Question

Ⅰ．如圖所示的是探究金屬腐蝕條件的實(shí)驗(yàn)裝置圖，請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)并回答下列問題：

（1）若起始時(shí)甲、乙、丙3套裝置的導(dǎo)管中液面高度相同，過一段時(shí)間后液面最高的是

 

．
（2）通過甲、乙裝置的對(duì)比說明鋼鐵中碳的含量越

 

（填“高”或“低”）鋼鐵越易腐蝕．
（3）乙裝置中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極的電極反應(yīng)式為

 

．
Ⅱ．利用化學(xué)反應(yīng)：2FeCl₃+Cu═2FeCl₂+CuCl₂，請(qǐng)你選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液，設(shè)計(jì)一個(gè)原電池．可供選擇的電極材料：鐵棒、銅棒、石墨棒．可供選擇的電解質(zhì)溶液：CuCl₂溶液、FeCl₂溶液、FeCl₃溶液．
請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）選擇

 

作正極材料，

 

作負(fù)極材料；選擇

 

作電解質(zhì)溶液．
（2）寫出有關(guān)的電極反應(yīng)式：正極：

 

；負(fù)極：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究原電池及其工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：Ⅰ．（1）乙形成了原電池，丙浸沒在非電解質(zhì)溶液中，故腐蝕速率乙＞甲＞丙；
（2）含碳量越高，容易形成原電池，所以越易腐蝕；
（3）乙發(fā)生吸氧腐蝕，發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)正極氧氣得到電子生成氫氧根離子；
Ⅱ．（1）根據(jù)反應(yīng)“2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂”可知，反應(yīng)中銅失電子而被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，正極應(yīng)為活潑性比銅弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘俨牧�，F(xiàn)e³⁺在正極得到電子而被還原，電解質(zhì)溶液為FeCl₃；
（2）正極鐵離子得到電子生成亞鐵離子，負(fù)極銅失去電子生成銅離子，據(jù)此寫出電極反應(yīng)即可．

解答： 解：Ⅰ．（1）甲為鐵粉在氯化鈉溶液中的腐蝕，乙為鐵粉與碳形成原電池的腐蝕，而丙的腐蝕沒有電解質(zhì)溶液，所以腐蝕的速率大小為：乙＞甲＞丙，故過一段時(shí)間后液面最高的是乙，
故答案為：乙；
（2）甲中為鐵粉，乙為鐵粉與碳粉的混合物，甲的腐蝕速率小于乙的，通過甲、乙裝置的對(duì)比說明鋼鐵中碳的含量越高，鋼鐵越易腐蝕，
故答案為：高；
（3）乙裝置中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，分解鐵失去電子，正極氧氣得到電子生成氫氧根離子，正極的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
Ⅱ．（1）由反應(yīng)“2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂”可知，反應(yīng)中銅失電子而被氧化，應(yīng)為原電池負(fù)極，正極應(yīng)為活潑性比銅弱的金屬或?qū)щ姷姆墙饘俨牧�，F(xiàn)e³⁺在正極得到電子而被還原，電解質(zhì)溶液為FeCl₃，
故答案為：石墨；銅；FeCl₃溶液；
（2）負(fù)極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上鐵離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e^-=Cu²⁺，正極為2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬的電化學(xué)腐蝕、原電池工作原理，題目難度中等，注意掌握原電池工作原理，明確金屬腐蝕快慢比較方法：（1）電解原理引起的陽極腐蝕＞原電池原理引起的負(fù)極腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)措施的腐蝕；（2）對(duì)同一種金屬，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液；活潑性不同的兩種金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快；（3）對(duì)同一種電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快；（4）由于金屬表面一般不會(huì)遇到酸性較強(qiáng)的溶液，故吸氧腐蝕是金屬腐蝕的主要形式；另外，只有在金屬活動(dòng)性順序表中位于氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕，而位于氫之后的金屬腐蝕只能是吸氧腐蝕．