Question

（14分）、请回答下列问题。
(1)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示：写出石墨电极的电极反应式_____________________；

(2)在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下：

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4.48 g，则电镀时电路中通过的电子为________ mol。（3）如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(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，F极附近呈红色。

请回答：
①若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为________。
②当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500 mL)，甲中溶液的pH为________。
③丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这种现象称为 ________
④乙中发生的反应方程式为：________________________。

Answer 1

(1)O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－（2）Cu  —  2e^－=== Cu^2＋ 0.07(3)1∶2∶2∶2  1 电泳 2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑

试题分析：
（1）此为钢铁的吸氧腐蚀，石墨做正极，电极反应式：O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－。
（2）①A连接的为电源的正极做阳极，按电镀原理，阳极为镀层金属失去电子，故电极反应式: Cu—2e^－=Cu^2＋
②、铜两片金属质量相差4.48g，即反应铜2.24g，转移电子为：2.24g ¸64g/mol´2=0.07mol。
（3）①将直流电源接通后，F极附近呈红色，说明F为阴极：2H⁺ + 2e^- =H₂，则E为阳极产生单质Cl₂，D为阴极产生单质Cu，C为阳极产生单质O₂。根据电子守恒C、D、E、F对应单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2。
②根据电子守恒，乙中每产生1mol氢氧化钠，甲中产生0.5mol硫酸，所以甲乙对应产生的氢离子与氢氧根离子浓度相等，当乙中溶液的pH是13时，甲中溶液的pH为1。
③在外加电场的作用下，带电的胶体粒子发生定向移动的现象叫电泳。
④乙电解食盐水：NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑
点评：此题综合电解原理，电镀原理，氯碱工业原理，学生需对这些知识有较深理解。