Question

(17分)电化学原理在金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。

（1）通常可用图l、图2所示的两种方式减缓海水埘钢闸门A的腐蚀，则图l中材料B通常选择_________(填字母序号)，图2 中材料C最好选择_________(填字母序号)。

a．钠块    b．铜块    c．锌块    d．石墨

则图2中C上发生的主要电极反应式为___________________。

（2）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。

①D为该燃料电池的________极(填“正”或“负”)。E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使负极利用率降低，该过程中产生的气体a为_______(填化学式)。

（3）乙醇酸(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，两极室均可产生乙醛酸。

①乙二醛(OHC—CHO)与M电极的气体产物反应生成乙醛酸，则反应的化学方程式为____________。

②该电解装置工作中若有0.5molH⁺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

（1）c ，d ，2Cl－－2e－=== Cl2↑ ；（2）①负 ，ClO－＋2e－＋H2O === Cl－＋2OH－ ；②H2；（3）①OHC－CHO＋Cl2＋H2O === HOOC－CHO＋2HCl；②0. 5 。

【解析】

试题分析：（1）图1采用牺牲阳极的阴极保护法，用比被保护金属活泼的金属作负极，被保护的金属作正极，推出B为c，图2是外加电流的阴极保护法，阴极是被保护的金属，阳极是惰性金属或石墨，推出材料C为d，电解质为海水，主要溶质是NaCl，材料C作阳极，反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑；（2）①D是镁合金，根据图3，D电极上Mg→Mg(OH)2化合价升高，根据原电池的工作原理，D作负极，E电极上ClO－→Cl－，化合价由＋1价→－1价，发生的电极反应式：ClO－－2e－→Cl－，因为D电极上产生氢氧化镁，因此在E电极上产生OH－，推出电极反应式：ClO－＋2e－＋H2O === Cl－＋2OH－ ；②镁燃料电池作负极的是Mg，Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋2H2↑，产生的气体a为H2；（3）①根据图4M电极上产生的气体是Cl2，OHC－CHO＋Cl2→OHC－COOH＋2Cl－，根据氧化还原反应的缺项配平以及离子反应方程式所带电荷数守恒，推出反应方程式：OHC－CHO＋Cl2＋H2O === HOOC－CHO＋2HCl；②N极电极反应式：HOOC－COOH＋2e－＋2H＋=HOOC－CHO＋H2O，M极电极反应式：OHC－CHO－2e－＋H2O=HOOC－CHO＋2H＋，当0.5molH+通过质子交换膜，并完全参与了反应，共生成乙醛酸0.5mol。

考点：考查金属腐蚀的防护、原电池工作原理、电解池工作原理及电极反应式的书写等知识。