Question

（13分）电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

（1）图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择________（填字母序号）。

a．碳棒        b．锌板      c．铜板

用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：__________________________。

（2）图2中，钢闸门C做_____极。用氯化钠溶液模拟海水进行实验，D为石墨块，则D上的电极反应式为______________________，检测该电极反应产物的方法是_______________________。

（3）镁燃料电池在可移动电子设备电源和备用电源等方面应用前景广阔。图3为“镁—次氯酸盐”燃料电池原理示意图，电极为镁合金和铂合金。

①E为该燃料电池的极________（填“正”或“负”）。F电极上的电极反应式为___________。

②镁燃料电池负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，用化学用语解释其原因_______。

（4）乙醛酸（HOOC-CHO）是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸，原理如图4所示，该装置中阴、阳两极为惰性电极，两级室均可产生乙醛酸，其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。

①N电极上的电极反应式为_________________。

②若有2molH⁺通过质子交换膜，并完全参与了反应，则该装置中生成的乙醛酸为________mol。

Answer

（13分，未标分数的空，每空1分） （1）b 锌等做原电池的负极，（失电子，Zn -2e- ＝Zn2+），不断遭受腐蚀，需定期拆换 （2）阴 2Cl－- 2e－＝Cl2↑ 湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气（或取阳极附近溶液滴加淀粉、KI溶液，变蓝）

（3）① 负 ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－（2分） ② Mg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑

（4）① HOOC-COOH+2e－+2H+ ＝HOOC-CHO+ H2O （2分） ② 2（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据装置图可判断该装置利用的是原电池原理，因此为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B的活泼性应该强于铁，作负极，才能满足牺牲阳极的阴极保护法，碳是非金属，铜的金属性弱于铁，锌的金属性强于铁，因此答案选b。由于锌等做原电池的负极，失电子发生氧化反应，即Zn -2e- ＝Zn2+，不断遭受腐蚀，因此需定期拆换。

（2）用氯化钠溶液模拟海水进行实验，则钢闸门C与电源的负极相连，做阴极。D为石墨块，做以及，溶液中的氯离子放电，则D上的电极反应式为2Cl－- 2e－＝Cl2↑。氯气具有强氧化性，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色，所以检验氯气的实验操作是湿润的淀粉碘化钾试纸放在阳极附近，试纸变蓝，证明生成氯气。

（3）①镁铝合金金属性强，做电源的负极。铂电极是正极，次氯酸根转化为氯离子，电极反应式为ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－。

②镁是活泼的金属能与水反应生成氢气和氢氧化镁，因此负极容易发生自腐蚀产生氢气，使负极利用率降低，反应式为Mg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑。

（4）①氢离子通过交换膜向N电极移动，这说明N电极是阴极，溶液中的乙二酸得到电子发生还原反应而转化为乙醛酸，电极反应式为HOOC-COOH+2e－+2H+ ＝HOOC-CHO+ H2O。

②根据①中方程式可知有2molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，则N电极产生1mol乙醛酸。M电极即阳极反应式为OHC-CHO—2e－+H2O＝HOOC-CHO+2H+，这说明阳极同时生成1mol乙醛酸，则该装置中生成的乙醛酸共计为2mol。

考点：考查电化学原理的应用。