Question

【題目】電化學原理被廣泛地應用于生產、生活的許多方面。

I．制備氯氣

工業中用電解飽和食鹽水的方法制備氯氣，其原理如下圖所示。

(1)此過程中能量轉化形式為_____轉化為_____(填“化學能”或“電能”)

(2)電極乙為_____(填“陰極”或“陽極”)，A 口生成的氣體是_____

(3)電解飽和食鹽水的離子方程式是 _____

(4)下列有關氯氣的說法中正確的是_____

a．實驗室常用排飽和食鹽水法收集

b．可使碘化鉀溶液變藍

c．轉化為 NaClO、ClO2 等含氯化合物可用于殺菌消毒

II．金屬防護

某小組同學為探究電極對金屬腐蝕與防護的影響，設計如下實驗：將飽和食鹽水與瓊脂(凝固劑，不參與反應)的混合液置于兩個培養皿中，向其中滴入少量酚酞溶液和K3Fe(CN)6溶液，混合均勻。分別將包裹鋅片和銅片的鐵釘放入兩個培養皿中，觀察現象如下。

(5)被腐蝕的是包裹_____的鐵釘(填“鋅片”或“銅片”)

(6)結合電極反應式解釋 i 中現象產生的原因_____

(7)結合以上實驗，請對鐵制零件的使用提出建議_____

Answer 1

【答案】電能 化學能 陰極 Cl2 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ ac 銅片 鋅為負極，發生電極反應Zn-2e-=Zn2+，鐵為正極，發生電極反應O2+2H2O+4e-=4OH-，生成的氫氧根離子能使酚酞變紅色，沒有生成Fe2+，K3Fe(CN)6溶液不能變藍 在鐵表面鍍上一層比鐵活潑的金屬

【解析】

(1)此過程為電解飽和食鹽水的方法制備氯氣，能量轉化形式為電能轉化為化學能；

(2) 電解池中陽離子向陰極移動，根據圖中Na+的流向可知，電極乙為陰極；電極甲為陽極，Cl-在陽極失去電子生成Cl2，所以A生成的氣體是Cl2；

(3)電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，離子方程式是2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；

(4) a．氯氣在飽和食鹽水中的溶解度較小，所以實驗室常用排飽和食鹽水法收集，a正確；

b．氯氣能與碘化鉀溶液反應生成碘單質，但是沒有加淀粉，溶液不能變藍，b錯誤；

c．氯氣能轉化為 NaClO、ClO2 等含氯化合物，NaClO和ClO2具有強氧化性，可用于殺菌消毒，c正確。

答案選ac。

(5)根據圖ii中K3Fe(CN)6溶液變藍，說明ii中生成了Fe2+，鐵被腐蝕，所以被腐蝕的是包裹銅片的鐵釘；

(6) i 中現象只變紅產生的原因：鋅和鐵形成原電池時，鋅比鐵活潑，鋅為負極，發生電極反應Zn-2e-=Zn2+，鐵為正極，發生電極反應O2+2H2O+4e-=4OH-，生成的氫氧根離子能使酚酞變紅色，沒有生成Fe2+，K3Fe(CN)6溶液不能變藍；

(7)結合以上實驗，活潑金屬作原電池負極被氧化，鐵作正極被保護，所以鐵制零件的使用提出建議在鐵表面鍍上一層比鐵活潑的金屬。