Question

（1）家用炒莱铁锅用水清洗放置后会出现红棕色的锈斑，某同学欲对其原理及条件进行分析。该同学准备了下列实验用品：20%的NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝碳棒、U形管、导线等；请设计一个实验方案验证铁被腐蚀的电极产物，简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式：__。

（2）将一铜棒和碳棒用导线连接后，插入盛有20%NaCl溶液的U形管中。

①若该装置不是原电池请说明原因：__________（如果回答此题，则下面的②不用回答）。

②若该装置是原电池，请采取适当的措施（电极材料、溶液浓度均不变）来提高电池的放电效率：__________。

Answer

用导线连接纯铁丝和碳棒后插入盛有20%NaCl溶液的U形管中，放置一段时间后，向插入纯铁丝的一端滴入1～2滴KSCN溶液，无明显变化，再滴入新制氯水，溶液显红色，证明负极有Fe2+生成，相关的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，向插入碳棒的一端滴入酚酞试液，溶液显红色，证明有OH-生成 向插入碳棒一侧的溶液中通入氧气或空气

【解析】

（1）为加速腐蚀，实验应选用20％的NaCl溶液作电解质溶液，以纯铁丝和碳棒作两极，分别对两极产物Fe2+和OH-进行检验，具体操作为：用导线连接纯铁丝和碳棒后插入盛有20%NaCl溶液的U形管中，放置一段时间后，向插入纯铁丝的一端滴入1～2滴KSCN溶液，无明显变化，再滴入新制氯水，溶液显红色，证明负极有Fe2+生成，相关的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3，向插入碳棒的一端滴入酚酞试液，溶液显红色，证明有OH-生成；

（2）铜、碳和食盐水符合原电池的构成条件而构成原电池，铜易失电子作负极，碳作正极，发生吸氧腐蚀，所以该装置是原电池；在正极上发生还原反应的是空气中的O2，要加快反应速率，可增大O2的浓度。