Question

【题目】铁是用途最广的金属材料之一，但生铁易生锈。请讨论电化学实验中有关铁的性质。

（1）①某原电池装置如图所示，右侧烧杯中的电极反应式为__，左侧烧杯中的c(Cl-)__(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②已知如图甲、乙两池的总反应式均为Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，且在同侧电极(指均在“左电极”或“右电极”)产生H2。请在两池上标出电极材料_____(填“Fe”或“C”)。

（2）装置丙中，易生锈的是__(填“a”或“b”)点。装置丁中可观察到的实验现象是__。

Answer 1

【答案】2H＋＋2e-=H2↑ 增大 甲池中：左—Fe，右—C；乙池中：左—Fe，右—C a 铁屑表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升

【解析】

（1）①图为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e－=Fe2－，石墨为正极，发生2H＋+2e－=H2；原电池中阴离子向负极移动；

②Fe和H2SO4之间的反应结合电解池和原电池的原理分析回答；

（2）装置丙中，根据易生锈的是构成原电池作负极的分析，根据吸氧腐蚀消耗了空气中的氧气，使试管内压强降低，则大气压使试管中液面会上升．

(1)①电池反应中Fe作负极，石墨棒作正极，右侧电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑。由于平衡电荷的需要，盐桥中的Cl－向负极迁移，故NaCl溶液中c(Cl－)增大。

故答案为：2H＋+2e－=H2↑；增大；

②装置乙是电解装置，阴极(右侧)产生H2，同时根据总反应式可知Fe只能作阳极(左侧)。由已知条件知，在装置甲中，Fe作原电池的负极，在左侧，C作原电池的正极，在右侧。

故答案为：甲池中：左—Fe，右—C；乙池中：左—Fe，右—C

(2)装置丙中由于a点既与电解液接触，又与空气接触，故易生锈。装置丁中铁屑发生吸氧腐蚀，负极：Fe－2e－=Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，生成的离子继续反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O，由整个反应来看，最终铁屑表面会生成红棕色的铁锈，由于反应消耗氧气，因此试管内液面上升。

故答案为：a；生铁表面生成红棕色锈斑，试管内液面上升．