Question

【題目】Ⅰ.（1）研究鋼鐵的防腐蝕措施意義重大。利用如圖裝置,可以模擬鐵的電化學防護,其中Y為NaCl。為減緩鐵的腐蝕:

①若X為碳棒,開關K應置于 (填字母,下同)處,②若X為鋅, 開關K應置于 處。

（2）在城市中地下常埋有縱橫交錯的管道和輸電線路,地上還鋪有地鐵、城鐵的鐵軌,當有電流泄漏入潮濕的土壤中,并與金屬管道形成回路時,就會引起后者的腐蝕。為表示其原理,某班級的學生繪制了下列裝置圖(假設電極材料均為鐵,電解質均為NaCl溶液)。

你認為其中能合理模擬金屬管道的腐蝕原理的是 ；圖c中的總反應方程式是 ；

Ⅱ.1 L某溶液中含有的離子如下表:

用惰性電極電解該溶液,當電路中有5 mol e-通過時,溶液的c(H+)= mol/L (忽略電解時溶液體積的變化及電極產物可能存在的溶解現象)。

Answer 1

【答案】

Ⅰ.（1）①N，②M

（2）acd， Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑；

Ⅱ.1

【解析】

試題分析：（1）若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關K應置于N處，構成電解池，Fe為陰極，在陰極上發生還原反應，Fe被保護；若X為鋅，開關K置于M處，構成了原電池。由于金屬活動性Zn＞Fe，所以Zn作原電池的負極，Fe為正極，負極上Zn失去電子變為Zn2+，Fe上得到電子，發生還原反應，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法；

（2）a、該裝置是電解池，陽極失去電子被氧化，可以模擬金屬管道的腐蝕原理，a正確；b、該裝置不能構成閉合回路，不能模擬金屬管道的腐蝕原理，b錯誤；c、該裝置是電解池，陽極失去電子被氧化，可以模擬金屬管道的腐蝕原理，c正確；d、該裝置是電解池，陽極失去電子被氧化，可以模擬金屬管道的腐蝕原理，d正確；答案選acd。其中c裝置中鐵失去電子，陰極溶液中的氫離子得到電子，電解的總反應式為Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑；

Ⅱ.根據溶液的電中性原則可知x＝2×2＋1×3－4×1＝3。陽極首先是氯離子放電，即2Cl――2e－＝Cl2↑，然后是溶液中的氫氧根放電。陰極首先是銅離子放電，即Cu2＋＋2e－＝Cu，然后是氫離子放電。當電路中有5 mol e-通過時，第一階段相當于是1.5mol氯化銅放電，第二階段香相當于是0.5mol硝酸銅放電，第三階段相當于是0.05mol水，其中第二階段產生氫離子，物質的量是1mol，所以溶液中氫離子的濃度是1mol÷1L＝1.0mol/L。