生成氯氣，鐵為陰極，發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉；
（3）若開始時開關K與b連接，形成電解池裝置，石墨為陽極，發(fā)生氧化反應生成氯氣，鐵為陰極，發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉，總離子方程式為：2Cl^-+2H₂O 

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，電子不能通過電解質溶液，據此解答；
（4）鋁為陽極，會發(fā)生氧化反應，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；加入NaHCO₃溶液后產生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al³⁺和HCO₃^-發(fā)生了互促水解反應生成氫氧化鋁沉淀與二氧化碳；
（5）陽極Cu可以發(fā)生氧化反應生成Cu²⁺補充溶液中消耗的Cu²⁺，使Cu²⁺濃度恒定
6）若K為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應使Fe連接電源的負極；
若K為鋅，開關K置于a處，Zn為陽極被腐蝕，F(xiàn)e為陰極被保護．

解答： 解：（1）開始時，開關K與a連接，是原電池，鐵為負極，發(fā)生氧化反應，失去電子生成亞鐵離子，電極方程式為Fe-2e^-=Fe²⁺，A極上氧氣得電子被還原，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）開關K與b連接，裝置為電解池，鐵為陰極，發(fā)生還原反應，氫離子得到電子生成氫氣，電極方程式為2H⁺+2e^-=H₂↑，總離子方程式為：2Cl^-+2H₂O 

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；2Cl^-+2H₂O 

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
（3）若開始時開關K與b連接，形成電解池裝置，石墨為陽極，發(fā)生氧化反應生成氯氣，鐵為陰極，發(fā)生還原反應生成氫氣和氫氧化鈉，總離子方程式為：2Cl^-+2H₂O 

通電  .

2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，
①形成電解池，溶液中Na⁺向陰極移動，即向B極移動，故正確；
②從A極處逸出的氣體為氯氣，能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍，故正確；
③反應一段時間后加入適量HCl氣體可恢復到電解前電解質的濃度，但加入鹽酸會導致溶劑水的量增大，不能恢復電解前的濃度，故錯誤；
④電子不能通過電解質溶液，故錯誤，
故答案為：①②；
（4）鋁為陽極，會發(fā)生氧化反應，表面形成氧化膜，必須有水參加，所以電極反應式為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；加入NaHCO₃溶液后產生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al³⁺和HCO₃^-發(fā)生了互促水解：3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓，
故答案為：2Al+3H₂O-6e^-═Al₂O₃+6H⁺；3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓；
（5）陽極Cu可以發(fā)生氧化反應生成Cu²⁺補充溶液中消耗的Cu²⁺，使Cu²⁺濃度恒定，故電鍍時用銅而不用石墨作陽極，
故答案為：陽極Cu可以發(fā)生氧化反應生成Cu²⁺補充溶液中消耗的Cu²⁺，使Cu²⁺濃度恒定；
（6）若K為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應使Fe連接電源的負極，故K連接b處；
若K為鋅，開關K置于a處，Zn為陽極被腐蝕，F(xiàn)e為陰極被保護，該防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，
故答案為：b；犧牲陽極的陰極保護法．

點評：本題考查原電池與電解池工作原理、電鍍池、金屬腐蝕與防護等，難度中等，理解原電池及電解池工作原理是關鍵．