Question

【題目】（1）乙醇—氧氣燃料電池是一種清潔能源，該電池用金屬鉑片插入氫氧化鉀溶液中作電極，在兩極區分別加入乙醇和氧氣，其負極反應式為：_____________。

（2）古代鐵器（埋藏在地下）在嚴重缺氧的環境中，仍然銹蝕嚴重。原因是一種叫做硫酸鹽還原菌的細菌，能提供正極反應的催化劑，可將土壤中的還原為S2-，該反應放出的能量供給細菌生長、繁殖之需。①寫出該電化學腐蝕的正極反應式：____________。

②文物出土前，鐵器表面的腐蝕產物可能有（寫化學式）____________。

（3）對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。以下為鋁材表面處理的一種方法：

①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜。堿洗時常有氣泡冒出，原因是(用離子方程式表示)：____________。

②以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為：____________。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產生氣泡和白色沉淀，產生沉淀的原因是____________。

（4）采用石墨電極電解CuSO4溶液一段時間后，向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2后，恰好使溶液恢復到電解前的濃度。則電解過程中通過導線的電量為____________C(已知NA＝6.02×1023mol—1，1個電子所帶的電量為1.60×10－19C)。

Answer 1

【答案】C2H6O－12e－+16OH－═2CO32-+11H2O SO42-+8e－+4H2O=S2－+8OH－ Fe(OH)2和FeS 2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑ 2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋ HCO3-與Al3＋發生雙水解相互促進反應，產生Al(OH)3沉淀 3.85×104

【解析】

(1)乙醇燃料電池中，加入氧氣的鉑片為原電池的正極，加入乙醇的鉑片為負極；

(2)由題意可知，土壤中的SO42-在細菌的作用下，在正極得到電子發生還原反應生成S2-，鐵器中的鐵做負極，鐵失去電子發生氧化反應生成亞鐵離子，亞鐵離子與正極生成的硫離子和氫氧根離子不能共存，反應生成硫化亞鐵和氫氧化亞鐵；

(3)①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出的原因是當氧化鋁薄膜完全溶解后，鋁與堿溶液反應生成偏鋁酸鹽和氫氣；

②鋁做陽極在H2SO4溶液中電解時，鋁失去電子發生氧化反應生成氧化鋁；廢電解液中含有鋁離子，加入NaHCO3溶液后，鋁離子在溶液中與碳酸氫根發生雙水解反應；

(4)由采用石墨電極電解CuSO4溶液一段時間后，向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2后，恰好使溶液恢復到電解前的濃度可知，電解分為兩個階段，第一階段電解硫酸銅溶液，第二階段電解水。

(1)乙醇燃料電池中，加入氧氣的鉑片為原電池的正極，加入乙醇的鉑片為負極，堿性條件下，乙醇在負極失去電子發生氧化反應生成碳酸根，電極反應式為C2H6O－12e－+16OH－═2CO32-+11H2O，故答案為：C2H6O－12e-+16OH－═2CO32-+11H2O；

(2)由題意可知，土壤中的SO42-在細菌的作用下，在正極得到電子發生還原反應生成S2-，電極反應式為SO42-+8e－+4H2O=S2－+8OH－，鐵器中的鐵做負極，鐵失去電子發生氧化反應生成亞鐵離子，電極反應式為Fe－2e－＝Fe2+ ，亞鐵離子與正極生成的硫離子和氫氧根離子不能共存，反應生成硫化亞鐵和氫氧化亞鐵，故答案為：SO42-+8e－+4H2O=S2－+8OH－；Fe(OH)2和FeS；

(3)①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出的原因是當氧化鋁薄膜完全溶解后，鋁與堿溶液反應生成偏鋁酸鹽和氫氣，反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑，故答案為：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑；

②由題意可知，鋁做陽極在H2SO4溶液中電解時，鋁失去電子發生氧化反應生成氧化鋁，電極反應式為2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋；廢電解液中含有鋁離子，加入NaHCO3溶液后，鋁離子在溶液中與碳酸氫根發生雙水解反應生成氫氧化鋁白色膠狀沉淀和二氧化碳氣體，故答案為：2Al＋3H2O－6e－=Al2O3＋6H＋；HCO3-與Al3＋發生雙水解相互促進反應，產生Al(OH)3沉淀；

(4)由采用石墨電極電解CuSO4溶液一段時間后，向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2后，恰好使溶液恢復到電解前的濃度可知，電解分為兩個階段，第一階段電解硫酸銅溶液，第二階段電解水，則電解過程中有0.1mol的硫酸銅和0.1mol的水被電解，轉移的電子的物質的量為0.1×2＋0.1×2＝0.4mol，通過導線的電量為0.4mol×6.02×1023mol—1×1.60×10－19C≈3.85×104C，故答案為：3.85×104。