题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
两种金属偶接在电解质里,电极电势较负的那个作阳极被氧化,较正的作阴极被保护。牺牲阳极保护法就是故意接一块比铁更活泼的金属,让它替铁腐蚀;接错成比铁不活泼的金属,铁反而成了阳极。
自编示意电势:E(Fe²⁺/Fe)=-0.440 V、E(Zn²⁺/Zn)=-0.763 V、E(Cu²⁺/Cu)=0.340 V。电势数值为自编示意,不代表真实物质常数。
二、逐题精讲
题1
题1 铁与锌偶接时驱动电动势是多少?电子往哪走?若改接铜会怎样?
解析
锌铁偶接:阴极电势减阳极电势 = -0.440 − (-0.763) = 0.323 V,锌电势更负作阳极,电子由 Zn → Fe,铁被保护。
铁铜偶接:0.340 − (-0.440) = 0.780 V,铁的电势 -0.440 V 比铜 0.340 V 更负,铁反而作阳极被氧化,铜作阴极。同样是「接一块金属」,方向完全反过来。
回代核验:0.323 + 0.780 = 1.103 V = 0.340 − (-0.763),两个电势差之差闭合;判据只有一条——谁的电势更负谁被氧化,不看谁更「活泼」这类口语说法。
答案 锌铁 0.323 V,电子 Zn→Fe;铁铜 0.780 V,铁反成阳极
采分点 两电势差各 2 分;电子流向 1 分;方向反转 2 分;电势差之和回代 1 分
易错点 把电子方向写成 Fe→Zn;把「更活泼」当判据
题2
题2 65.4 g 锌块全部溶解,按电子守恒可保护多少铁?
解析
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻,65.4 g 锌(按题面取 M(Zn)=65.4 g/mol)为 1.00 mol,给出 2.00 mol 电子。铁若被腐蚀也是 Fe → Fe²⁺ + 2e⁻,每摩尔铁同样对应 2 mol 电子,故电子守恒下 1 mol 锌对应 1 mol 铁,折合铁 55.8 g。
质量比 55.8/65.4 = 0.8532,不是 1:1——因为两种金属摩尔质量不同,电子数相同但质量不同。实际保护还要乘电流效率与利用率,本题按 100% 简化口径计算,正文注明。
回代核验:2.00 mol 电子 = 2×65.4/65.4,与 2×55.8/55.8 = 2.00 mol 相等;按 2.00 mol 电子折合的铁质量 = 2.00/2×55.8 = 55.8 g,与 55.8 g 闭合。电势与摩尔质量均为自编示意。
答案 1 mol 锌给 2.00 mol 电子,折合保护铁 55.8 g;质量比 0.8532 不是 1:1
采分点 电子数 2 分;折合铁质量 2 分;质量比辨析 2 分;100% 效率前提 1 分;电子守恒回代 1 分
易错点 把电子守恒折成质量 1:1;漏写电流效率前提
三、规律小结与对照表
| 偶接 | 较负者 | 驱动电动势 | 结果 |
|---|---|---|---|
| Fe–Zn | Zn | 0.323 V | 铁被保护 |
| Fe–Cu | Fe | 0.780 V | 铁被腐蚀 |
| 1 mol Zn | 给 2 mol e⁻ | 折合 Fe | 55.8 g |
| 质量比 | Fe/Zn | 0.8532 | 非 1:1 |
小结:电势更负者作阳极,接锌护铁、接铜反而蚀铁。本例锌铁 0.323 V、铁铜 0.780 V;1 mol 锌折合保护铁 55.8 g。电势与摩尔质量均为自编示意。
四、自测清单
- 知道电势较负者作阳极
- 能算两种偶接的驱动电动势
- 能判断电子流向与保护对象
- 能用电子守恒折合保护铁质量
- 知道质量比不等于摩尔比
- 能说明电流效率前提