Question

（2013?德州模拟）铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用．
（1）某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护．在相同条件下，三组装置中铁电极腐蚀最快的是

①

（填装置序号），该装置中正极电极反应式为

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

；为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述

②③

（填装置序号）装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为

2Cl^-+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-

．
（2）新型固体LiFePO₄隔膜电池广泛应用于电动汽车．
电池反应为FePO₄+Li

放电

充电

LiFePO₄，电解质为含Li⁺的导电固体，且充、放电时电池内两极间的隔膜只允许Li⁺自由通过而导电．该电池放电时Li⁺向

正

极移动（填“正”或“负”），负极反应为Li-e^-=Li⁺，则正极反应式为

FePO₄+Li⁺+e^-=LiFePO₄

．
（3）广西治理龙江河镉（Cd²⁺）污染时，先向河中投入沉淀剂将Cd²⁺转化为难溶物，再投入氯化铝，试说明氯化铝的作用

氯化铝溶于水，Al³⁺发生水解：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，生成Al（OH）₃胶体，能吸附镉的难溶物而发生聚沉（或沉降、沉淀或沉积下来），从而消除Cd²⁺污染

（用必要的离子方程式和文字进行解释）．

Answer 1

分析：（1）①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌做负极被腐蚀，铁做正极被保护；③装置为电解池，铁做阴极被保护；
（2）原电池中阳离子移向正极；依据总反应方程式和负极电极反应计算得到正极电极反应式；
（3）铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附作用能吸附杂质难溶物形成沉淀．

解答：解：（1））①装置为原电池铁为负极被腐蚀；②装置为原电池锌做负极被腐蚀，铁做正极被保护；③装置为电解池，铁做阴极被保护；①组装置中铁电极腐蚀最快；正极反应是氧气得到电子发生还原反应，电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；②③装置中铁被保护；装置③中发生的是电解饱和食盐水的反应，阳极是氯离子失电子生成氯气，阴极是氢离子得到电子发生还原反应，反应离子方程式为：2Cl^-+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
故答案为：①； O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；②③； 2Cl^-+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
（2）FePO₄+Li

放电

充电

LiFePO₄  放电过程是原电池，总反应方程式减去负极反应得到正极电极反应：FePO₄+Li⁺+e^-=LiFePO₄；
故答案为：正；FePO₄+Li⁺+e^-=LiFePO₄；
（3）污染时，先向河中投入沉淀剂将Cd²⁺转化为难溶物，再投入氯化铝，氯化铝水解生成氢氧化铝胶体具有吸附悬浮杂质的作用，可以把生成的难溶物吸附聚沉消除镉离子的 污染；
故答案为：氯化铝溶于水，Al³⁺发生水解：Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，生成Al（OH）₃胶体，能吸附镉的难溶物而发生聚沉（或沉降、沉淀或沉积下来），从而消除Cd²⁺污染．

点评：本题考查了金属腐蚀与防护的方法和应用，原电池电极反应书写方法，电解池反应离子方程式的书写应用，重金属除杂方法的理解，题目难度中等．