Question

（14分）铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。

（1）某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。

为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述________________（填装置序号）装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为______________________。

（2）用CH₄或其他有机物、O₂为原料可设计成原电池，以CnH₂nOn、O₂为原料，H₂SO₄溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为___________________________。

（3）图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH₄/H₂O₂燃料电池。

图2电池负极区的电极反应为_________________________；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现_____________色,C位置的电极反应式为___________________若用KI­淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B电极相连，铅笔芯C点处出现蓝色，则b接的是__________（填A或B）电极。

（4）广西治理龙江河镉（Cd^2＋）污染时，先向河中投入沉淀剂将Cd^2＋转化为难溶物，再投入氯化铝，试说明氯化铝的作用_______________________________（用必要的离子方程式和文字进行解释）。

Answer

（14分）

（1）②③ （2分） 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑（2分）

（2）CnH2nOn – 4ne- + nH2O = n CO2 + 4nH= （2分）

（3）BH4-－8e－＋8OH－===BO2-＋6H2O （2分） ,红（1分） , O2＋2H2O＋4e－===4OH－（2分），B （1分）

（4）氯化铝溶于水，Al3＋发生水解：Al3＋＋3H2OAl（OH）3（胶体）＋3H＋，Al（OH）3胶体，能吸附镉的难溶物而发生聚沉（或沉降、沉淀或沉积下来），从而消除Cd2＋污染（2分）

【解析】

试题分析：（1）①装置为原电池铁为负极，被腐蚀；②装置为原电池锌为负极被腐蚀，铁做正极被保护；③装置为电解池，铁做阴极被保护。所以选②③；装置③中铁被保护，实际是电解饱和食盐水，生成氢氧化钠和氢气和氯气，离子方程式为：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。（2）燃料电池中燃料做负极，失去电子，在酸性条件下生成二氧化碳和水，电极反应为： CnH2nOn – 4ne- + nH2O = n CO2 + 4nH= 。（3） 燃料电池中负极为BH4-发生氧化反应，电极反应为：BH4-－8e－＋8OH－===BO2-＋6H2O ；若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，形成原电池，锌失去电子，铅笔芯为正极，氧气得到电子，在该电极生成大量的氢氧化钠，能是酚酞变红；C点的电极反应为： O2＋2H2O＋4e－===4OH－；若用碘化钾淀粉溶液浸湿滤纸，形成原电池，A为负极，B为正极，阳极放电的为碘离子，失去电子生成碘单质，而铅笔芯C点出出现蓝色，所以说明C点放电的是碘离子，b为正极，b连接B极。（4）氯化铝溶于水，Al3＋发生水【解析】
Al3＋＋3H2OAl（OH）3（胶体）＋3H＋，Al（OH）3胶体，能吸附镉的难溶物而发生聚沉（或沉降、沉淀或沉积下来），从而消除Cd2＋污染（2分）

考点：金属的电化学腐蚀和防护，原电池和电解池的工作原理，难溶电解质的转化