Question

（14分）、請回答下列問題。
(1)鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖所示：寫出石墨電極的電極反應式_____________________；

(2)在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意圖如下：

①A電極的電極反應式是________________________。
②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質量相同，電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為4.48 g，則電鍍時電路中通過的電子為________ mol。（3）如下圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F極附近呈紅色。

請回答：
①若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質生成時，對應單質的物質的量之比為________。
②當乙中溶液的pH是13時(此時乙溶液體積為500 mL)，甲中溶液的pH為________。
③丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這種現象稱為 ________
④乙中發生的反應方程式為：________________________。

Answer 1

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

試題分析：
（1）此為鋼鐵的吸氧腐蝕，石墨做正極，電極反應式：O₂＋4e^－＋2H₂O===4OH^－。
（2）①A連接的為電源的正極做陽極，按電鍍原理，陽極為鍍層金屬失去電子，故電極反應式: Cu—2e^－=Cu^2＋
②、銅兩片金屬質量相差4.48g，即反應銅2.24g，轉移電子為：2.24g ¸64g/mol´2=0.07mol。
（3）①將直流電源接通后，F極附近呈紅色，說明F為陰極：2H⁺ + 2e^- =H₂，則E為陽極產生單質Cl₂，D為陰極產生單質Cu，C為陽極產生單質O₂。根據電子守恒C、D、E、F對應單質的物質的量之比為1∶2∶2∶2。
②根據電子守恒，乙中每產生1mol氫氧化鈉，甲中產生0.5mol硫酸，所以甲乙對應產生的氫離子與氫氧根離子濃度相等，當乙中溶液的pH是13時，甲中溶液的pH為1。
③在外加電場的作用下，帶電的膠體粒子發生定向移動的現象叫電泳。
④乙電解食鹽水：NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑
點評：此題綜合電解原理，電鍍原理，氯堿工業原理，學生需對這些知識有較深理解。