Question

（1）鐵在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應用．某研究性學習小組設計了如圖所示的裝置探究鋼鐵的腐蝕和防護．
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）裝置原理進行防護；裝置③中總反應的離子方程式為

 

．
（2）燃料電池作為新型電池，越來越多的應用于日常生活，該學習小組設計了如下電池：將兩個多孔的石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH₄和O₂，構成燃料電池．其中通入CH₄的電極是

 

極，電池工作期間，OH^-應向

 

極移動．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）①裝置為原電池鐵為負極被腐蝕；②裝置為原電池鋅做負極被腐蝕，鐵做正極被保護；③裝置為電解池，鐵做陰極被保護；
（2）堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為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，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，原電池工作時，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，電解質溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動．

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

通電  .

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

通電  .

H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
（2）通入CH₄的電極為負極，電極反應為：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：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，燃料電池工作時，溶液中的陰離子OH^-向負極移動；
故答案為：負；負．

點評：本題考查了金屬腐蝕與防護的方法和應用，原電池電極反應原理分析判斷，離子移向，原理的理解是關鍵，題目難度中等．