Question

13．電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛．
（1）為了減緩海水對(duì)鋼閘門A和C的腐蝕，圖1中，材料B可以選擇a（填字母序號(hào)）．
a．鋅板             b．銅板            c．碳棒
圖2中，鋼閘門C作陰極．若用氯化鈉溶液模擬海水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D為石墨塊，則D上的電極
反應(yīng)式為2Cl^--2e^-═Cl₂↑，檢測(cè)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的試劑是濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣．
（2）微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖3所示（質(zhì)子交換膜只允許H⁺自由通過）．該電池的正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O．
（3）電滲析法處理廚房垃圾發(fā)酵液，同時(shí)得到乳酸（弱酸）的原理如圖4所示（圖中“HA”表示乳酸
分子，A^-表示乳酸根離子）．
①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑．
②簡(jiǎn)述濃縮室中得到濃乳酸的原理：陽(yáng)極OH^-放電，c（H⁺）增大，H⁺從陽(yáng)極通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入濃縮室，A^-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大．

Answer 1

分析 （1）形成原電池時(shí)，F(xiàn)e作正極被保護(hù)；活潑性比Fe強(qiáng)的金屬作負(fù)極，被腐蝕；Fe作陰極被保護(hù)；陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，檢驗(yàn)氯氣用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙；
（2）根據(jù)圖知，負(fù)極上C₆H₁₂O₆失電子，正極上O₂得電子和H⁺反應(yīng)生成水，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺，正極的電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；
（3）①電解池中陽(yáng)極上氫氧根離子失電子生成氧氣；
②根據(jù)電解池中離子移動(dòng)方向來回答判斷．

解答 解：（1）形成原電池時(shí)，F(xiàn)e作正極被保護(hù)，則要選擇活潑性比Fe強(qiáng)的金屬作負(fù)極，所以選鋅；Fe作陰極被保護(hù)，則鋼閘門C做陰極；電解氯化鈉溶液時(shí)陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，檢驗(yàn)氯氣用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙，即用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣；故答案為：a；陰；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣；
（2）根據(jù)圖知，負(fù)極上C₆H₁₂O₆失電子，正極上O₂得電子和H⁺反應(yīng)生成水，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C₆H₁₂O₆+6H₂O-24e^-=6CO₂+24H⁺，正極的電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，故答案為：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O；
（3）①陽(yáng)極上是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②在電解池的陽(yáng)極上是OH^-放電，所以c（H⁺）增大，并且H⁺從陽(yáng)極通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入濃縮室；根據(jù)電解原理，電解池中的陰離子移向陽(yáng)極，即A^-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，這樣：H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大，
故答案為：陽(yáng)極OH^-放電，c（H⁺）增大，H⁺從陽(yáng)極通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入濃縮室，A^-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及電解池和原電池的工作原理以及應(yīng)用的考查，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，注意把握原電池和電解池中離子的移動(dòng)方向，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．