Question

【題目】電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉換、物質合成等方面應用廣泛。

(1)圖1中，為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇__________(填字母)。

a．碳棒b．鋅板c．銅板

(2)鎂燃料電池在可移動電子設備電源和備用電源等方面應用前景廣闊。圖2為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖，電極為鎂合金和鉑合金。

①E為該燃料電池的________(填“正”或“負”)極。F電極上的電極反應式為____________________________________________________________。

②鎂燃料電池負極容易發生自腐蝕產生氫氣，使負極利用率降低，用化學用語解釋其原因_________________________________________________________________________。

(3)乙醛酸(HOOC-CHO)是有機合成的重要中間體。工業上用“雙極室成對電解法”生產乙醛酸，原理如圖3所示，該裝置中陰、陽兩極為惰性電極，兩極室均可產生乙醛酸，其中乙二醛與M電極的產物反應生成乙醛酸。

①N電極上的電極反應式為_______________________________________________________。

②若有2mol H+通過質子交換膜，并完全參與了反應，則該裝置中生成的乙醛酸為________mol。

Answer 1

【答案】b 負 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH- Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ HOOC-COOH+2e-+2H+=HOOC-CHO+H2O 2

【解析】

（1）根據裝置圖可判斷該裝置利用的是原電池原理，材料b的活潑性應該強于鐵，作負極，才能滿足犧牲陽極的陰極保護法；

（2）①鎂鋁合金金屬性強，做電源的負極。鉑電極是正極，次氯酸根轉化為氯離子，電極反應式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；

②鎂是活潑的金屬能與水反應生成氫氣和氫氧化鎂，因此負極容易發生自腐蝕產生氫氣，使負極利用率降低，反應式為Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；

（3）①N電極上HOOC-COOH得電子生成HOOC-CHO；

②2mol H+通過質子交換膜，則電池中轉移2mol電子，根據電極方程式HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O，可知生成1mol乙醛酸，由于兩極均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸為2mol。

（1）根據裝置圖可判斷該裝置利用的是原電池原理，因此為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕，材料b的活潑性應該強于鐵，作負極，才能滿足犧牲陽極的陰極保護法，碳是非金屬，銅的金屬性弱于鐵，鋅的金屬性強于鐵，因此答案選b；

（2）①鎂鋁合金金屬性強，做電源的負極。鉑電極是正極，次氯酸根轉化為氯離子，電極反應式為ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-；故正確答案是：負；ClO－+2e-+H2O=Cl-+2OH-；

②鎂是活潑的金屬能與水反應生成氫氣和氫氧化鎂，因此負極容易發生自腐蝕產生氫氣，使負極利用率降低，反應式為Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；

（3）①N電極上HOOC-COOH得電子生成HOOC-CHO，則電極反應式為HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O；

②2mol H+通過質子交換膜，則電池中轉移2mol電子，根據電極方程式HOOC-COOH+2e-+2H+═HOOC-CHO+H2O，可知生成1mol乙醛酸，由于兩極均有乙醛酸生成所以生成的乙醛酸為2mol。