Question

【題目】鐵是用途最廣的金屬材料之一，但生鐵易生銹。請討論電化學實驗中有關鐵的性質。

（1）①某原電池裝置如圖所示，右側燒杯中的電極反應式為__，左側燒杯中的c(Cl-)__(填“增大”、“減小”或“不變”)。

②已知如圖甲、乙兩池的總反應式均為Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，且在同側電極(指均在“左電極”或“右電極”)產生H2。請在兩池上標出電極材料_____(填“Fe”或“C”)。

（2）裝置丙中，易生銹的是__(填“a”或“b”)點。裝置丁中可觀察到的實驗現象是__。

Answer 1

【答案】2H＋＋2e-=H2↑ 增大 甲池中：左—Fe，右—C；乙池中：左—Fe，右—C a 鐵屑表面生成紅棕色銹斑，試管內液面上升

【解析】

（1）①圖為原電池反應，Fe為負極，發生：Fe-2e－=Fe2－，石墨為正極，發生2H＋+2e－=H2；原電池中陰離子向負極移動；

②Fe和H2SO4之間的反應結合電解池和原電池的原理分析回答；

（2）裝置丙中，根據易生銹的是構成原電池作負極的分析，根據吸氧腐蝕消耗了空氣中的氧氣，使試管內壓強降低，則大氣壓使試管中液面會上升．

(1)①電池反應中Fe作負極，石墨棒作正極，右側電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑。由于平衡電荷的需要，鹽橋中的Cl－向負極遷移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。

故答案為：2H＋+2e－=H2↑；增大；

②裝置乙是電解裝置，陰極(右側)產生H2，同時根據總反應式可知Fe只能作陽極(左側)。由已知條件知，在裝置甲中，Fe作原電池的負極，在左側，C作原電池的正極，在右側。

故答案為：甲池中：左—Fe，右—C；乙池中：左—Fe，右—C

(2)裝置丙中由于a點既與電解液接觸，又與空氣接觸，故易生銹。裝置丁中鐵屑發生吸氧腐蝕，負極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，生成的離子繼續反應：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，由整個反應來看，最終鐵屑表面會生成紅棕色的鐵銹，由于反應消耗氧氣，因此試管內液面上升。

故答案為：a；生鐵表面生成紅棕色銹斑，試管內液面上升．