题目

题型：不详难度：来源：

Ⅰ．钢铁工业是国家工业的基础．请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题．
请写出钢铁在碱性、潮湿的环境下发生电化学腐蚀正极的电极反应式：______下列哪个装置示意图可防止铁棒被腐蚀______．


Ⅱ．某同学利用CuSO₄溶液，进行以下实验探究．
①图1是根据反应Zn+CuSO₄═Cu+ZnSO₄设计成的锌铜原电池．Cu极的电极反应式是______，盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时K⁺向______移动（填“甲”或“乙”）．
②图2中，Ⅰ是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是______（填“CH₄”或“O₂”），a处电极上发生的电极反应式是______；当铜电极的质量变化3.2g，则消耗的CH₄在标准状况下的体积为______L．

答案

I．钢铁在碱性、潮湿的环境下发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，金属铁作原电池正极或电解池阴极都被保护而防止被腐蚀，A装置中铁作原电池负极加快铁腐蚀，B装置中铁作原电池正极被保护，在C装置中，金属铁和水以及少量的氧气接触，也会被腐蚀，D装置中铁作电解池阴极被保护，故选BD；
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；BD；
II．①根据反应Zn+CuSO₄═Cu+ZnSO₄，结合图一可知，Zn为负极，Cu为正极，铜离子在Cu电极上得电子析出Cu，电极反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu，
盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时，Cl^-向负极移动，K⁺向正极移动，所以，K⁺向乙装置移动，
故答案为：Cu²⁺+2e^-═Cu；乙；
②甲烷碱性燃料电池为电源，总电极反应式为CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，电镀时，镀件铁作电解池的阴极，连接甲烷燃料电源的负极，所以a应通入CH₄，镀层金属作电解池的阳极，发生氧化反应，连接甲烷燃料电源的正极，所以b应通入O₂．甲烷碱性燃料电池a处电极上CH₄放电，发生氧化反应，电极反应式是CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
根据电子转移守恒8n（CH₄）=2n（Cu）=2×

3.2g

64g/mol

=0.1mol，
n（CH₄）=

1

80

mol，所以v（CH₄）=

1

80

mol×22.4L/mol=0.28L，
故答案为：O₂；CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；0.28．