Question

【題目】（1）依據(jù)反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設(shè)計的原電池如下圖甲所示。

①電極X的材料是___________；Y溶液可以是____________；

②銀電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_________________________。

③在電池放電過程中，盛有飽和KCl瓊脂溶膠的鹽橋中，向CuSO4溶液一端擴散的離子是______（填離子符號）。

（2）金屬腐蝕一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，可以采用電化學(xué)手段進行防腐。

①炒菜的鐵鍋未及時清洗容易生銹。寫出鐵鍋生銹過程的正極反應(yīng)式__________________。

②為了減緩某水庫鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用下圖乙所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用___________（填寫字母序號）。

A．銅　　　 B．鈉　　　 C．鋅　　　 D．石墨

③圖丙所示方案也可以減緩鐵閘門的腐蝕速率，則鐵閘門應(yīng)連接直流電源的_______極。

（3）蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)是：NiO2 + Fe + 2H2OFe(OH)2 + Ni(OH)2。

①若此蓄電池放電時，該電池某一電極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是____（填序號）。

A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2

②該電池放電時，正極附近溶液的PH_________（填增大、減小、不變）

③充電時該電池陽極的電極反應(yīng)式________________。

Answer 1

【答案】Cu AgNO3 Ag＋＋e－＝Ag Cl- O2＋2H2O＋4e－=4OH－ C 負 A 增大 Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O

【解析】

（1）由反應(yīng)方程式可知，該原電池的電極反應(yīng)式為：正極：2Ag++2e-═2Ag，負極：Cu-2e-═Cu2+，所以X極的材料應(yīng)為Cu，電解質(zhì)溶液Y應(yīng)為AgNO3溶液，外電路中的電子從Cu極流向Ag極．鹽橋中的K+移向正極（Ag極）；NO3-移向負極（Cu極），以此解答。

（2）①生鐵的吸氧腐蝕中，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)；
②原電池的負極金屬易被腐蝕，根據(jù)原電池的工作原理來回答；
③在電解池的陰極上的金屬被保護，根據(jù)電解池的工作原理來回答；

（3）①依據(jù)電池反應(yīng)分析，充電為電解池，放電為原電池；放電過程中原電池的負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；
②放電時的電極反應(yīng)是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2；
③放電時正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充電時該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，是該電極反應(yīng)的逆反應(yīng)．

（1）①由反應(yīng)“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反應(yīng)中，Cu被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負極，Ag+在正極上得電子被還原，電解質(zhì)溶液為AgNO3 ，
故答案為：Cu；AgNO3；

②正極為活潑性較Cu弱的Ag，Ag+在正極上得電子被還原，電極反應(yīng)為Ag++e=Ag，故答案為： Ag++e-=Ag；

③鹽橋中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，Cl-移向負極向CuSO4溶液一端擴散，故答案為：Cl-；

（2）①炒過菜的鐵鍋未及時清洗容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕而生銹，在鐵的吸氧腐蝕中，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Fe=Fe2+2e-，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-；
②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以讓金屬鐵做原電池的正極，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以是比金屬鐵的活潑性強的金屬，鉀鈣鈉都不能做電極材料，故答案為：C；
③電解池的陰極上的金屬被保護，為降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的負極，故答案為：負；

（3）①根據(jù)原電池在放電時，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，再根據(jù)元素化合價變化，可判斷該電池負極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Fe被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)，正極為NiO2，被還原發(fā)生還原反應(yīng)，此電池為堿性電池，在書寫電極反應(yīng)和總電池反應(yīng)方程式時不能出現(xiàn)H+，故放電時的電極反應(yīng)是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正極：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，
故答案為：A；
②放電時的電極反應(yīng)是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案為：增大；
③放電時正極發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充電時該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，是該電極反應(yīng)的逆反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案為：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O．