题目内容

16．电化学在工业生产中有广泛应用．
（1）如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察，发现铁钉被腐蚀．
①若试管内液面上升，发生吸氧腐蚀，负极电极反应为Fe-2e-=Fe2+
②若试管内液面下降，则烧杯中的溶液呈酸性，正极的电极反应为4H++4e-=2H2↑
（2）采用惰性电极从NO-3，Cl-，Cu2+，Ba2+，H+等离子中选出适当的离子组成电解质，并对其溶液进行电解．
①若两极分别放出H2和O2，电解质的化学式可能是HNO3、Ba（NO3）2
②若阴极析出金属，阳极放出氧气，电解质化学式为Cu（NO3）2．

分析 （1）生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池，在弱酸性或中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，在酸性条件下，铁发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应；
（2）根据电解质溶液中离子的放电顺序结合析出的物质确定溶液中含有的阴阳离子，从而确定该物质的化学式．

解答 解：（1）生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池，
①若试管内液面上升，说明试管内气体因和水反应而使其压强减小，发生的是吸氧腐蚀，铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，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：吸氧，Fe-2e-=Fe2+；
②若试管内液面下降，说明金属的腐蚀中生成气体导致压强增大，则金属发生的是析氢腐蚀，溶液呈酸性，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：
4H++4e-=2H2↑，
故答案为：酸；4H++4e-=2H2↑；
（2）①若两极分别放出H2和O2，则阴极上氢离子放电，阳极上氢氧根离子放电，根据阴阳离子放电顺序知，溶液中存在的阴离子为含氧酸根离子，阳离子为氢离子或活泼金属离子，所以电解质的化学式为HNO3、Ba（NO3）2，
故答案为：HNO3、Ba（NO3）2；
②若阴极析出金属，根据离子的放电顺序知，溶液中含有H之后的不活泼金属阳离子，阳极放出O2，则溶液中含有含氧酸根离子，所以电解质的化学式为Cu（NO3）2，
故答案为：Cu（NO3）2．

点评 本题考查了钢铁的电化学腐蚀，题目难度中等，注意酸性条件下，钢铁发生析氢腐蚀，弱酸性或中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．

练习册系列答案
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