Question

（1）未用食用油炒咸菜的铁锅如果没有洗净，不久会出现红褐色锈斑．则铁锅的锈蚀属于

吸氧

腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）；该腐蚀正极的电极反应式为

2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-

；此反应每转移2mol电子消耗的O₂在标准状况下的体积为

11.2

L．
（2）某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：
Cu+H₂SO₄（稀）=CuSO₄+H₂↑．
请在方框中画出能够实验这一反应的装置图（作必要的标注）

；某同学做该实验时，看到碳棒上有气泡产生，铜棒上气泡更多且没有被腐蚀，其原因是

两极与电源的正负极接反了，铜棒接电源的负极

．

Answer 1

分析：（1）中性或弱酸性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀；铁、碳和电解质溶液构成原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应；
（2）不能自发进行的氧化还原反应可以设计成电解池；某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀，则铜棒上得电子发生还原反应，碳棒上失电子发生氧化反应．

解答：解：（1）弱酸或中性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，铁、碳和电解质溶液构成原电池，铁作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，依据电极反应计算，此反应每转移2mol电子消耗的O₂ 物质的量为0.5mol，在标准状况下的体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
故答案为：吸氧；2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；11.2；

（2）不能自发进行的氧化还原反应可以设计成电解池而实现该反应，Cu+H₂SO₄（稀）=CuSO₄+H₂↑中稀硫酸和铜不反应，可以把其设计成电解池，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子生成氢气，可以选用石墨或导电的金属作阳极，根据方程式知，用稀硫酸作电解质溶液，该装置如图所示：，

设计的电解池中，如果铜作阳极，碳作阴极，稀硫酸作电解质溶液，电解池工作时，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，实际上某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时，看到碳棒上有气泡产生，但铜棒却没有被腐蚀，说明铜电极上氢离子得电子发生还原反应，碳棒上氢氧根离子失电子生成氧气，则碳棒作阳极，铜作阴极，所以两极与电源的正负极接反了，铜棒接电源的负极；
故答案为：；两极与电源的正负极接反了，铜棒接电源的负极．

点评：本题考查了金属的电化学腐蚀及电解池原理，明确钢铁所处环境的酸碱性即可确定其电化学腐蚀类型，难度不大．