Question

I （6分） A、B、C三個燒杯中分別盛有200mL相同物質的量濃度的稀硫酸

（1）分別寫出三個裝置中鐵片表面發生反應的離子方程式：
A                         ；B                   ；C                        。
（2）一段時間后，三個燒杯中的硫酸恰好全部被消耗，C中產生了3.36L（標準狀況）氣體，，則原稀硫酸溶液的物質的量濃度=            mol·L^-1。此時，三個燒杯中液體質量由大到小的順序為：               （填寫序號） 。
（3）比較A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是             （填寫序號）。
Ⅱ（7分）某科研單位利用電化學原理用SO₂來制備硫酸，裝置如下圖，含有某種催化劑。電極為多孔的材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質溶液充分接觸。

(1)通入SO₂的電極為________極，其電極反應式為______________________，此電極區pH________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)電解質溶液中的H^＋通過質子膜________(填 “向左”“向右”或“不”)移動，通入氧氣的電極反應式為________________________________。

Answer 1

（13分） I （1）A   Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑。B Fe-2e^- ="==" Fe²⁺    C  2H⁺ +2e^- === H₂↑
（2）0.75  mol·L^-1。    C> A= B  （3）由快到慢的順序是   BAC （填寫序號）。
II  (1)負　 SO₂－2e^－＋2H₂O===SO＋4H^＋（2分）　 減小
(2) 向右　 O₂＋4e^－＋4H^＋===2H₂O （2分）    （其余每空1分）

試題分析：I （1）根據裝置圖的特點可知，A是鐵的化學腐蝕，反應的離子方程式是Fe+2H⁺＝Fe²⁺+H₂↑；B和C都是原電池，其中B中鐵是負極，電極反應式是Fe-2e^-＝Fe²⁺；C中鐵是正極，溶液中的氫離子放電，電極反應式是2H⁺ +2e^-＝H₂↑。
（2）氫氣的物質的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，則根據氫原子守恒可知，稀硫酸的濃度是0.15mol÷0.2L＝0.75mol/L。鋅的摩爾質量大于鐵的，所以三個燒杯中液體質量由大到小的順序為C＞A＝B。
（3）A中是化學腐蝕，B中是鐵的析氫腐蝕，C中是犧牲陽極的陰極保護法，所以A、B、C中鐵被腐蝕的速率，由快到慢的順序是BAC。
II  (1)原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應。在反應中SO₂失去電子，所以通入SO₂的電極為負極，其電極反應式為O₂－2e^－＋2H₂O===SO＋4H^＋，因此此電極區pH減小。
（2）溶液中的陽離子向正極移動，電解質溶液中的H^＋通過質子膜向右移動，通入氧氣的是正極，電極反應式是O₂＋4e^－＋4H^＋===2H₂O。
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強，在注重對學生基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生解題能力的培養和訓練，有利于提高學生的邏輯推理能力和應試能力。本題的關鍵是注意把握原電池的工作原理，然后結合題意靈活運用即可。