Question

（17分）電化學原理在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。鋼鐵生銹現(xiàn)象隨處可見，鋼鐵的電化腐蝕原理如圖所示：

（1）寫出石墨電極的電極反應_________________________；

（2）將該裝置作簡單修改即可成為鋼鐵電化學防護的裝置，請在上圖虛線框內(nèi)所示位置作出修改，并用箭頭標出導線中電子流動方向且完成以下問題

①簡單修改后的該防護裝置的名稱為__________________________________

寫出修改后石墨電極的電極反應式____________________________________；

②_______極（填“正極”“負極”“陽極”“陰極”）附近溶液的pH增大；

③檢驗陽極產(chǎn)物的方法是_____________________________________________；

④修改后的裝置共收集到標準狀況下的氣體11.2 L時，則有______mol電子發(fā)生轉移，假設溶液的體積為200ml，則此時溶液中OH-的物質(zhì)的量濃度為________ mol/L

 

Answer 1

（1）O2＋2H2O＋4e－===4OH－（2）；①外加電流的陰極保護法；2Cl- -2e-=Cl2↑；②陰極；③用濕潤的淀粉KI試紙靠近陽極，如果試紙變藍，說明是Cl2；④ 0.52.5

【解析】

試題分析：（1）中性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負極，石墨作正極，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，所以電極反應式為：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案為：O2+4e-+2H2O=4OH-；（2）①要保護鋼鐵不受腐蝕，可以把鐵設計成電解池的陰極，與電源負極相連接，名稱為外加電源的陰極保護法；②陰極上氫離子得電子生成氫氣，故陰極顯堿性，PH增大；③電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液，石墨電極上有氯氣生成，檢驗氯氣的方法為用濕潤的淀粉KI試紙靠近陽極，如果試紙變藍，說明是Cl2 ；④11.2L氣體的物質(zhì)的量為0.5mol，生成氫氣和氯氣的總物質(zhì)的量為0.5mol，生成氫氣和氯氣的物質(zhì)的量分別為0.25mol，每生成1mol氫氣轉移2mol電子，故轉移電子的物質(zhì)的量為0.25molx2=0.5mol；轉移電子數(shù)與陰極生成氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，故氫氧根離子的物質(zhì)的量為=2.5mol/L.，答案為：①外加電流的陰極保護法；2Cl- -2e-=Cl2↑；②陰極；③用濕潤的淀粉KI試紙靠近陽極，如果試紙變藍，說明是Cl2 ④ 0.5 2.5

考點：原電池和電解池