Question

（1）鐵在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置探究鋼鐵的腐蝕和防護(hù)．
在相同條件下，三組裝置中鐵電極腐蝕最快的是

 

（填裝置序號）．該裝置中正極電極反應(yīng)式為

 

；為防止金屬Fe被腐蝕，效果最好的是為上述的

 

（填裝置序號）裝置原理進(jìn)行防護(hù)；裝置③中總反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）燃料電池作為新型電池，越來越多的應(yīng)用于日常生活，該學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下電池：將兩個(gè)多孔的石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH₄和O₂，構(gòu)成燃料電池．其中通入CH₄的電極是

 

極，電池工作期間，OH^-應(yīng)向

 

極移動．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）①裝置為原電池鐵為負(fù)極被腐蝕；②裝置為原電池鋅做負(fù)極被腐蝕，鐵做正極被保護(hù)；③裝置為電解池，鐵做陰極被保護(hù)；
（2）堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，原電池工作時(shí)，電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動．

解答： 解：（1））①裝置為原電池鐵為負(fù)極被腐蝕；②裝置為原電池鋅做負(fù)極被腐蝕，鐵做正極被保護(hù)；③裝置為電解池，鐵做陰極被保護(hù)；①組裝置中鐵電極腐蝕最快；正極反應(yīng)是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；②③裝置中鐵被保護(hù)，但裝置③中發(fā)生的是電解飽和食鹽水的反應(yīng)，陽極是氯離子失電子生成氯氣，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-，③保護(hù)最好，
故答案為：①；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；③； 2Cl^-+2H₂O

通電  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
（2）通入CH₄的電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，燃料電池工作時(shí)，溶液中的陰離子OH^-向負(fù)極移動；
故答案為：負(fù)；負(fù)．

點(diǎn)評：本題考查了金屬腐蝕與防護(hù)的方法和應(yīng)用，原電池電極反應(yīng)原理分析判斷，離子移向，原理的理解是關(guān)鍵，題目難度中等．