Question

請回答下列問題．
（1）鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖1所示：
寫出石墨電極的電極反應式

 

；
該腐蝕的總反應的化學方程式

 

．
（2）在實際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置如圖2所示：
①A電極的電極反應式是

 

．
②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧�、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為4.48g，則電鍍時電路中通過的電子為

 

mol．
（3）如圖3裝置所示，C、D、E、F、G、H、X、Y都是惰性電極，甲、乙、丙中均為500mL 0.2mol/L的溶液（假設(shè)通電前后溶液體積不變），A、B為外接直流電源的兩極．將直流電源接通后，H極附近溶液變紅．請回答：①A電極為

 

極（填“正”或“負”）
②若C極產(chǎn)生1.12L氣體（標準狀況），F(xiàn)極析出金屬的質(zhì)量為

 

g．
③通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)Y極附近顏色加深，原因是

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，石墨為正極，正極氧氣得電子被還原生成OH^-；負極上Fe失電子生成亞鐵離子，總反應為Fe與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵；
（2）①電鍍時鍍層金屬作陽極，待鍍金屬作陰極；
②根據(jù)金屬質(zhì)量和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算；
（3）①將直流電源接通后，H極附近呈紅色，可知道氫離子在該電極放電，所以H即是陰極，并得到其他各個電極的名稱；
②根據(jù)電極方程式結(jié)合電子守恒計算；
③氫氧化鐵膠體粒子吸附正電荷．

解答： 解：（1）鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，石墨為正極，氧氣得電子被還原生成OH^-，方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，負極上Fe失電子生成亞鐵離子，總反應為Fe與氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵，該腐蝕的總反應的化學方程式2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（2）①電鍍時鍍層金屬作陽極，待鍍金屬作陰極，則A極為Cu，其電極反應式為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；
②陽極上銅質(zhì)量減少，陰極上銅質(zhì)量增加，二者質(zhì)量差為4.48g時，陰極上析出銅的質(zhì)量為2.24g，根據(jù)銅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式知，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

2.24g

64g/mol

×2=0.07mol，
故答案為：0.07；
（3）將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色，說明F極顯堿性，是氫離子在該電極放電，所以F即是陰極，可得出D、F、H、Y均為陰極，C、E、G、X均為陽極，A是電源的正極，B是負極；
①由以上分析可知，A電極是電源的正極，
故答案為：正；
②若C極產(chǎn)生1.12L氣體（標準狀況）即0.05mol，C的電極方程式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，則轉(zhuǎn)移的電子為0.2mol，F(xiàn)極的電極方程式為：Ag⁺+e^-=Ag，已知硝酸銀溶液為500mL 0.2mol/L，則F極析出金屬為0.1mol，所以析出銀的質(zhì)量為10.8g；
故答案為：10.8；
③在甲池中，電解硫酸銅的過程中，銅離子逐漸減少，導致溶液顏色變淺，Y極是陰極，該電極顏色逐漸變深，說明氫氧化鐵膠體向該電極移動，異性電荷相互吸引，所以氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷，
故答案為：氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確原電池的構(gòu)成條件是解本題關(guān)鍵，注意把握電子守恒在計算中的應用，題目難度中等．