Question

【題目】Ⅰ.（1）研究鋼鐵的防腐蝕措施意義重大。利用如圖裝置

可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)，其中Y為NaCl。為減緩鐵的腐蝕：

①若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于 (填字母，下同)處。

②若X為鋅，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于 處。

（2）在城市中地下常埋有縱橫交錯(cuò)的管道和輸電線路，地上還鋪有地鐵、城鐵的鐵軌，當(dāng)有電流泄漏入潮濕的土壤中，并與金屬管道形成回路時(shí)，就會(huì)引起后者的腐蝕。為表示其原理，某班級(jí)的學(xué)生繪制了下列裝置圖(假設(shè)電極材料均為鐵，電解質(zhì)均為NaCl溶液)。

你認(rèn)為其中能合理模擬金屬管道的腐蝕原理的是 ；圖c中的總反應(yīng)方程式是 ；

Ⅱ.1 L某溶液中含有的離子如下表：

離子	Cu2+	Al3+		Cl-
物質(zhì)的量濃度/(mol·L-1)	2	1	4	x

用惰性電極電解該溶液，當(dāng)電路中有5 mol e-通過(guò)時(shí)，溶液的c(H+)= mol/L (忽略電解時(shí)溶液體積的變化及電極產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象)。

Answer 1

【答案】Ⅰ.（1）①N ②M

（2）acd Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑

Ⅱ.1

【解析】本題考查金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)，電化學(xué)原理的綜合應(yīng)用。

Ⅰ.（1）①為減緩鐵的腐蝕，若利用原電池原理，則鐵作正極，若利用電解池原理，則鐵作陰極，所以若X為碳棒，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于N處，形成電解池；②若X為鋅，開(kāi)關(guān)K應(yīng)置于M處，形成原電池。

（2）根據(jù)題意，當(dāng)有電流泄漏入潮濕的土壤中，并與金屬管道形成回路時(shí)，會(huì)引起鋼鐵的腐蝕，則acd均符合該腐蝕原理，而b沒(méi)有形成閉合回路，不符合該腐蝕原理；圖c中陽(yáng)極反應(yīng)為Fe-2e-Fe2+，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-2OH-+ H2↑，則總反應(yīng)方程式為Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑。

Ⅱ.根據(jù)電荷守恒，x=3，由離子的放電順序可知，陽(yáng)極先是Cl－放電，然后是OH－放電，陰極先是Cu2＋放電，然后是H＋放電；根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒可知，當(dāng)電路中有5 mol e－通過(guò)時(shí)，3 mol Cl－在陽(yáng)極放電，然后1 mol H2O在陽(yáng)極放電；2 mol銅在陰極放電，然后1 mol H+在陰極放電，此時(shí)溶液c(H+)=1 mol·L-1。