Question

16．炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑．腐蚀原理如右图所示，下列说法正确的是（　　）

• A． 腐蚀过程中，负极是C
• B． Fe失去电子经电解质溶液转移给C
• C． 正极的电极反应式为4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
• D． 每生成1 mol铁锈（Fe₂O₃•xH₂O）理论上消耗标准状况下的O₂33.6 L

Answer 1

分析 铁锅中含有Fe、C，Fe、C和电解质溶液构成原电池，中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，该原电池中，Fe易失电子作负极、C作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子发生还原反应，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，被氧气氧化生成氢氧化铁，分解生成氧化铁结晶水合物生锈，据此分析解答

解答 解：该原电池中，Fe易失电子作负极、C作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子发生还原反应，负极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺、正极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
A．分析可知原电池反应，铁做负极被腐蚀，碳做正极，故A错误；
B．原电池中电子沿外导线从负极流向正极，不能通过电解质溶液，电解质溶液中是离子的定向移动形成闭合回路，故B错误；
C．正极电极反应是溶液中氧气得到电子发生还原反应，电极反应O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故C错误；
D．负极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺、正极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，被氧气氧化生成氢氧化铁，离子反应方程式为Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂、化学方程式为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，每生成1 mol铁锈（Fe₂O₃•xH₂O），铁元素为2mol，依据铁元素守恒计算，
    2Fe～O₂～2Fe（OH）₂～4e^-，
2mol    1 mol      2mol
4Fe（OH）₂～O₂
4                       1
2 mol               0.5mol
理论上消耗标准状况下的O₂体积=1.5mol×22.4L/mol=33.6 L，故D正确；
故选D．

点评 本题考查了金属的电化腐蚀，电极名称、电极反应、电子流向等原电池的基础知识，主要是氧化还原反应电子守恒的计算，题目难度中等．