Question

请回答下列问题．
（1）钢铁的电化学腐蚀原理如图1所示：
写出石墨电极的电极反应式

 

；
该腐蚀的总反应的化学方程式

 

．
（2）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置如图2所示：
①A电极的电极反应式是

 

．
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为4.48g，则电镀时电路中通过的电子为

 

mol．
（3）如图3装置所示，C、D、E、F、G、H、X、Y都是惰性电极，甲、乙、丙中均为500mL 0.2mol/L的溶液（假设通电前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极．将直流电源接通后，H极附近溶液变红．请回答：①A电极为

 

极（填“正”或“负”）
②若C极产生1.12L气体（标准状况），F极析出金属的质量为

 

g．
③通电一段时间后，发现Y极附近颜色加深，原因是

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）钢铁发生吸氧腐蚀，石墨为正极，正极氧气得电子被还原生成OH^-；负极上Fe失电子生成亚铁离子，总反应为Fe与氧气、水反应生成氢氧化亚铁；
（2）①电镀时镀层金属作阳极，待镀金属作阴极；
②根据金属质量和转移电子之间的关系式计算；
（3）①将直流电源接通后，H极附近呈红色，可知道氢离子在该电极放电，所以H即是阴极，并得到其他各个电极的名称；
②根据电极方程式结合电子守恒计算；
③氢氧化铁胶体粒子吸附正电荷．

解答： 解：（1）钢铁发生吸氧腐蚀，石墨为正极，氧气得电子被还原生成OH^-，方程式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，负极上Fe失电子生成亚铁离子，总反应为Fe与氧气、水反应生成氢氧化亚铁，该腐蚀的总反应的化学方程式2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂；
（2）①电镀时镀层金属作阳极，待镀金属作阴极，则A极为Cu，其电极反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺；
故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺；
②阳极上铜质量减少，阴极上铜质量增加，二者质量差为4.48g时，阴极上析出铜的质量为2.24g，根据铜和转移电子之间的关系式知，转移电子的物质的量=

2.24g

64g/mol

×2=0.07mol，
故答案为：0.07；
（3）将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F极显碱性，是氢离子在该电极放电，所以F即是阴极，可得出D、F、H、Y均为阴极，C、E、G、X均为阳极，A是电源的正极，B是负极；
①由以上分析可知，A电极是电源的正极，
故答案为：正；
②若C极产生1.12L气体（标准状况）即0.05mol，C的电极方程式为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，则转移的电子为0.2mol，F极的电极方程式为：Ag⁺+e^-=Ag，已知硝酸银溶液为500mL 0.2mol/L，则F极析出金属为0.1mol，所以析出银的质量为10.8g；
故答案为：10.8；
③在甲池中，电解硫酸铜的过程中，铜离子逐渐减少，导致溶液颜色变浅，Y极是阴极，该电极颜色逐渐变深，说明氢氧化铁胶体向该电极移动，异性电荷相互吸引，所以氢氧化铁胶体粒子带正电荷，
故答案为：氢氧化铁胶体粒子带正电荷．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，明确原电池的构成条件是解本题关键，注意把握电子守恒在计算中的应用，题目难度中等．