Question

12．铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈．请讨论电化学实验中有关铁的性质．
（1）①某原电池装置如图1所示，右侧烧杯中的电极反应式为2H⁺+2e^-=H₂↑，一段时间后，左侧烧杯中的[Cl^-]将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②已知图2甲、乙两池的总反应式均为Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，且在同侧电极（指均在“左电极”或“右电极”）产生H₂．则甲池中的左电极材料为Fe （填“Fe”或“C”），乙池中的右电极材料为C（填“Fe”或“C”）．
（2）装置图2丙中，易生锈的是a点（填“a”或“b”）．装置图2丁中可观察到的实验现象是生铁表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升．

Answer 1

分析 （1）①图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨为正极，发生2H⁺+2e^-=H₂；原电池中阴离子向负极移动；
②Fe和H₂SO₄之间的反应结合电解池和原电池的原理分析回答；
（2）装置丙中，根据易生锈的是构成原电池作负极的分析，根据吸氧腐蚀消耗了空气中的氧气，使试管内压强降低，则大气压使试管中液面会上升．

解答 解：（1）①图中为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e^-=Fe^2-，石墨为正极，发生2H⁺+2e^-=H₂↑；原电池中阴离子向负极移动，所以左侧烧杯中的c（Cl^-）增大；
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑；增大；
②Fe和H₂SO₄之间的反应，如果设计电解池实现，金属铁作阳极，阳极：Fe-2e^-=Fe²⁺，电解质为硫酸，阴极是氢离子放电，电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，即阳极为铁，阴极为C；如果设计原电池实现，金属铁作负极，负极：Fe-2e^-=Fe²⁺，电解质为硫酸，正极是氢离子放电，电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，即负极为铁，正极为C；甲：左边为Fe，右边为C；乙：左边为Fe，右边为C；故答案为：Fe，C；
（2）装置丙中，a点与空气接触符合构成原电池的条件，易生锈；装置丁中发生吸氧腐蚀消耗了空气中的氧气，生铁表面生成红棕色锈斑，使试管内压强降低，则大气压使试管中液面会上升；故答案为：a；生铁表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升．

点评 本题主要考查了原电池、电解池的原理及其应用，难度不大，重点要掌握基本原理．