Question

（1）铁在潮湿的空气中容易发生电化腐蚀最后生成铁锈（Fe₂O₃．xH₂O），则发生腐蚀时正极上发生反应的电极反应式为

 

．
（2）下列哪些装置可防止铁棒被腐蚀

 

．
（3）在实际生产中，可在铁件的表面上镀铜防止铁被腐蚀．装置示意图如图2：
①电镀时，镀件与电源的

 

极连接，A电极对应的金属是

 

（写元素名称），B电极的电极反应式是

 

．
②图3是一种钠硫高能电池的结构示意图，M由Na₂O和Al₂O₃制得，其作用是导电和隔膜，该电池反应为2Na+xS=Na₂Sx．该电池正极的电极反应式为

 

．
用该电池作电源进行上述铁件镀铜时，若电镀池中两电极的质量开始相同，电镀完成后取出洗净、烘干、称量，二者质量差为25.6g，则理论上该电池负极消耗的质量为

 

g．

Answer 1

考点：金属的电化学腐蚀与防护,电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）钢铁发生吸氧腐蚀后最终会生成铁锈（Fe₂O₃．xH₂O），此时正极上是氧气放电，据此写出电极反应式；
（2）当铁棒做原电池的正极或电解池的阴极的时候被保护，减缓腐蚀速率；
（3）①在铁件的表面镀铜时，金属铜必须是阳极材料，金属铁为阴极，根据电解池的工作原理来回答；
②原电池正极发生得电子的还原反应，结合原电池的总反应来分析正极反应；电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，所以阳极上铜失电子发生氧化反应、阴极上铜离子得电子发生还原反应；电镀后，两个电极质量差等于阳极溶解质量与阴极析出质量之和，根据金属和电子之间的关系式计算．

解答： 解：（1）钢铁发生吸氧腐蚀后最终会生成铁锈（Fe₂O₃．xH₂O），此时正极上是氧气放电：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）A．形成原电池反应，铁为负极，碳为正极，为铁的吸氧腐蚀，故A错误；
B．锌比铁活泼，铁为正极，被保护而难以腐蚀，故B正确；
C．水中溶解氧气，铁可发生腐蚀，故C错误；
D．铁连接电源负极，为阴极，被保护不易腐蚀，故D正确．
故答案为：BD；
（3）①在铁件的表面镀铜，镀层金属铜必须做阳极，故A对应的金属必须是铜；镀件铁做阴极，故镀件必须连电源的负极，在阴极上放电的是电解质溶液中的铜离子：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：负；铜；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②原电池正极发生得电子的还原反应，在反应2Na+xS=Na₂S_x中，硫单质得电子，故正极反应为：xS+2e^-=S_x^2-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x）；
电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，所以阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，阴极上铜离子得电子发生还原反应，阴极反应式为Cu²⁺+2e^-=Cu；电镀后，两个电极质量差等于阳极溶解质量与阴极析出质量之和，若电镀前铁、铜两电极的质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为25.6g，所以阳极溶解铜的质量为12.8g，
设通过的电子为x，
Cu-2e^-=Cu²⁺
64g    2mol
12.8g   x
64g：2mol=12.8g：x，
x=0.4mol，
故流经电镀池的电极的电子的物质的量为0.4mol，而流经电镀池的电子的量与流经原电池中正负极的电子的量相同，设原电池负极上有Xg钠被消耗，
有：Na-e^-=Na⁺
     23g    1mol
     Xg     0.4mol
可得  

23g

Xg

=

1mol

0.4mol

解得X=9.2g
故答案为：xS+2e^-=S_x^2-（或2Na⁺+xS+2e^-=Na₂S_x）；9.2．

点评：本题考查电解原理，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意：（3）中两个电极质量之差等于溶解铜和析出铜的质量之和而不是质量之差，为易错点．