Question

2．（1）图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图．

①腐蚀过程中，负极是c（填图中字母“a”或“b”或“c”）；
②环境中的Cl^-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu₂（OH）₃Cl，其离子方程式为2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓；
③若生成4.29gCu₂（OH）₃Cl，则理论上耗氧体积为0.448L（标准状况）．
（2）①电解制备Al（OH）₃时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为2Al+6H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑．
②一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-两种离子在Al电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-．

Answer 1

分析 （1）①根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极；
②Cl^-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu₂（OH）₃Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀；
③n[Cu₂（OH）₃Cl]=$\frac{4.29g}{214.5g/mol}$=0.02mol，根据转移电子计算氧气物质的量，再根据V=nV_m计算体积；
（2）①用Al片和石墨作电极来制备Al（OH）₃，故Al做阳极，据此分析；
②放电时负极电极本身Al放电，失电子，根据AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-中铝元素和氯元素的比例来确定做AlCl₄^-做反应物而生成Al₂Cl₇^-．

解答 解：（1）①根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，即c是负极，故答案为：c；
②Cl^-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu₂（OH）₃Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀，离子方程式为2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓，故答案为：2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓；
③n[Cu₂（OH）₃Cl]=$\frac{4.29g}{214.5g/mol}$=0.02mol，根据转移电子得n（O₂）=$\frac{0.02mol×2×2}{4}$=0.02mol，V（O₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案为：0.448；
（2）①用Al片和石墨作电极来制备Al（OH）₃，故Al做阳极，石墨做阴极，阳极反应为：Al-3e^-=Al³⁺①，阴极上是来自于水的H⁺放电：2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑ ②，将①×2+②×3可得总反应：2Al+6H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑，故答案为：2Al+6H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Al（OH）₃↓+3H₂↑；
②放电时负极电极本身Al放电，失电子，由于AlCl₄^-中氯元素的含量高于Al₂Cl₇^-中氯元素的含量，故AlCl₄^-做反应物而Al₂Cl₇^-为生成物，由于其它离子不参与电极反应，故电极反应为：Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-，故答案为：Al-3e^-+7AlCl₄^-=4Al₂Cl₇^-．

点评 本题考查了原电池和电解池原理及电极反应式、电池反应式的书写及其计算，难度不大，掌握原理是解题关键．