Question

某化学兴趣小组对电化学问题进行了实验探究。

Ⅰ．利用如图所示装置探究金属的防护措施，实验现象是锌电极不断溶解，铁电极表面有气泡产生。

（1）写出负极的电极反应式：_______          _____。

（2）某学生认为，铁电极可能参与反应，并对产物作出假设：

假设1：铁参与反应，被氧化生成Fe^2＋；

假设2：铁参与反应，被氧化生成Fe^3＋；

假设3：__________________________。

（3）为了探究假设1、2，他采取如下操作：

①取0．01 mol/L FeCl₃溶液2 mL于试管中，加入过量铁粉；

②取操作①试管的上层清液加入2滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，生成蓝色沉淀；

③取少量正极附近溶液加入2滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，未见蓝色沉淀生成；

④取少量正极附近溶液加入2滴KSCN溶液，未见溶液变红。

据②、③、④现象得出的结论是________________________。

（4）该实验原理可应用于防护钢铁腐蚀，请再举一例防护钢铁腐蚀的措施_____________。

Ⅱ．利用如图所示装置做电解50 mL 0．5 mol/L的CuCl₂溶液实验。

实验记录：

A．阳极上有黄绿色气体产生，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色（提示：Cl₂氧化性大于IO）；

B．电解一段时间以后，阴极表面除有铜吸附外，还出现了少量气泡和浅蓝色固体。

（1）分析实验记录A中试纸颜色变化，用离子方程式解释：①___   _______；②__ _________。

（2）分析实验记录B中浅蓝色固体可能是________________（写化学式）

Answer

Ⅰ．（1）Zn－2e－===Zn2＋ （2）铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋

（3）正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋ （4）油漆（其他合理答案均可）

Ⅱ．（1）2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ 5Cl2＋I2＋6H2O===10Cl－＋2IO3－＋12H＋

（2）Cu（OH）2

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）锌比铁活泼，锌为负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。

（2）根据假设1、2进行分析，得出假设3为铁参与反应，被氧化生成Fe2＋和Fe3＋。

（3）从②分析得出①的试管中含有Fe2＋；③现象说明不含Fe2＋；④现象说明不含Fe3＋；因此可得出的结论是正极附近溶液不含Fe2＋和Fe3＋。

（4）防护钢铁腐蚀的措施有油漆、电化学保护法等。

Ⅱ．（1）阳极上氯离子放电，有氯气产生，由于2I－＋Cl2===I2＋2Cl－，该气体使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；当氯气过量时，会发生反应5Cl2＋I2＋6H2O===10Cl－＋21O3－＋12H＋，颜色褪去。

（2）电解一段时间后，Cu2＋浓度下降，H＋开始放电，溶液pH增大，Cu2＋转化为Cu（OH）2。

【考点定位】本题主要是考查了原电池和电解池原理的应用与有关判断

【名师点晴】电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写，提供反应方程式设计原电池、电解池（包括电镀池、精炼池），根据电解时电极质量或溶液p H的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。解答电解池相关题目时，应从几步入手：①看电极（材料），判断电极本身是否参与反应。②看溶液，判断电解液中的阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。③看隔膜，判断两极反应发生后阴离子、阳离子的浓度变化，从而判断溶液中微粒穿过阴（阳）离子隔膜的方向和产物。