Question

5．利用如圖裝置，可以進行許多電化學實驗．
（1）若A為石墨，B為鐵，X為NaCl．
①K與M相連時，鐵發生吸氧（填“析氫”或“吸氧”）腐蝕，A極的電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，Cl^-向B（填“A”或“B”）極移動；
②K與N相連時，裝置中發生反應的總反應方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，若用鉛蓄電池代替圖中的電源給裝置供電，當鉛蓄電池中消耗0.4mol H⁺時，A電極上產生氣體的體積是2.24L（標準狀況），鉛蓄電池工作時正極的電極反應式為PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O；
（2）若要向鐵鍍件上鍍銅，則K應與N（填“M”或“N”）相連，X為硫酸銅，A電極為金屬銅（填“鐵鍍件”或“金屬銅”），電鍍過程溶液中金屬陽離子濃度不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）若A為石墨，B為鐵，X為NaCl．
①K與M相連時，形成原電池，發生吸氧腐蝕，活潑鐵為負極，A極石墨為正極氧氣得電子發生還原反應，陰離子向負極移動；
②K與N相連時，形成電解池，A為陽極氯離子失電子發生氧化反應，B為陰極氫離子得電子發生還原反應，鉛蓄電池工作時正極為二氧化鉛得電子發生還原反應；
（2）若要向鐵鍍件上鍍銅，則形成電解池，陽極為鍍層金屬，陰極為待鍍金屬，電解質溶液為含鍍層金屬陽離子的鹽溶液．

解答 解：（1）①K與M相連時，形成原電池，發生吸氧腐蝕，活潑鐵B為負極，A極石墨為正極氧氣得電子發生還原反應，反應式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，陰離子向負極移動，所以Cl^-向B極移動，故答案為：吸氧；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；B；
②K與N相連時，形成電解池，A為陽極氯離子失電子發生氧化反應，B為陰極氫離子得電子發生還原反應，則反應的總反應方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，鉛蓄電池工作時正極為二氧化鉛得電子發生還原反應，反應式為：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O，當鉛蓄電池中消耗0.4mol H⁺時，轉移0.2mol電子，根據電子守恒，A電極產生氯氣的體積是$\frac{0.2}{2}$×22.4=2.24L，故答案為：2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；2.24；PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O；
（2）若要向鐵鍍件上鍍銅，則形成電解池，陽極為鍍層金屬，陰極為待鍍金屬，電解質溶液為含鍍層金屬陽離子的鹽溶液，所以K應與N相連，X為硫酸銅溶液，A電極為金屬銅，電鍍過程溶液中金屬陽離子濃度不變．故答案為：N；硫酸銅；金屬銅；不變．

點評 本題考查了原電池和電解池的工作原理的應用，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．