Question

5．已知A、B、C各裝置中的電解質溶液都是5mol/lNaCl溶液，比較下列三個實驗裝置，回答有關問題：
（1）三個裝置中，反應最緩慢的是B．
（2）Fe電極的質量過一段時間減少最快的是C．
（3）Fe電極不會被腐蝕的是B．
（4）寫出下列各裝置的電極反應式
A裝置Fe-2e^-=Fe²⁺、O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
B裝置2Cl^--2e^-=Cl₂↑、2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑；
C裝置Fe-2e^-=Fe²⁺；2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑．
（5）寫出下列各裝置總反應的化學方程式
A裝置2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂↓；
B裝置2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．

Answer 1

分析 （1）金屬腐蝕快慢順序是：作電解池陽極＞作原電池負極＞化學腐蝕＞作原電池正極＞作電解池陰極；
（2）Fe電極的質量過一段時間減少最快的應該是Fe作電解池陽極；
（3）Fe電極不會被腐蝕的作原電池正極或電解池陰極；
（4）A裝置中Fe作負極、C作正極，負極上Fe失電子發(fā)生氧化反應、正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應；
B裝置中C作陽極、Fe作陰極，陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電；
C裝置中Fe作陽極、C作陰極，陽極上Fe失電子發(fā)生氧化反應、C電極上氫離子放電生成氫氣；
（5）A裝置中發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，F(xiàn)e、氧氣和水反應生成氫氧化鐵；
B裝置中電解飽和食鹽水，生成氯氣、氫氣和NaOH．

解答 解：（1）金屬腐蝕快慢順序是：作電解池陽極＞作原電池負極＞化學腐蝕＞作原電池正極＞作電解池陰極，根據圖知，金屬腐蝕快慢順序是：C＞A＞B，所以反應最緩慢的是B，故答案為：B；
（2）Fe電極的質量過一段時間減少最快的應該是Fe作電解池陽極，所以Fe電極質量減少最快的是C，故答案：C；
（3）Fe電極不會被腐蝕的作原電池正極或電解池陰極，B中Fe作陰極，不被腐蝕，故答案為：B；
（4）A裝置中Fe作負極、C作正極，負極上Fe失電子發(fā)生氧化反應、正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺、O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
B裝置中C作陽極、Fe作陰極，陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，電極反應式為 2Cl^--2e^-=Cl₂↑、2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑；
C裝置中Fe作陽極、C作陰極，陽極上Fe失電子發(fā)生氧化反應、C電極上氫離子放電生成氫氣，電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺ 2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-； 2Cl^--2e^-=Cl₂↑；2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑；Fe-2e^-=Fe²⁺；2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑；
（5）A裝置中發(fā)生鐵的吸氧腐蝕，F(xiàn)e、氧氣和水反應生成氫氧化鐵，電池反應式為2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂↓；
B裝置中電解飽和食鹽水，生成氯氣、氫氣和NaOH，電池反應式為 2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH，
故答案為：2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂↓； 2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2NaOH．

點評 本題以電解原理為載體考查電極反應式的書寫、金屬腐蝕與防護等知識點，明確原電池和電解池原理及離子放電順序是解本題關鍵，電極反應式的書寫要結合電解質溶液酸堿性書寫，題目難度不大．