问题 填空题

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-=CO32-+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-=CO32-+7H2O;0.28.

选择题
判断题