Question

【題目】(1)鐵在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置探究鋼鐵的腐蝕與防護(hù)。

在相同條件下，三組裝置中鐵電極腐蝕最快的是_____________(填裝置序號(hào))，該裝置中正極電極反應(yīng)式為___________________________；為防止金屬Fe被腐蝕，效果最好的為上述的_____________(填裝置序號(hào))裝置原理進(jìn)行防護(hù)；裝置③中總反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________。

(2)燃料電池作為新型電池，越來越多地應(yīng)用于日常生活，該學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了以下電池：將兩個(gè)多孔的石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成燃料電池。其中通入CH4的電極是電極反應(yīng)式___________________________________，電池工作期間，OH－應(yīng)向_______極移動(dòng)。

Answer 1

【答案】 ① O2＋4e－＋2H2O===4OH－ ③ 2Cl－＋2H2O通電Cl2↑＋H2↑＋2OH－ CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O 負(fù)

【解析】（1）①裝置為原電池鐵為負(fù)極被腐蝕；②裝置為原電池鋅做負(fù)極被腐蝕，鐵做正極被保護(hù)；③裝置為電解池，鐵做陰極被保護(hù)；（2）堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。

（1））①裝置為原電池鐵為負(fù)極被腐蝕；②裝置為原電池鋅做負(fù)極被腐蝕，鐵做正極被保護(hù)；③裝置為電解池，鐵做陰極被保護(hù)；①組裝置中鐵電極腐蝕最快；正極反應(yīng)是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-；②③裝置中鐵被保護(hù)，但裝置③中發(fā)生的是電解飽和食鹽水的反應(yīng)，陽極是氯離子失電子生成氯氣，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)離子方程式為：2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-，③保護(hù)最好；（2）通入CH4的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-，燃料電池工作時(shí)，溶液中的陰離子OH-向負(fù)極移動(dòng)。