電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛。(1)圖1中,為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕,材料B...
問題詳情:
電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛。
(1)圖1中,為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕,材料B可以選擇__________(填字母)。
a.碳棒b.鋅板c.銅板
(2)鎂燃料電池在可移動電子裝置電源和備用電源等方面應用前景廣闊。圖2為“鎂—次**鹽”燃料電池原理示意圖,電極為鎂合金和鉑合金。
①E為該燃料電池的________(填“正”或“負”)極。F電極上的電極反應式為____________________________________________________________。
②鎂燃料電池負極容易發生自腐蝕產生*氣,使負極利用率降低,用化學用語解釋其原因_________________________________________________________________________。
(3)乙醛*(HOOC-CHO)是有機合成的重要中間體。工業上用“雙極室成對電解法”生產乙醛*,原理如圖3所示,該裝置中*、陽兩極為惰*電極,兩極室均可產生乙醛*,其中乙二醛與M電極的產物反應生成乙醛*。
①N電極上的電極反應式為_______________________________________________________。
②若有2mol H+通過質子交換膜,並完全參與了反應,則該裝置中生成的乙醛*為________mol。
【回答】
【*】 (1). b (2). 負 (3). ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- (4). Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ (5). HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O (6). 2
【解析】
【分析】
(1)根據裝置圖可判斷該裝置利用的是原電池原理,材料b的活潑*應該強於鐵,作負極,才能滿足犧牲陽極的*極保護法;
(2)①鎂鋁合金金屬*強,做電源的負極。鉑電極是正極,次**根轉化為*離子,電極反應式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;
②鎂是活潑的金屬能與水反應生成*氣和*氧化鎂,因此負極容易發生自腐蝕產生*氣,使負極利用率降低,反應式為Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑;
(3)①N電極上HOOC-COOH得電子生成HOOC-CHO;
②2mol H+通過質子交換膜,則電池中轉移2mol電子,根據電極方程式HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O,可知生成1mol乙醛*,由於兩極均有乙醛*生成所以生成的乙醛*為2mol。
【詳解】(1)根據裝置圖可判斷該裝置利用的是原電池原理,因此為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕,材料b的活潑*應該強於鐵,作負極,才能滿足犧牲陽極的*極保護法,碳是非金屬,銅的金屬*弱於鐵,鋅的金屬*強於鐵,因此*選b;
(2)①鎂鋁合金金屬*強,做電源的負極。鉑電極是正極,次**根轉化為*離子,電極反應式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;故正確*是:負;ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-;
②鎂是活潑的金屬能與水反應生成*氣和*氧化鎂,因此負極容易發生自腐蝕產生*氣,使負極利用率降低,反應式為Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑;
(3)①N電極上HOOC-COOH得電子生成HOOC-CHO,則電極反應式為HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O;
②2mol H+通過質子交換膜,則電池中轉移2mol電子,根據電極方程式HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O,可知生成1mol乙醛*,由於兩極均有乙醛*生成所以生成的乙醛*為2mol。
【點睛】原電池正負極判斷的注意點
(1)原電池正、負極的判斷基礎是自發進行的氧化還原反應,如果給出一個化學反應方程式判斷正、負極,可以直接根據化合價的升降來判斷,發生氧化反應的一極為負極,發生還原反應的一極為正極。
(2)判斷電極時,不能簡單地依據金屬的活潑*來判斷,要看反應的具體情況,如:在強鹼*溶液中比Mg更易失電子,Al作負極,Mg作正極;、Al在濃HNO3中鈍化後,比Cu等金屬更難失電子,Cu等金屬作負極,Fe、Al作正極。
知識點:電化學 膠體
題型:綜合題
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