Question

13．（1）鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼鐵占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一．
①鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕，該腐蝕過(guò)程中的正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
②為了降低某水庫(kù)的鐵閘門(mén)被腐蝕的速率，可以采用如圖甲所示的方案，其中焊接在鐵閘門(mén)上的固體材料 R 可以采用C．
A．銅B．錫C．鋅D．石墨
③如圖乙方案也可以降低鐵閘門(mén)的腐蝕速率，其中鐵閘門(mén)應(yīng)該連接在直流電源的負(fù)極上．
（2）根據(jù)反應(yīng) Fe+Fe₂（SO₄）₃═3FeSO₄設(shè)計(jì)的雙液原電池如圖丙所示．
①電極Ⅰ的材料為金屬鐵，則燒杯 A 中的電解質(zhì)溶液為FeSO₄（填化學(xué)式）
②電極Ⅱ發(fā)生的電極反應(yīng)式為Fe³⁺+e^-=Fe²⁺．
（3）某同學(xué)組裝了如圖丁所示的電化學(xué)裝置．電極Ⅰ為 Al，其他電極均為 Cu．
①電極Ⅰ為負(fù)極（填“正”“負(fù)”或“陰”“陽(yáng)”），發(fā)生氧化反應(yīng)（填“氧化”或“還 原”），電極反應(yīng)式為Al-3e^-=Al³⁺；電極Ⅲ為陽(yáng)極（填“正”“負(fù)”或“陰”“陽(yáng)”）．
②鹽橋中盛有含 KNO₃ 溶液的瓊脂，鹽橋中的 K+向II極（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）①鐵為活潑金屬，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②原電池的負(fù)極金屬易被腐蝕，根據(jù)原電池的工作原理來(lái)回答；
③在電解池的陰極上的金屬被保護(hù)，根據(jù)電解池的工作原理來(lái)回答；
（2）①電解Ⅰ的材料為金屬鐵，則燒杯A中的電解質(zhì)溶液為含有亞鐵離子的可溶性的鹽溶液；
②B燒杯是硫酸鐵溶液，溶液中鐵離子在電極Ⅱ上得電子，變成亞鐵離子；
（3）電極Ⅰ為Al，其它均為Cu，Al易失電子作負(fù)極，所以Ⅰ是負(fù)極、Ⅳ是陰極，Ⅲ是陽(yáng)極、Ⅱ是正極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）①鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，鐵作負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Fe=Fe²⁺+2e^-，碳作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
②為了降低某水庫(kù)的鐵閘門(mén)被腐蝕的速率，可以讓金屬鐵做原電池的正極，其中焊接在鐵閘門(mén)上的固體材料R可以是比金屬鐵的活潑性強(qiáng)的金屬，
故答案為：C；
③電解池的陰極上的金屬被保護(hù)，為降低鐵閘門(mén)的腐蝕速率，其中鐵閘門(mén)應(yīng)該連接在直流電源的負(fù)極，
故答案為：負(fù)；
（2）①電解Ⅰ的材料為金屬鐵，則燒杯A中的電解質(zhì)溶液為含有亞鐵離子的可溶性的鹽溶液，可以是硫酸亞鐵，故答案為：FeSO₄；
②B燒杯是硫酸鐵溶液，溶液中鐵離子在電極Ⅱ上得電子，變成亞鐵離子，所以Ⅱ發(fā)生的電極反應(yīng)式為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe³⁺+e^-=Fe²⁺；
（3）①電極Ⅰ為Al，其它均為Cu，Al易失電子作負(fù)極，所以Ⅰ是負(fù)極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)為：Al-3e^-=Al³⁺；I與IV相連，則Ⅳ是陰極，II為正極，Ⅲ是陽(yáng)極；
故答案為：負(fù)；氧化；Al-3e^-=Al³⁺；陽(yáng)；
②原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，則鹽橋中的K⁺向II極移動(dòng)；
故答案為：II．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬的腐蝕與防護(hù)、原電池和電解池，明確原電池和電解池原理是解本題關(guān)鍵，知道作原電池負(fù)極和電解池陽(yáng)極的金屬易被腐蝕，難度不大．