Question

13．電化學(xué)原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應(yīng)用廣泛．
（1）圖1中，為了減緩海水對(duì)鋼閘門A的腐蝕，材料B可以選擇c（填字母序號(hào)）．
a．碳棒　　   　b．銅板  　　  c．鋅板      d．石墨塊
（2）圖2中，保護(hù)鋼閘門C的方法叫外加電流的陰極保護(hù)法．用氯化鈉溶液模擬海水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D為石墨塊，則如何檢驗(yàn)D電極的產(chǎn)物濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極D附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣．
（3）以鉻酸鉀（K₂CrO₄）和KOH為原料，電化學(xué)法制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（圖3）如上． 溶液B是K₂CrO₄溶液，產(chǎn)物在陽(yáng)極室（ 填“陰極”或“陽(yáng)極”）得到．測(cè)定混合液中K與Cr的物質(zhì)的量之比為6：5，則此時(shí)鉻酸鉀的轉(zhuǎn)化率為80%．
已知：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-?+H₂O．

Answer 1

分析 （1）形成原電池時(shí)，F(xiàn)e作正極被保護(hù)；活潑性比Fe強(qiáng)的金屬作負(fù)極，被腐蝕；
（2）Fe作陰極被保護(hù)，保護(hù)鋼閘門C的方法叫外加電流的陰極保護(hù)法；陽(yáng)極上氯離子失電子生成氯氣，檢驗(yàn)氯氣用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙；
（3）因?yàn)殛?yáng)極氫氧根失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，又2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，所以溶液B是鉻酸鉀（K₂CrO₄）溶液，產(chǎn)物在陽(yáng)極生成；依據(jù)原子守恒、電子守恒計(jì)算．

解答 解：（1）形成原電池時(shí)，F(xiàn)e作正極被保護(hù)，則要選擇活潑性比Fe強(qiáng)的金屬作負(fù)極，所以選鋅，故答案為：c；
（2）Fe作陰極被保護(hù)，保護(hù)鋼閘門C的方法叫外加電流的陰極保護(hù)法；電解氯化鈉溶液時(shí)陽(yáng)極D上氯離子失電子生成氯氣，其電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，檢驗(yàn)氯氣用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙，即用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極D附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣；
故答案為：外加電流的陰極保護(hù)；濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放在陽(yáng)極D附近，試紙變藍(lán)，證明生成氯氣；
（3）因?yàn)殛?yáng)極氫氧根失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，又2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，所以溶液B是鉻酸鉀（K₂CrO₄）溶液，產(chǎn)物在陽(yáng)極生成；
設(shè)加入反應(yīng)容器內(nèi)的K₂CrO₄為1mol，反應(yīng)過程中有xmol K₂CrO₄轉(zhuǎn)化為K₂Cr₂O₇，則陽(yáng)極區(qū)剩余K₂CrO₄為（1-x）mol，對(duì)應(yīng)的n（K）=2（1-x）mol，n（Cr）=（1-x）mol，生成的K₂Cr₂O₇為$\frac{x}{2}$mol，對(duì)應(yīng)的n（K）=xmol，n（Cr）=xmol，根據(jù)測(cè)定混合液中K與Cr的物質(zhì)的量之比為6：5，則$\frac{2（1-x）+x}{1-x+x}$=6：5，解得x=0.8，轉(zhuǎn)化率為 $\frac{0.8}{1}$×100%=80%，故答案為：K₂CrO₄溶液；陽(yáng)極；80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和電解池原理的分析應(yīng)用，把握原電池原理和電解池原理以及電解過程中電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．