Question

13．铁、铝及其化合物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①（填装置序号），该装置中正极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；为防止金属Fe被腐蚀，可以采牺牲阳极的阴极保护法的是上述②（填装置序号）装置原理进行防护；装置②的负极反应的电极反应式Zn-2e^-=Zn²⁺；装置③中总反应的离子方程式为2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．

Answer 1

分析 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，称为牺牲阳极的阴极保护法；③装置为电解池，铁做阴极被保护，根据电极的腐蚀速率关系来判断．

解答 解：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^-；②中负极上金属锌失电子，电极反应为：Zn-2e^-=Zn²⁺，金属铁被保护，此时金属铁可以采牺牲阳极的阴极保护法，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^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，
故答案为：①；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；②；Zn-2e^-=Zn²⁺；2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．

点评 本题考查了金属腐蚀与防护的方法和应用、原电池和电解池的工作原理应用知识，注意原电池电极反应书写方法是基础，题目难度中等．