Question

16．炒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈（殘液中含NaCl），不久便會(huì)因被腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑．腐蝕原理如右圖所示，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 腐蝕過(guò)程中，負(fù)極是C
• B． Fe失去電子經(jīng)電解質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移給C
• C． 正極的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
• D． 每生成1 mol鐵銹（Fe₂O₃•xH₂O）理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂33.6 L

Answer 1

分析 鐵鍋中含有Fe、C，F(xiàn)e、C和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，中性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，該原電池中，F(xiàn)e易失電子作負(fù)極、C作正極，負(fù)極上鐵失電子生成亞鐵離子，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，被氧氣氧化生成氫氧化鐵，分解生成氧化鐵結(jié)晶水合物生銹，據(jù)此分析解答

解答 解：該原電池中，F(xiàn)e易失電子作負(fù)極、C作正極，負(fù)極上鐵失電子生成亞鐵離子，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺、正極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
A．分析可知原電池反應(yīng)，鐵做負(fù)極被腐蝕，碳做正極，故A錯(cuò)誤；
B．原電池中電子沿外導(dǎo)線從負(fù)極流向正極，不能通過(guò)電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液中是離子的定向移動(dòng)形成閉合回路，故B錯(cuò)誤；
C．正極電極反應(yīng)是溶液中氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故C錯(cuò)誤；
D．負(fù)極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺、正極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，被氧氣氧化生成氫氧化鐵，離子反應(yīng)方程式為Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂、化學(xué)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，每生成1 mol鐵銹（Fe₂O₃•xH₂O），鐵元素為2mol，依據(jù)鐵元素守恒計(jì)算，
    2Fe～O₂～2Fe（OH）₂～4e^-，
2mol    1 mol      2mol
4Fe（OH）₂～O₂
4                       1
2 mol               0.5mol
理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂體積=1.5mol×22.4L/mol=33.6 L，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬的電化腐蝕，電極名稱、電極反應(yīng)、電子流向等原電池的基礎(chǔ)知識(shí)，主要是氧化還原反應(yīng)電子守恒的計(jì)算，題目難度中等．