题目
电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。Ⅰ.电解精炼镓的装置如图所示，粗镓含Zn、Fe、Cu杂质，已知镓（Ga）的化学性质与铝（Al）相似，金属活动性顺序为Zn＞Ga＞Fe，镓（Ga）的熔点为29.8℃。（1）电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有 ____ 。（2）电解过程中阴极的电极反应式是 ____ 。自棒 铂棒-|||-负载-|||-高浓度-|||-CO2 电极 电极 → 除CO2后-|||-材料 离子导体 材料 空气-|||-氢气 载 K2CO3 孔水溶液-|||-空气-|||-二氧化碳电化学富集法示意图-|||-NaOH溶液-|||-出料口 阳极残液出口-|||-电解精炼镓装置Ⅱ.载人航天器中的物质和能源资源十分宝贵，二氧化碳的富集与转化是氧气再生的核心问题，电化学富集二氧化碳的方法如图所示。回答下列问题：（3）离子导体中，K+向多孔碳载镍 ____ （填“A”或“B”）电极移动。（4）负极的电极反应式是 ____ 。（5）在多孔碳载镍A电极上消耗1molH2，理论上多孔碳载镍B电极转化的CO2在标准状况下的体积是 ____ L。Ⅲ.日常生活中使用的金属往往含有杂质，当这样的金属与潮湿的空气或者电解质溶液接触时，会在其表面的杂志附近形成许多微小的原电池而被腐蚀。钢铁吸氧腐蚀的原理如图所示。自棒 铂棒-|||-负载-|||-高浓度-|||-CO2 电极 电极 → 除CO2后-|||-材料 离子导体 材料 空气-|||-氢气 载 K2CO3 孔水溶液-|||-空气-|||-二氧化碳电化学富集法示意图-|||-NaOH溶液-|||-出料口 阳极残液出口-|||-电解精炼镓装置（6）钢铁吸氧腐蚀的正极反应式是 ____ 。（7）下列关于金属腐蚀的防护说法正确的是 ____ 。①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，能够减缓金属的腐蚀。②镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈。③改变金属内部组成、结构可以防止金属腐蚀。④牺牲阳极保护法是将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极。⑤外加电流阴极保护法是将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源。
电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。
Ⅰ.电解精炼镓的装置如图所示，粗镓含Zn、Fe、Cu杂质，已知镓（Ga）的化学性质与铝（Al）相似，金属活动性顺序为Zn＞Ga＞Fe，镓（Ga）的熔点为29.8℃。
（1）电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有 ____ 。
（2）电解过程中阴极的电极反应式是 ____ 。
Ⅱ.载人航天器中的物质和能源资源十分宝贵，二氧化碳的富集与转化是氧气再生的核心问题，电化学富集二氧化碳的方法如图所示。回答下列问题：
（3）离子导体中，K+向多孔碳载镍 ____ （填“A”或“B”）电极移动。
（4）负极的电极反应式是 ____ 。
（5）在多孔碳载镍A电极上消耗1molH2，理论上多孔碳载镍B电极转化的CO2在标准状况下的体积是 ____ L。
Ⅲ.日常生活中使用的金属往往含有杂质，当这样的金属与潮湿的空气或者电解质溶液接触时，会在其表面的杂志附近形成许多微小的原电池而被腐蚀。钢铁吸氧腐蚀的原理如图所示。
（6）钢铁吸氧腐蚀的正极反应式是 ____ 。
（7）下列关于金属腐蚀的防护说法正确的是 ____ 。
①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，能够减缓金属的腐蚀。
②镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈。
③改变金属内部组成、结构可以防止金属腐蚀。
④牺牲阳极保护法是将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极。
⑤外加电流阴极保护法是将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源。
Ⅰ.电解精炼镓的装置如图所示，粗镓含Zn、Fe、Cu杂质，已知镓（Ga）的化学性质与铝（Al）相似，金属活动性顺序为Zn＞Ga＞Fe，镓（Ga）的熔点为29.8℃。
（1）电解后，电解槽底部阳极泥中所含的金属有 ____ 。
（2）电解过程中阴极的电极反应式是 ____ 。
Ⅱ.载人航天器中的物质和能源资源十分宝贵，二氧化碳的富集与转化是氧气再生的核心问题，电化学富集二氧化碳的方法如图所示。回答下列问题：
（3）离子导体中，K+向多孔碳载镍 ____ （填“A”或“B”）电极移动。
（4）负极的电极反应式是 ____ 。
（5）在多孔碳载镍A电极上消耗1molH2，理论上多孔碳载镍B电极转化的CO2在标准状况下的体积是 ____ L。
Ⅲ.日常生活中使用的金属往往含有杂质，当这样的金属与潮湿的空气或者电解质溶液接触时，会在其表面的杂志附近形成许多微小的原电池而被腐蚀。钢铁吸氧腐蚀的原理如图所示。
（6）钢铁吸氧腐蚀的正极反应式是 ____ 。
（7）下列关于金属腐蚀的防护说法正确的是 ____ 。
①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，能够减缓金属的腐蚀。
②镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更易生锈。
③改变金属内部组成、结构可以防止金属腐蚀。
④牺牲阳极保护法是将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极。
⑤外加电流阴极保护法是将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源。
题目解答
答案
解：（1）金属活动性顺序为Zn＞Ga＞Fe＞Cu，则电解含Zn、Fe、Cu杂质的粗镓时电解槽底部阳极泥中所含的金属有Fe、Cu，
故答案为：Fe、Cu；
（2）电解精炼镓时溶液中含镓微粒为${GaO}_{2}^{-}$，${GaO}_{2}^{-}$在阴极得电子生成Ga，阴极反应式为${GaO}_{2}^{-}$+3e-+2H2O=Ga+4OH-，
故答案为：${GaO}_{2}^{-}$+3e-+2H2O=Ga+4OH-；
（3）多孔碳载镍A为原电池的负极，多孔碳载镍B为原电池正极，放电时阳离子移向正极，即K+向多孔碳载镍B移动，
故答案为：B；
（4）电解质为K2CO3溶液，负极上H2失电子生成H2O和CO2，负极反应式为H2-2e-+${CO}_{3}^{2-}$=H2O+CO2，
故答案为：H2-2e-+${CO}_{3}^{2-}$=H2O+CO2；
（5）负极反应式为H2-2e-+${CO}_{3}^{2-}$=H2O和CO2，正极反应式为O2+4e-+2CO2=2${CO}_{3}^{2-}$，根据电子守恒可得H2～CO2，n（CO2）=n（H2）=1mol，标准状况下的体积为22.4L，
故答案为：22.4；
（6）铁吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，
故答案为：2H2O+O2+4e-=4OH-；
（7）①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，可隔绝空气和水，能够减缓金属的腐蚀，故①正确；
②镀铜铁制品镀层受损后易形成原电池，铁制品作负极，Cu作正极，铁制品比受损前更易生锈，故②正确；
③改变金属内部组成、结构，如不锈钢等，金属的防腐性能增强，故③正确；
④原电池正极上发生得电子的还原反应，将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极，可防止金属腐蚀，该防护方法为牺牲阳极保护法，故④正确；
⑤电解池的阴极上发生得电子的还原反应，将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源，可防止金属腐蚀，该防护方法为外加电流阴极保护法，故⑤正确；
故答案为：①②③④⑤。
故答案为：Fe、Cu；
（2）电解精炼镓时溶液中含镓微粒为${GaO}_{2}^{-}$，${GaO}_{2}^{-}$在阴极得电子生成Ga，阴极反应式为${GaO}_{2}^{-}$+3e-+2H2O=Ga+4OH-，
故答案为：${GaO}_{2}^{-}$+3e-+2H2O=Ga+4OH-；
（3）多孔碳载镍A为原电池的负极，多孔碳载镍B为原电池正极，放电时阳离子移向正极，即K+向多孔碳载镍B移动，
故答案为：B；
（4）电解质为K2CO3溶液，负极上H2失电子生成H2O和CO2，负极反应式为H2-2e-+${CO}_{3}^{2-}$=H2O+CO2，
故答案为：H2-2e-+${CO}_{3}^{2-}$=H2O+CO2；
（5）负极反应式为H2-2e-+${CO}_{3}^{2-}$=H2O和CO2，正极反应式为O2+4e-+2CO2=2${CO}_{3}^{2-}$，根据电子守恒可得H2～CO2，n（CO2）=n（H2）=1mol，标准状况下的体积为22.4L，
故答案为：22.4；
（6）铁吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-，
故答案为：2H2O+O2+4e-=4OH-；
（7）①用电镀的方法，在钢铁制品表面镀上一层不易被腐蚀的金属，可隔绝空气和水，能够减缓金属的腐蚀，故①正确；
②镀铜铁制品镀层受损后易形成原电池，铁制品作负极，Cu作正极，铁制品比受损前更易生锈，故②正确；
③改变金属内部组成、结构，如不锈钢等，金属的防腐性能增强，故③正确；
④原电池正极上发生得电子的还原反应，将被保护的金属作正极，以一种活动性较强的金属作负极，可防止金属腐蚀，该防护方法为牺牲阳极保护法，故④正确；
⑤电解池的阴极上发生得电子的还原反应，将被保护的金属作阴极，惰性电极作辅助阳极，连接直流电源，可防止金属腐蚀，该防护方法为外加电流阴极保护法，故⑤正确；
故答案为：①②③④⑤。