題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
兩種金屬偶接在電解質裡,電極電勢較負的那個作陽極被氧化,較正的作陰極被保護。犧牲陽極保護法就是故意接一塊比鐵更活潑的金屬,讓它替鐵腐蝕;接錯成比鐵不活潑的金屬,鐵反而成了陽極。
自編示意電勢:E(Fe²⁺/Fe)=-0.440 V、E(Zn²⁺/Zn)=-0.763 V、E(Cu²⁺/Cu)=0.340 V。電勢數值為自編示意,不代表真實物質常數。
二、逐題精講
題1
題1 鐵與鋅偶接時驅動電動勢是多少?電子往哪走?若改接銅會怎樣?
解析
鋅鐵偶接:陰極電勢減陽極電勢 = -0.440 − (-0.763) = 0.323 V,鋅電勢更負作陽極,電子由 Zn → Fe,鐵被保護。
鐵銅偶接:0.340 − (-0.440) = 0.780 V,鐵的電勢 -0.440 V 比銅 0.340 V 更負,鐵反而作陽極被氧化,銅作陰極。同樣是「接一塊金屬」,方向完全反過來。
回代核驗:0.323 + 0.780 = 1.103 V = 0.340 − (-0.763),兩個電勢差之差閉合;判據只有一條——誰的電勢更負誰被氧化,不看誰更「活潑」這類口語說法。
答案 鋅鐵 0.323 V,電子 Zn→Fe;鐵銅 0.780 V,鐵反成陽極
採分點 兩電勢差各 2 分;電子流向 1 分;方向反轉 2 分;電勢差之和回代 1 分
易錯點 把電子方向寫成 Fe→Zn;把「更活潑」當判據
題2
題2 65.4 g 鋅塊全部溶解,按電子守恆可保護多少鐵?
解析
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻,65.4 g 鋅(按題面取 M(Zn)=65.4 g/mol)為 1.00 mol,給出 2.00 mol 電子。鐵若被腐蝕也是 Fe → Fe²⁺ + 2e⁻,每摩爾鐵同樣對應 2 mol 電子,故電子守恆下 1 mol 鋅對應 1 mol 鐵,摺合鐵 55.8 g。
質量比 55.8/65.4 = 0.8532,不是 1:1——因為兩種金屬摩爾質量不同,電子數相同但質量不同。實際保護還要乘電流效率與利用率,本題按 100% 簡化口徑計算,正文註明。
回代核驗:2.00 mol 電子 = 2×65.4/65.4,與 2×55.8/55.8 = 2.00 mol 相等;按 2.00 mol 電子摺合的鐵質量 = 2.00/2×55.8 = 55.8 g,與 55.8 g 閉合。電勢與摩爾質量均為自編示意。
答案 1 mol 鋅給 2.00 mol 電子,摺合保護鐵 55.8 g;質量比 0.8532 不是 1:1
採分點 電子數 2 分;摺合鐵質量 2 分;質量比辨析 2 分;100% 效率前提 1 分;電子守恆回代 1 分
易錯點 把電子守恆折成質量 1:1;漏寫電流效率前提
三、規律小結與對照表
| 偶接 | 較負者 | 驅動電動勢 | 結果 |
|---|---|---|---|
| Fe–Zn | Zn | 0.323 V | 鐵被保護 |
| Fe–Cu | Fe | 0.780 V | 鐵被腐蝕 |
| 1 mol Zn | 給 2 mol e⁻ | 摺合 Fe | 55.8 g |
| 質量比 | Fe/Zn | 0.8532 | 非 1:1 |
小結:電勢更負者作陽極,接鋅護鐵、接銅反而蝕鐵。本例鋅鐵 0.323 V、鐵銅 0.780 V;1 mol 鋅摺合保護鐵 55.8 g。電勢與摩爾質量均為自編示意。
四、自測清單
- 知道電勢較負者作陽極
- 能算兩種偶接的驅動電動勢
- 能判斷電子流向與保護對象
- 能用電子守恆摺合保護鐵質量
- 知道質量比不等於摩爾比
- 能說明電流效率前提