Question

Ⅰ．钢铁工业是国家工业的基础．请回答钢铁腐蚀、防护过程中的有关问题．请写出钢铁在碱性、潮湿的环境下发生电化学腐蚀正极的电极反应式：______；图1中哪个装置示意图可防止铁棒被腐蚀______．

Ⅱ．某小组为研究电化学原理，设计如图2的装置．请回答下列问题：
（1）a和b不连接时，铁片上发生反应的离子方程式为______，此时能量转化形式主要是化学能转化为______能．
（2）a和b用导线连接时，外电路中的电子是从______电极流出（填“Fe”或“Cu”），______（填Cu²⁺或SO₄^2-）离子朝负极移动，Cu极所发生反应的电极反应式为______．
（3）现在要在铁片上镀一层金属铜，则a极要和直流电源的______（填“正极”或“负极”）连接；此时铜片上发生的电极反应式为______．

Answer

I．钢铁在碱性条件下发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子；金属作原电池正极或电解池阴极都能被保护；
Ⅱ．（1））a和b不连接时，会发生金属的化学腐蚀，根据化学反应知识来回答；
（2）a和b用导线连接时，形成原电池的工作原理，根据原电池的工作原理来回答；
（3）根据电镀吃的工作原理来回答．
【解析】
I．钢铁在碱性、潮湿的环境下发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，金属铁作原电池正极或电解池阴极都被保护而防止被腐蚀，A装置中铁作原电池负极加快铁腐蚀，B装置中铁作原电池正极被保护，在C装置中，金属铁和水以及少量的氧气接触，也会被腐蚀，D装置中铁作电解池阴极被保护，故选BD；
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；BD；
Ⅱ．（1））a和b不连接时，会发生金属铁的化学腐蚀，发生反应为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，此时化学能转化为热能，故答案为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu；热；
（2）a和b用导线连接时，形成原电池的工作原理，此时活泼金属铁为负极，金属铜为正极，外电路中的电子是从负极流向正极，在电解质中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极，故答案为：Fe；SO42-；Cu2++2e-=Cu；
（3）根据电镀池的工作原理：镀层金属Cu做阳极，发生失电子的氧化反应，Cu-2e-=Cu2+，镀件Fe作阴极，发生得电子的还原反应，故答案为：Cu-2e-=Cu2+．