Question

【题目】铁是人类生活中最常见、应用最广泛的金属，钢铁在空气中很容易被腐蚀。

(1)炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含有 NaCl），不久便会因腐蚀而出现褐色锈斑。铁锅锈蚀的电极反应式为：负极___________________________，正极___________________________。

(2)为了降低某水库的铁闸门的腐蚀速率，可以采用图 1 所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料 R 可以采用 _______________ （填序号）。

A、铜 B、锌 C、钠 D、石墨

(3)图 2 所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在铅蓄电池的_______极上（填“正”或“负”）。

(4)常温下以铅蓄电池为电源，用石墨作电极电解 1L 0.1mol/L NaCl溶液，电解一段时间后，测得溶液的 pH 为 13，则铅蓄电池中转移电子的物质的量为__________ 。

Answer 1

【答案】负极2Fe-4e-=2Fe2+ 正极O2+4e-+2H2O=4OH- B 负 0.1mol

【解析】

(1) 该原电池中，Fe易失电子作负极、C作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子发生还原反应；

(2) 原电池的负极金属易被腐蚀，根据原电池的工作原理来回答；

(3) 在电解池的阴极上的金属被保护，根据电解池的工作原理来回答；

(4) 电解后溶液的 pH 为 13，即c(OH-)=0.1mol/L，溶液中n(OH-)=0.1mol，结合2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-计算转移电子的物质的量。

(1) 该原电池中，Fe易失电子作负极、C作正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，正极上氧气得电子发生还原反应，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+、正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；

(2) 为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以让金属铁做原电池的正极，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以是比金属铁的活泼性强的金属，但Na极易与水反应，则与铜和石墨都不能做电极材料，故答案为B；

(3) 电解池的阴极上的金属被保护，为降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的负极；

(4) 电解后溶液的 pH 为13，即c(OH-)=0.1mol/L，溶液中n(OH-)=0.1mol，由2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-可知，反应中生成的n(OH-)为0.1mol，则被氧化的Cl-的物质的量为0.1mol，故转移电子的物质的量为0.1mol。