Question

（1）AgNO₃的水溶液呈

酸

（填“酸”、“中”、“碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：

Ag⁺+H₂O AgOH+H⁺

；实验室在配制AgNO₃的溶液时，常将AgNO₃固体先溶于较浓的

硝酸

中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度．若用惰性电极电解AgNO₃的水溶液，请写出电池反应的离子方程式

4Ag⁺+2H₂O

通电  .

4Ag+O₂↑+4H⁺

，
（2）常温下，某纯碱（Na₂CO₃）溶液中滴入酚酞，溶液呈红色．在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至；乙同学认为是溶液中Na₂CO₃电离出的CO₃^2-水解所至．请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判（包括操作、现象和结论）

向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液

如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确

（3）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化
如右图所示．则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是

B

（填“A”或“B”）．设盐酸中加入的Zn质量为m₁，醋酸溶液中加入的Zn质量为m₂．则m₁

＜

m₂
（选填“＜”、“=”、“＞”）
（4）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一．
①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：负极：

2Fe=2Fe²⁺+4e^-

正极：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

；
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用

C

．
A．铜　　　　　　　B．钠
C．锌              D．石墨
③图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的

负

极．
（5）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是

化学能转变为电能

，在导线中电子流动方向为

a→b

（用a、b表示）．
②负极反应式为

2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-

．
③电极表面镀铂粉的原因为

增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率

．

Answer 1

分析：（1）AgNO₃为强酸弱碱盐，Ag⁺离子水解使溶液呈酸性，从离子放电顺序判断电解AgNO₃的水溶液时的电极反应式和总反应式的书写；
（2）向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，生成碳酸钡沉淀，根据颜色的变化分析；
（3）从醋酸是弱电解质的角度分析，醋酸与Zn反应同时，电离出H⁺，pH变化较缓慢；
（4）钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，防护金属时，可用牺牲阳极的阴极保护法或外加电源的阴极保护法．
（5）碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，通入氧气的一极为正极，以此书写电极反应式．

解答：解：（1）AgNO₃为强酸弱碱盐，Ag⁺离子水解使溶液呈酸性，水解方程式为Ag⁺+H₂O AgOH+H⁺，在配制AgNO₃的溶液时，常将AgNO₃固体先溶于较浓的硝酸中，防止Ag⁺离子水解使溶液溶液浑浊，惰性电极电解AgNO₃的水溶液时，银离子的氧化性强于水中氢离子，所以阴极银离子放电，得电子，阴极：Ag⁺+e^-=Ag；水中氢氧根的还原性强于硝酸根，所以阳极氢氧根放电，失电子，阳极：2H₂0-4e^-=O₂+4H⁺，总反应：4Ag⁺+2H₂O

通电  .

4Ag+O₂↑+4H⁺，
故答案为：酸；Ag⁺+H₂O AgOH+H⁺；硝酸；4Ag⁺+2H₂O

通电  .

4Ag+O₂↑+4H⁺；
（2）要验证该溶液遇酚酞呈红色原因，可用以下方法，
方法一：向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液显红色，说明甲正确，如果红色褪去，说明乙正确；
方法二：加热，如果红色不变说明甲正确，如果红色加深，说明乙正确，
故答案为：向红色溶液中加入足量BaCl₂溶液，如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确；
（3）由于醋酸是弱电解质，与Zn反应同时，电离出H⁺，所以pH变化较缓慢，所以B曲线是醋酸溶液的pH变化曲线．由图知盐酸和醋酸的pH变化都是由2到4，但醋酸是边反应边电离H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂．
故答案为：B；＜；
（4）①钢铁发生吸氧腐蚀时，负极发生氧化反应，电极反应为2Fe=2Fe²⁺+4e^-，正极发生还原反应，
电极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：2Fe=2Fe²⁺+4e^-，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，应将铁设计成原电池的正极，则负极为较铁更活泼的金属，选项中锌可以，但不可用钠，因钠与水发生剧烈反应，起不到保护铁不被腐蚀的效果，故答案为：C；
③图乙所示的方案为外加电源的阴极保护法，铁连接电源的负极，故答案为：负；
（5）①原电池的实质为化学能转化成电能，氢氧燃料电池总反应为2H₂+O₂=2H₂O，其中H元素的化合价从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b，故答案为：化学能转化成电能；a→b；
②负极为失去电子的一极，即H₂失电子生成H⁺，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH^-，故电极反应式为2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，故答案为：2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-；
③铂粉的接触面积大，可以加快反应速率，故答案为：增大电极单位面积吸附H₂、O₂分子数，加快电极反应速率．

点评：本题考查较为综合，设计盐类的水解、弱电解质的电离、金属的腐蚀及防护、燃料电池等知识，题目难度中等，注意相关基础知识的积累．