Question

13．（1）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一．
①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的正极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用如图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料 R 可以采用C．
A．铜B．锡C．锌D．石墨
③如图乙方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极上．
（2）根据反应 Fe+Fe₂（SO₄）₃═3FeSO₄设计的双液原电池如图丙所示．
①电极Ⅰ的材料为金属铁，则烧杯 A 中的电解质溶液为FeSO₄（填化学式）
②电极Ⅱ发生的电极反应式为Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．
（3）某同学组装了如图丁所示的电化学装置．电极Ⅰ为 Al，其他电极均为 Cu．
①电极Ⅰ为负极（填“正”“负”或“阴”“阳”），发生氧化反应（填“氧化”或“还 原”），电极反应式为Al-3e^-=Al³⁺；电极Ⅲ为阳极（填“正”“负”或“阴”“阳”）．
②盐桥中盛有含 KNO₃ 溶液的琼脂，盐桥中的 K+向II极（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）移动．

Answer 1

分析 （1）①铁为活泼金属，易发生电化学腐蚀，钢铁发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应；
②原电池的负极金属易被腐蚀，根据原电池的工作原理来回答；
③在电解池的阴极上的金属被保护，根据电解池的工作原理来回答；
（2）①电解Ⅰ的材料为金属铁，则烧杯A中的电解质溶液为含有亚铁离子的可溶性的盐溶液；
②B烧杯是硫酸铁溶液，溶液中铁离子在电极Ⅱ上得电子，变成亚铁离子；
（3）电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，Al易失电子作负极，所以Ⅰ是负极、Ⅳ是阴极，Ⅲ是阳极、Ⅱ是正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，原电池中阳离子向正极移动，据此分析解答．

解答 解：（1）①钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极，发生失电子的氧化反应，即Fe=Fe²⁺+2e^-，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，故答案为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，
故答案为：C；
③电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极，
故答案为：负；
（2）①电解Ⅰ的材料为金属铁，则烧杯A中的电解质溶液为含有亚铁离子的可溶性的盐溶液，可以是硫酸亚铁，故答案为：FeSO₄；
②B烧杯是硫酸铁溶液，溶液中铁离子在电极Ⅱ上得电子，变成亚铁离子，所以Ⅱ发生的电极反应式为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，故答案为：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
（3）①电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，Al易失电子作负极，所以Ⅰ是负极，负极上发生氧化反应，其电极反应为：Al-3e^-=Al³⁺；I与IV相连，则Ⅳ是阴极，II为正极，Ⅲ是阳极；
故答案为：负；氧化；Al-3e^-=Al³⁺；阳；
②原电池中阳离子向正极移动，则盐桥中的K⁺向II极移动；
故答案为：II．

点评 本题考查了金属的腐蚀与防护、原电池和电解池，明确原电池和电解池原理是解本题关键，知道作原电池负极和电解池阳极的金属易被腐蚀，难度不大．