Question

Ⅰ.（1）研究钢铁的防腐蚀措施意义重大。利用如图装置,可以模拟铁的电化学防护,其中Y为NaCl。为减缓铁的腐蚀:

①若X为碳棒,开关K应置于   (填字母,下同)处,②若X为锌,   开关K应置于  处。

（2）在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路,地上还铺有地铁、城铁的铁轨,当有电流泄漏入潮湿的土壤中,并与金属管道形成回路时,就会引起后者的腐蚀。为表示其原理,某班级的学生绘制了下列装置图(假设电极材料均为铁,电解质均为NaCl溶液)。

你认为其中能合理模拟金属管道的腐蚀原理的是  ；图c中的总反应方程式是    ；

Ⅱ.1 L某溶液中含有的离子如下表:

用惰性电极电解该溶液,当电路中有5 mol e-通过时,溶液的c(H⁺)=   mol/L (忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)。

Answer

Ⅰ.（1）①N，②M

（2）acd， Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑；

Ⅱ.1

【解析】

试题分析：（1）若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于N处，构成电解池，Fe为阴极，在阴极上发生还原反应，Fe被保护；若X为锌，开关K置于M处，构成了原电池。由于金属活动性Zn＞Fe，所以Zn作原电池的负极，Fe为正极，负极上Zn失去电子变为Zn2+，Fe上得到电子，发生还原反应，该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法；

（2）a、该装置是电解池，阳极失去电子被氧化，可以模拟金属管道的腐蚀原理，a正确；b、该装置不能构成闭合回路，不能模拟金属管道的腐蚀原理，b错误；c、该装置是电解池，阳极失去电子被氧化，可以模拟金属管道的腐蚀原理，c正确；d、该装置是电解池，阳极失去电子被氧化，可以模拟金属管道的腐蚀原理，d正确；答案选acd。其中c装置中铁失去电子，阴极溶液中的氢离子得到电子，电解的总反应式为Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑；

Ⅱ.根据溶液的电中性原则可知x＝2×2＋1×3－4×1＝3。阳极首先是氯离子放电，即2Cl――2e－＝Cl2↑，然后是溶液中的氢氧根放电。阴极首先是铜离子放电，即Cu2＋＋2e－＝Cu，然后是氢离子放电。当电路中有5 mol e-通过时，第一阶段相当于是1.5mol氯化铜放电，第二阶段香相当于是0.5mol硝酸铜放电，第三阶段相当于是0.05mol水，其中第二阶段产生氢离子，物质的量是1mol，所以溶液中氢离子的浓度是1mol÷1L＝1.0mol/L。

【考点定位】本题主要是考查电化学原理的应用

【名师点晴】掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，难点是电极反应式的书写和电解的计算。明确溶液中离子的放电顺序，判断出电解的三个阶段是答题的关键，计算时注意利用好电子守恒。电解过程的分析思路一般是：（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。（2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。（3）然后排出阴、阳两极的放电顺序。