Question

【題目】（1）依據反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計的原電池如下圖甲所示。

①電極X的材料是___________；Y溶液可以是____________；

②銀電極上發生的電極反應式是_________________________。

③在電池放電過程中，盛有飽和KCl瓊脂溶膠的鹽橋中，向CuSO4溶液一端擴散的離子是______（填離子符號）。

（2）金屬腐蝕一般可分為化學腐蝕和電化學腐蝕，可以采用電化學手段進行防腐。

①炒菜的鐵鍋未及時清洗容易生銹。寫出鐵鍋生銹過程的正極反應式__________________。

②為了減緩某水庫鐵閘門被腐蝕的速率，可以采用下圖乙所示的方案，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以采用___________（填寫字母序號）。

A．銅　　　 B．鈉　　　 C．鋅　　　 D．石墨

③圖丙所示方案也可以減緩鐵閘門的腐蝕速率，則鐵閘門應連接直流電源的_______極。

（3）蓄電池是一種可以反復充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發生的反應是：NiO2 + Fe + 2H2OFe(OH)2 + Ni(OH)2。

①若此蓄電池放電時，該電池某一電極發生還原反應的物質是____（填序號）。

A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2

②該電池放電時，正極附近溶液的PH_________（填增大、減小、不變）

③充電時該電池陽極的電極反應式________________。

Answer 1

【答案】Cu AgNO3 Ag＋＋e－＝Ag Cl- O2＋2H2O＋4e－=4OH－ C 負 A 增大 Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O

【解析】

（1）由反應方程式可知，該原電池的電極反應式為：正極：2Ag++2e-═2Ag，負極：Cu-2e-═Cu2+，所以X極的材料應為Cu，電解質溶液Y應為AgNO3溶液，外電路中的電子從Cu極流向Ag極．鹽橋中的K+移向正極（Ag極）；NO3-移向負極（Cu極），以此解答。

（2）①生鐵的吸氧腐蝕中，負極上鐵失電子發生氧化反應，正極上是氧氣得電子的還原反應；
②原電池的負極金屬易被腐蝕，根據原電池的工作原理來回答；
③在電解池的陰極上的金屬被保護，根據電解池的工作原理來回答；

（3）①依據電池反應分析，充電為電解池，放電為原電池；放電過程中原電池的負極上失電子發生氧化反應，正極上發生還原反應；
②放電時的電極反應是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2；
③放電時正極發生還原反應，正極反應式為：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充電時該電極發生氧化反應，是該電極反應的逆反應．

（1）①由反應“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”可知，在反應中，Cu被氧化，失電子，應為原電池的負極，Ag+在正極上得電子被還原，電解質溶液為AgNO3 ，
故答案為：Cu；AgNO3；

②正極為活潑性較Cu弱的Ag，Ag+在正極上得電子被還原，電極反應為Ag++e=Ag，故答案為： Ag++e-=Ag；

③鹽橋中的陽離子移向正極，陰離子移向負極，Cl-移向負極向CuSO4溶液一端擴散，故答案為：Cl-；

（2）①炒過菜的鐵鍋未及時清洗容易發生電化學腐蝕而生銹，在鐵的吸氧腐蝕中，負極上鐵失電子發生氧化反應，Fe=Fe2+2e-，正極上是氧氣得電子的還原反應，O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-；
②為了降低某水庫的鐵閘門被腐蝕的速率，可以讓金屬鐵做原電池的正極，其中焊接在鐵閘門上的固體材料R可以是比金屬鐵的活潑性強的金屬，鉀鈣鈉都不能做電極材料，故答案為：C；
③電解池的陰極上的金屬被保護，為降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的負極，故答案為：負；

（3）①根據原電池在放電時，負極發生氧化反應，正極發生還原反應，再根據元素化合價變化，可判斷該電池負極發生反應的物質為Fe被氧化發生氧化反應，正極為NiO2，被還原發生還原反應，此電池為堿性電池，在書寫電極反應和總電池反應方程式時不能出現H+，故放電時的電極反應是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正極：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，
故答案為：A；
②放電時的電極反應是：負極：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，所以pH增大，故答案為：增大；
③放電時正極發生還原反應，正極反應式為：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，充電時該電極發生氧化反應，是該電極反應的逆反應，電極反應式為：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O，故答案為：Ni（OH）2+2OH--2e-=NiO2+2H2O．