Question

Ⅰ．鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)．請回答鋼鐵腐蝕、防護過程中的有關(guān)問題．請寫出鋼鐵在堿性、潮濕的環(huán)境下發(fā)生電化學(xué)腐蝕正極的電極反應(yīng)式：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

；圖1中哪個裝置示意圖可防止鐵棒被腐蝕

BD

．

Ⅱ．某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計如圖2的裝置．請回答下列問題：
（1）a和b不連接時，鐵片上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu

，此時能量轉(zhuǎn)化形式主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為

熱

能．
（2）a和b用導(dǎo)線連接時，外電路中的電子是從

Fe

電極流出（填“Fe”或“Cu”），

SO₄^2-

（填Cu²⁺或SO₄^2-）離子朝負(fù)極移動，Cu極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

Cu²⁺+2e^-=Cu

．
（3）現(xiàn)在要在鐵片上鍍一層金屬銅，則a極要和直流電源的

正

（填“正極”或“負(fù)極”）連接；此時銅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式為

Cu-2e^-=Cu²⁺

．

Answer 1

分析：I．鋼鐵在堿性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子；金屬作原電池正極或電解池陰極都能被保護；
Ⅱ．（1））a和b不連接時，會發(fā)生金屬的化學(xué)腐蝕，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)知識來回答；
（2）a和b用導(dǎo)線連接時，形成原電池的工作原理，根據(jù)原電池的工作原理來回答；
（3）根據(jù)電鍍吃的工作原理來回答．

解答：解：I．鋼鐵在堿性、潮濕的環(huán)境下發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，金屬鐵作原電池正極或電解池陰極都被保護而防止被腐蝕，A裝置中鐵作原電池負(fù)極加快鐵腐蝕，B裝置中鐵作原電池正極被保護，在C裝置中，金屬鐵和水以及少量的氧氣接觸，也會被腐蝕，D裝置中鐵作電解池陰極被保護，故選BD；
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；BD；
Ⅱ．（1））a和b不連接時，會發(fā)生金屬鐵的化學(xué)腐蝕，發(fā)生反應(yīng)為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，此時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；熱；
（2）a和b用導(dǎo)線連接時，形成原電池的工作原理，此時活潑金屬鐵為負(fù)極，金屬銅為正極，外電路中的電子是從負(fù)極流向正極，在電解質(zhì)中，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，故答案為：Fe；SO₄^2-；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（3）根據(jù)電鍍池的工作原理：鍍層金屬Cu做陽極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，Cu-2e^-=Cu²⁺，鍍件Fe作陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺．

點評：本題考查學(xué)生金屬腐蝕以及防護知識，注意電化學(xué)原理的應(yīng)用是關(guān)鍵，難度不大．