Question

7．电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛．

（1）通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀，则图l中材料B通常选择c（填字母序号），图2 中材料C最好选择d（填字母序号）．
a．钠块    b．铜块    c．锌块    d．石墨
则图2中C上发生的主要电极反应式为2Cl^--2e^-═Cl₂↑．
（2）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔．图3为“镁-次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金．
①D为该燃料电池的负极（填“正”或“负”）．E电极上的电极反应式为ClO^-+2e^-+H₂O═Cl^-+2OH^-．
②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀使负极利用率降低，该过程中产生的气体a为H₂（填化学式）．
（3）乙醇酸（HOOC-CHO）是有机合成的重要中间体．工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两极室均可产生乙醛酸．
①乙二醛（OHC-CHO）与M电极的气体产物反应生成乙醛酸，则反应的化学方程式为OHC-CHO+Cl₂+H₂O═HOOC-CHO+2HCl．
②该电解装置工作中若有0.5molH⁺通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为0.5mol．

Answer 1

分析 （1）形成原电池时，Fe作正极被保护；电解池中Fe作阴极被保护；C为阳极，在海水中阳极上氯离子失电子生成氯气；
（2）①原电池中失电子的为负极；正极上ClO^-得电子生成氯离子；
②Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气；
（3）①乙二醛（OHC-CHO）与氯气反应生成乙醛酸；
②2mol H⁺通过质子交换膜，则电池中转移2mol电子，根据电极方程式计算．

解答 解：（1）原电池原理保护金属铁时，将铁与比铁活泼的金属相连；电解池原理保护金属铁时，铁作阴极，阳极接石墨，不需要频繁更换，在海水中阳极上氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，故答案为：c；d；2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
（2）①“镁-次氯酸盐”燃料电池中失电子的为负极，则Mg为负极；正极上ClO^-得电子生成氯离子，则正极的电极反应式为：ClO^-+2e^-+H₂O═Cl^-+2OH^-；
故答案为：负；ClO^-+2e^-+H₂O═Cl^-+2OH^-；
②Mg的活泼性较强能与水反应生成氢气，其反应为：Mg+2H₂O═Mg（OH）₂+H₂↑，故答案为：H₂；
（3）①乙二醛（OHC-CHO）与M电极的氯气反应生成乙醛酸，化学方程式为：OHC-CHO+Cl₂+H₂O═HOOC-CHO+2HCl，故答案为：OHC-CHO+Cl₂+H₂O═HOOC-CHO+2HCl；
②根据电极方程式HOOC-COOH+2e^-+2H⁺═HOOC-CHO+H₂O，0.5mol H⁺通过质子交换膜，则生成0.25mol乙醛酸，由于两极均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸为0.5mol；
故答案为：0.5．

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理的分析应用，把握原电池原理和电解池原理以及电解过程中电子守恒的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．