Question

Ⅰ．鋼鐵工業是國家工業的基礎．請回答鋼鐵腐蝕、防護過程中的有關問題．請寫出鋼鐵在堿性、潮濕的環境下發生電化學腐蝕正極的電極反應式：

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原理，設計如圖2的裝置．請回答下列問題：
（1）a和b不連接時，鐵片上發生反應的離子方程式為

Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu

，此時能量轉化形式主要是化學能轉化為

熱

能．
（2）a和b用導線連接時，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-）離子朝負極移動，Cu極所發生反應的電極反應式為

Cu²⁺+2e^-=Cu

．
（3）現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“負極”）連接；此時銅片上發生的電極反應式為

Cu-2e^-=Cu²⁺

．

Answer 1

分析：I．鋼鐵在堿性條件下發生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子；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，會發生金屬的化學腐蝕，根據化學反應知識來回答；
（2）a和b用導線連接時，形成原電池的工作原理，根據原電池的工作原理來回答；
（3）根據電鍍吃的工作原理來回答．

解答：解：I．鋼鐵在堿性、潮濕的環境下發生吸氧腐蝕，負極上鐵失電子，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為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，會發生金屬鐵的化學腐蝕，發生反應為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，此時化學能轉化為熱能，故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；熱；
（2）a和b用導線連接時，形成原電池的工作原理，此時活潑金屬鐵為負極，金屬銅為正極，外電路中的電子是從負極流向正極，在電解質中，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）根據電鍍池的工作原理：鍍層金屬Cu做陽極，發生失電子的氧化反應，Cu-2e^-=Cu²⁺，鍍件Fe作陰極，發生得電子的還原反應，故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺．

點評：本題考查學生金屬腐蝕以及防護知識，注意電化學原理的應用是關鍵，難度不大．