Question

I．某學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置（框內(nèi)部分未畫出），在裝置內(nèi)起初發(fā)生的反應(yīng)為Cu+H₂SO₄=H₂↑+CuSO₄，試回答：
（1）該裝置的名稱是

 

（填“電解池”或“原電池”）．
（2）A、B中至少有一種是金屬

 

（填名稱），接電源的

 

（填“正極”或“負(fù)極”）．
（3）寫出該裝置中發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)方程式為

 

．
（4）若C溶液為100ml飽和食鹽水，A 和B電極均為碳棒，該學(xué)生利用如圖2所示裝置進(jìn)行電解，寫出該電解過程中的總反應(yīng)的離子方程式

 

，
當(dāng)放出標(biāo)況下112ml氫氣時(shí)，該溶液的pH=

 

（室溫下）．
II．利用如圖2裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)．若X為銅，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于

 

 處．
若X為鋅棒，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

專題：

分析：I．（1）Cu+H₂SO₄=H₂↑+CuSO₄不能自發(fā)進(jìn)行，要是該反應(yīng)發(fā)生，則該裝置必須是電解池；
（2）該電解池中，Cu作陽極、金屬或石墨作陰極，陽極連接電源正極；
（3）該裝置中，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液時(shí)，陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成，根據(jù)氫氣和氫氧根離子之間的關(guān)系計(jì)算氫氧根離子濃度，從而計(jì)算溶液的pH；
II．作原電池負(fù)極或電解池陽極的金屬加速被腐蝕，作原電池正極或電解池陰極的金屬被保護(hù)．

解答： 解：I．（1）Cu+H₂SO₄=H₂↑+CuSO₄不能自發(fā)進(jìn)行，要是該反應(yīng)發(fā)生，則該裝置必須是電解池，且Cu作陽極，故答案為：電解池；
（2）該電解池中，Cu作陽極、金屬或石墨作陰極，陽極連接電源正極，故答案為：銅；正極；
（3）該裝置中，陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H⁺+2e^-=H₂↑，故答案為：2H⁺+2e^-=H₂↑；
（4）用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液時(shí)，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)陰極附近有氫氧根離子生成，電池反應(yīng)式為2Cl^-+2H₂O

電解  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
設(shè)生成氫氧根離子的物質(zhì)的量為x，
2Cl^-+2H₂O

電解  .

H₂↑+Cl₂↑+2 OH^- 
             22.4L     2mol
             0.112L    x
22.4L：2mol=0.112L：x，
x=

0.112L×2mol

22.4L

=0.01mol，
c（OH^-）=

0.01mol

0.1L

=0.1mol/L，則溶液的pH=13，
故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；13；
II．作原電池負(fù)極或電解池陽極的金屬加速被腐蝕，作原電池正極或電解池陰極的金屬被保護(hù)，
若X為銅，F(xiàn)e的活潑性大于Cu，為減緩鐵的腐蝕，則Fe應(yīng)該作陰極，所以開關(guān)K應(yīng)置于N處；若X為鋅棒，Zn的活潑性大于Fe，開關(guān)K置于M處，該裝置為原電池，則該電化學(xué)防護(hù)法稱為犧牲陽極陰極保護(hù)法 （或犧牲陽極保護(hù)法），
故答案為：N；犧牲陽極陰極保護(hù)法 （或犧牲陽極保護(hù)法）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池原理，根據(jù)方程式的自發(fā)性判斷電池類型，知道原電池和電解池的區(qū)別，會(huì)書寫電極反應(yīng)式，難點(diǎn)是pH的計(jì)算，題目難度不大．