Question

19．如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中．下列分析正確的是（　　）

• A． K₁閉合，鐵棒上發生的反應為2H⁺+2e^-═H₂↑
• B． K₁閉合，石墨棒周圍溶液的pH逐漸降低
• C． K₂閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護法
• D． K₂閉合，電路中通過0.002N_A個電子時，兩極共產生0.002 mol氣體

Answer 1

分析 A．K₁閉合，該裝置是原電池，中性條件下，鐵發生吸氧腐蝕，Fe易失電子生成亞鐵離子而作負極；
B．K₁閉合，該裝置是原電池，中性條件下，Fe發生吸氧腐蝕，Fe作負極、C作正極，正極上氧氣得電子和水反應生成OH^-；
C．K₂閉合，該裝置是電解池，C作陽極、Fe作陰極，Fe被保護，屬于外加電源的陰極保護法；
D．K₂閉合，該裝置是電解池，C作陽極、Fe作陰極，Fe被保護，陽極上Cl^-放電生成氯氣、陰極上水得電子生成氫氣和OH^-，根據電極反應式計算生成氣體物質的量．

解答 解：A．K₁閉合，該裝置是原電池，中性條件下，鐵發生吸氧腐蝕，Fe易失電子生成亞鐵離子而作負極，負極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺、正極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故A錯誤；
B．K₁閉合，該裝置是原電池，中性條件下，Fe發生吸氧腐蝕，Fe作負極、C作正極，正極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4 OH^-，正極附近有OH^-生成導致溶液pH增大，故B錯誤；
C．K₂閉合，該裝置是電解池，C作陽極、Fe作陰極，Fe被保護，因為有外加電源，所以屬于外加電源的陰極保護法，故C錯誤；
D．K₂閉合，該裝置是電解池，C作陽極、Fe作陰極，Fe被保護，陽極上Cl^-放電生成氯氣、陰極上水得電子生成氫氣和OH^-，陽極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑、陰極反應式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，根據電極反應式知，電路中通過0.002N_A個電子即0.002mol電子，陽極上生成n（Cl₂）=$\frac{0.002mol}{2}×1$=0.001mol，陰極上生成n（H₂）=$\frac{0.002mol}{2}×1$=0.001mol，所以兩個電極共產生0.002mol氣體，故D正確；
故選D．

點評 本題考查原電池和電解池原理，為高頻考點，明確原電池和電解池根本根本及各個電極上發生的反應是解本題關鍵，會正確書寫電極反應式，題目難度不大．