Question

（1）未用食用油炒咸菜的鐵鍋如果沒有洗凈，不久會出現紅褐色銹斑．則鐵鍋的銹蝕屬于

吸氧

腐蝕（填“析氫”或“吸氧”）；該腐蝕正極的電極反應式為

2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-

；此反應每轉移2mol電子消耗的O₂在標準狀況下的體積為

11.2

L．
（2）某同學用碳棒、銅棒和稀硫酸為原材料，實現了在通常條件下不能發生的反應：
Cu+H₂SO₄（�。�=CuSO₄+H₂↑．
請在方框中畫出能夠實驗這一反應的裝置圖（作必要的標注）

；某同學做該實驗時，看到碳棒上有氣泡產生，銅棒上氣泡更多且沒有被腐蝕，其原因是

兩極與電源的正負極接反了，銅棒接電源的負極

．

Answer 1

分析：（1）中性或弱酸性條件下，鋼鐵發生吸氧腐蝕；鐵、碳和電解質溶液構成原電池，鐵易失電子作負極，碳作正極，正極上氧氣得電子發生還原反應；
（2）不能自發進行的氧化還原反應可以設計成電解池；某同學在做一定條件下銅與稀硫酸的反應實驗時，看到碳棒上有氣泡產生，但銅棒卻沒有被腐蝕，則銅棒上得電子發生還原反應，碳棒上失電子發生氧化反應．

解答：解：（1）弱酸或中性條件下，鋼鐵發生吸氧腐蝕，鐵、碳和電解質溶液構成原電池，鐵作負極，碳作正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，依據電極反應計算，此反應每轉移2mol電子消耗的O₂ 物質的量為0.5mol，在標準狀況下的體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
故答案為：吸氧；2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；11.2；

（2）不能自發進行的氧化還原反應可以設計成電解池而實現該反應，Cu+H₂SO₄（�。�=CuSO₄+H₂↑中稀硫酸和銅不反應，可以把其設計成電解池，陽極上銅失電子發生氧化反應，陰極上氫離子得電子生成氫氣，可以選用石墨或導電的金屬作陽極，根據方程式知，用稀硫酸作電解質溶液，該裝置如圖所示：，

設計的電解池中，如果銅作陽極，碳作陰極，稀硫酸作電解質溶液，電解池工作時，陽極上銅失電子發生氧化反應，陰極上氫離子得電子發生還原反應，實際上某同學在做一定條件下銅與稀硫酸的反應實驗時，看到碳棒上有氣泡產生，但銅棒卻沒有被腐蝕，說明銅電極上氫離子得電子發生還原反應，碳棒上氫氧根離子失電子生成氧氣，則碳棒作陽極，銅作陰極，所以兩極與電源的正負極接反了，銅棒接電源的負極；
故答案為：；兩極與電源的正負極接反了，銅棒接電源的負極．

點評：本題考查了金屬的電化學腐蝕及電解池原理，明確鋼鐵所處環境的酸堿性即可確定其電化學腐蝕類型，難度不大．