Question

13．電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛．
（1）圖1中，為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇c（填字母序號）．
a．碳棒　　   　b．銅板  　　  c．鋅板      d．石墨塊
（2）圖2中，保護鋼閘門C的方法叫外加電流的陰極保護法．用氯化鈉溶液模擬海水進行實驗，D為石墨塊，則如何檢驗D電極的產(chǎn)物濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極D附近，試紙變藍，證明生成氯氣．
（3）以鉻酸鉀（K₂CrO₄）和KOH為原料，電化學法制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的實驗裝置示意圖（圖3）如上． 溶液B是K₂CrO₄溶液，產(chǎn)物在陽極室（ 填“陰極”或“陽極”）得到．測定混合液中K與Cr的物質的量之比為6：5，則此時鉻酸鉀的轉化率為80%．
已知：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-?+H₂O．

Answer 1

分析 （1）形成原電池時，F(xiàn)e作正極被保護；活潑性比Fe強的金屬作負極，被腐蝕；
（2）Fe作陰極被保護，保護鋼閘門C的方法叫外加電流的陰極保護法；陽極上氯離子失電子生成氯氣，檢驗氯氣用濕潤的淀粉碘化鉀試紙；
（3）因為陽極氫氧根失電子發(fā)生氧化反應，又2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，所以溶液B是鉻酸鉀（K₂CrO₄）溶液，產(chǎn)物在陽極生成；依據(jù)原子守恒、電子守恒計算．

解答 解：（1）形成原電池時，F(xiàn)e作正極被保護，則要選擇活潑性比Fe強的金屬作負極，所以選鋅，故答案為：c；
（2）Fe作陰極被保護，保護鋼閘門C的方法叫外加電流的陰極保護法；電解氯化鈉溶液時陽極D上氯離子失電子生成氯氣，其電極反應為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，檢驗氯氣用濕潤的淀粉碘化鉀試紙，即用濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極D附近，試紙變藍，證明生成氯氣；
故答案為：外加電流的陰極保護；濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在陽極D附近，試紙變藍，證明生成氯氣；
（3）因為陽極氫氧根失電子發(fā)生氧化反應，又2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，所以溶液B是鉻酸鉀（K₂CrO₄）溶液，產(chǎn)物在陽極生成；
設加入反應容器內的K₂CrO₄為1mol，反應過程中有xmol K₂CrO₄轉化為K₂Cr₂O₇，則陽極區(qū)剩余K₂CrO₄為（1-x）mol，對應的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K₂Cr₂O₇為$\frac{x}{2}$mol，對應的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根據(jù)測定混合液中K與Cr的物質的量之比為6：5，則$\frac{2（1-x）+x}{1-x+x}$=6：5，解得x=0.8，轉化率為 $\frac{0.8}{1}$×100%=80%，故答案為：K₂CrO₄溶液；陽極；80%．

點評 本題考查了原電池原理和電解池原理的分析應用，把握原電池原理和電解池原理以及電解過程中電子守恒的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．