Question

2．電化學原理在金屬腐蝕、能量轉換環(huán)境保護等方面應用廣泛．

（1）通�？捎脠D1、圖2所示的兩種方式減緩海水塒鋼閘門A的腐蝕，則圖1中防止腐蝕的方法名稱是犧牲陽極的陰極保護法；圖2中材料C最好選擇d．（填字母序號）
a．鈉塊b．銅塊c．鋅塊d．石墨
（2）己知：鉻能與稀硫酸反應，生成氫氣和硫酸亞鉻（CrS0₄）．
①銅鉻構成原電池如圖3所示，其中盛稀硫酸燒杯中的現象為銅電極上有氣泡冒出．鹽橋中裝的是飽和KC1瓊脂溶液，下列關于此電池的說法正確的是B．
A．鹽橋的作用是使整個裝置構成通路、保持溶液呈電中性，凡是有鹽橋的原電池，鹽橋 中均可以用飽和KC1瓊脂溶液
B．理論上1mol Cr溶解，鹽橋中將有2mol Cl^-進入左池，2 mol K⁺進入右池
C．此過程中H+得電子，發(fā)生氧化反應
D．電子從鉻極通過導線到銅極，又通過鹽橋轉移到左燒杯中
②如構成圖4電池發(fā)現，銅電極上不再有圖1的現象，鉻電極上產生大量氣泡，遇空氣呈紅棕色．寫出正極電極反應式4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O．
（3）工業(yè)上，采用石墨、鐵棒作為電極，電解除去廢水中的CN-（C為+4價．下同），裝 置如圖所示，通電過程中，陰、陽兩極均有無色無味的氣體產生，陽極區(qū)兩種離子的放電產物會進一步發(fā)生反應，其方程式為3C1₂+2CN0^-+80H^-═N₂+6Cl^-+2C03^2-+4H₂0．
①鐵電極應連接直流電源的負極．（填寫電極名稱）
②陰極產物 有氫氣，陽極上發(fā)生的電極反應為：2Cl一2e^-=Cl₂和CN^--2e^-+2OH^-═CNO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）形成原電池時，Fe作正極被保護；電解池中Fe作陰極被保護；C為陽極，陽極接石墨，不需要頻繁更換；
（2）①Cr比銅活潑，Cr為負極，Cu為正極，正極上氫離子得電子；
A、鹽橋中不是都可以用飽和KCl瓊脂溶液，要考慮能否與電解質溶液反應；
B、1molCr反應，轉移2mol電子；
C、氫離子得電子發(fā)生還原反應；
D、鹽橋中是離子移動，無電子通過；
②正極上是硝酸根離子得電子生成NO，結合電荷守恒和原子守恒書寫電極反應式；
（3）根據發(fā)生的電極反應，可以知道金屬鐵是陰極，石墨電極是陽極，根據電解質中離子的放電順序以及電極反應和電子的轉移知識來回答即可．

解答 解：（1）原電池原理保護金屬鐵時，將鐵與比鐵活潑的金屬相連，屬于犧牲陽極的陰極保護法；電解池原理保護金屬鐵時，鐵作陰極，陽極接石墨，不需要頻繁更換；
故答案為：犧牲陽極的陰極保護法；d；
（2）①Cr比銅活潑，Cr為負極，Cu為正極，正極上氫離子得電子，所以銅電極上有氣泡生成；
A、鹽橋中不是都可以用飽和KCl瓊脂溶液，若電解質溶液為硝酸銀溶液時，會生成沉淀，故A錯誤；
B、1molCr反應，轉移2mol電子，為保持電荷守恒，鹽橋中將有2molCl^-進入左池，2molK⁺進入右池，故B正確；
C、氫離子得電子發(fā)生還原反應，故C錯誤；
D、鹽橋中是離子移動，無電子通過，故D錯誤；
故答案為：銅電極上有氣泡產生；B；
②正極上是硝酸根離子得電子生成NO，有氫離子參與反應，電極反應式為：4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O，
故答案為：4H⁺+NO₃^-+3e^-=NO↑+2H₂O；
（3）①根據發(fā)生的電極反應，可以知道金屬鐵是陰極，接電源的負極，故答案為：負極；
②陰極上氫離子放電發(fā)生還原反應，生成氫氣，陽極發(fā)生氧化反應，陽極的電極反應式為：CN^--2e^-+2OH^-═CNO^-+H₂O和2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
故答案為：氫氣；CN^--2e^-+2OH^-═CNO^-+H₂O．

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的移動方向，掌握基礎是關鍵，題目難度中等，側重于考查學生的分析能力．