Question

【題目】Ⅰ.（1）研究鋼鐵的防腐蝕措施意義重大。利用如圖裝置

可以模擬鐵的電化學防護，其中Y為NaCl。為減緩鐵的腐蝕：

①若X為碳棒，開關K應置于 (填字母，下同)處。

②若X為鋅，開關K應置于 處。

（2）在城市中地下常埋有縱橫交錯的管道和輸電線路，地上還鋪有地鐵、城鐵的鐵軌，當有電流泄漏入潮濕的土壤中，并與金屬管道形成回路時，就會引起后者的腐蝕。為表示其原理，某班級的學生繪制了下列裝置圖(假設電極材料均為鐵，電解質均為NaCl溶液)。

你認為其中能合理模擬金屬管道的腐蝕原理的是 ；圖c中的總反應方程式是 ；

Ⅱ.1 L某溶液中含有的離子如下表：

離子	Cu2+	Al3+		Cl-
物質的量濃度/(mol·L-1)	2	1	4	x

用惰性電極電解該溶液，當電路中有5 mol e-通過時，溶液的c(H+)= mol/L (忽略電解時溶液體積的變化及電極產物可能存在的溶解現象)。

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）①N ②M

（2）acd Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑

Ⅱ.1

【解析】本題考查金屬的電化學腐蝕與防護，電化學原理的綜合應用。

Ⅰ.（1）①為減緩鐵的腐蝕，若利用原電池原理，則鐵作正極，若利用電解池原理，則鐵作陰極，所以若X為碳棒，開關K應置于N處，形成電解池；②若X為鋅，開關K應置于M處，形成原電池。

（2）根據題意，當有電流泄漏入潮濕的土壤中，并與金屬管道形成回路時，會引起鋼鐵的腐蝕，則acd均符合該腐蝕原理，而b沒有形成閉合回路，不符合該腐蝕原理；圖c中陽極反應為Fe-2e-Fe2+，陰極反應為2H2O+2e-2OH-+ H2↑，則總反應方程式為Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑。

Ⅱ.根據電荷守恒，x=3，由離子的放電順序可知，陽極先是Cl－放電，然后是OH－放電，陰極先是Cu2＋放電，然后是H＋放電；根據轉移電子守恒可知，當電路中有5 mol e－通過時，3 mol Cl－在陽極放電，然后1 mol H2O在陽極放電；2 mol銅在陰極放電，然后1 mol H+在陰極放電，此時溶液c(H+)=1 mol·L-1。