Question

2．铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用．
（1）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），该装置中正极电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述②③（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2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-．
（2）新型固体LiFePO₄隔膜电池广泛应用于电动汽车．电池反应为FePO₄+Li?LiFePO₄，电解质为含Li⁺的导电固体，且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li⁺自由通过而导电．该电池放电时Li⁺向正极移动（填“正”或“负”），负极反应为Li-e^-═Li⁺，则正极反应式为FePO₄+Li⁺+e^-=LiFePO₄．

Answer 1

分析 （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）原电池中阳离子移向正极；依据总反应方程式和负极电极反应计算得到正极电极反应式．

解答 解：（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；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$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
故答案为：①； O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；②③； 2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
（2）FePO₄+Li?LiFePO₄  放电过程是原电池，锂离子带正电荷，向着原电池的正极移动；总反应方程式减去负极反应得到正极电极反应：FePO₄+Li⁺+e^-=LiFePO₄，
故答案为：正；FePO₄+Li⁺+e^-=LiFePO₄．

点评 本题考查较为综合，涉及金属腐蚀与防护、原电池工作原理等知识，题目难度中等，注意掌握原电池、电解池工作原理，明确常见金属腐蚀与防护方法，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．