Question

钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质，在潮湿的空气中容易形成原电池，发生电化学腐蚀。

I．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有氯化铵（显酸性）溶液和食盐水，各加入生铁块，放置一段时间均被腐蚀，这两种腐蚀都属于_________腐蚀。（填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”）

（1）红墨水柱两边的液面变为左低右高，则______（填“a”或“b”）边盛有食盐水。

（2）b试管中铁发生的是______腐蚀，（填“析氢腐蚀”或“吸氧腐蚀”）生铁中碳上发生的电极反应式___________。

Ⅱ．下图装罝的盐桥中盛有饱和NH₄NO₃琼脂溶液，能够连接两份电解质溶液，形成闭合回路：

（1）该装置的能量转化形式为：__________，装置工作时，盐桥中的NH₄⁺移向 __________。(“CuSO₄溶液”或“AgNO₃溶液”)

（2）若将盐桥换成铜丝，电路中也有电流通过，则铜丝左端为_________极，该极反应式为：__________________________________。

Answer

电化学 b 吸氧 O2+2H2O+4e-=4OH- 化学能转化为电能 AgNO3溶液 阴 Cu2++2e-=Cu

【解析】试题分析：I．钢铁是合金在水溶液中构成原电池易发生电化学腐蚀，在酸性溶液中发生析氢腐蚀、在中性或碱性溶液中发生吸氧腐蚀；Ⅱ．（1） 该装置是原电池，铜的活泼性大于银，所以铜是负极、银是正极，原电池中阳离子移向正极；（2）若将盐桥换成铜丝，左池中两个电极相同，构成电解池；右池中两个电极不同，构成原电池，铜是负极、银是正极。

解析：根据以上分析，I．钢铁在氯化铵（显酸性）溶液和食盐水中都能构成原电池，都属于电化学腐蚀腐蚀。

（1）红墨水柱两边的液面变为左低右高，说明a中气体增多发生析氢腐蚀、b中气体减少发生吸氧腐蚀，则b盛有食盐水。

（2）b试管中铁发生的是吸氧腐蚀，生铁中碳是正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-。

Ⅱ．（1） 该装置是原电池，将化学能转化为电能；铜的活泼性大于银，所以铜是负极、银是正极，原电池中阳离子移向正极，装置工作时，盐桥中的NH4+移向 AgNO3溶液；（2）若将盐桥换成铜丝，左池中两个电极相同，构成电解池；右池中两个电极不同，构成原电池，铜是负极、银是正极。铜丝左端为与原电池的负极相连，所以铜丝左端为电解池的阴极，阴极是铜离子得电子生成铜，阴极反应式为Cu2++2e-=Cu。