Question

【題目】鐵、鋁及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用．

（1）某研究性學習小組設(shè)計了如圖所示裝置探究鋼鐵的腐蝕與防護．

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），該裝置中正極電極反應(yīng)式為 ；為防止金屬Fe被腐蝕，可以采用上述 （填裝置序號）裝置原理進行防護；裝置③中總反應(yīng)的離子方程式為 。

（2）新型固體LiFePO4隔膜電池廣泛應(yīng)用于電動汽車。電池反應(yīng)為FePO4 + LiLiFePO4，電解質(zhì)為含Li+的導電固體，且充、放電時電池內(nèi)兩極間的隔膜只允許Li+自由通過而導電。該電池放電時Li+向______極移動（填“正”或“負”），負極反應(yīng)為Li－e— ＝Li+，則正極反應(yīng)式為____________。

Answer 1

【答案】（1）①；（2分）O2＋4e－＋2H2O＝4OH－；（2分）

②③；（2分）2Cl﹣+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH﹣；（2分）

（2）正；（2分）；FePO4+Li+e－＝LiFePO4（2分）

【解析】

試題分析：（1）①裝置為原電池，鐵為負極，被腐蝕；②裝置為原電池，鋅為負極被腐蝕，鐵做正極被保護；③裝置為電解池，鐵做陰極被保護。所以在相同條件下，三組裝置中鐵電極腐蝕最快的是①，該裝置中正極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O＝4OH－；為防止金屬Fe被腐蝕，可以采犧牲陽極的陰極保護法或外加電流的的陰極保護法，即上述②③裝置。裝置③中鐵被保護，實際是電解飽和食鹽水，生成氫氧化鈉和氫氣和氯氣，離子方程式為：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。

（2）原電池中陽離子向正極移動，則該電池放電時Li+向正極移動，負極反應(yīng)為Li－e— ＝Li+，則根據(jù)總反應(yīng)式可知正極是FePO4 得到電子轉(zhuǎn)化為LiFePO4，正極反應(yīng)式為FePO4+Li+e－＝LiFePO4。