Question

【题目】(1)铁在生产和生活中有着广泛的应用。某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。

在相同条件下，三组装置中铁电极腐蚀最快的是_____________(填装置序号)，该装置中正极电极反应式为___________________________；为防止金属Fe被腐蚀，效果最好的为上述的_____________(填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为__________________________________________________。

(2)燃料电池作为新型电池，越来越多地应用于日常生活，该学习小组设计了以下电池：将两个多孔的石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成燃料电池。其中通入CH4的电极是电极反应式___________________________________，电池工作期间，OH－应向_______极移动。

Answer 1

【答案】 ① O2＋4e－＋2H2O===4OH－ ③ 2Cl－＋2H2O通电Cl2↑＋H2↑＋2OH－ CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O 负

【解析】（1）①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌做负极被腐蚀，铁做正极被保护；③装置为电解池，铁做阴极被保护；（2）碱性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，原电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

（1））①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌做负极被腐蚀，铁做正极被保护；③装置为电解池，铁做阴极被保护；①组装置中铁电极腐蚀最快；正极反应是氧气得到电子发生还原反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；②③装置中铁被保护，但装置③中发生的是电解饱和食盐水的反应，阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子发生还原反应，反应离子方程式为：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，③保护最好；（2）通入CH4的电极为负极，电极反应为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，燃料电池工作时，溶液中的阴离子OH-向负极移动。