Question

【題目】(1)蓄電池是一種反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)如下：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。

①此蓄電池在充電時(shí)，電池負(fù)極應(yīng)與外加電源的___極連接，電極反應(yīng)式為__________。

②放電時(shí)生成Ni(OH)2的一極，在充電時(shí)發(fā)生_______反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)

(2)按如圖所示裝置進(jìn)行下列不同的操作

①將K1 、K2、 K3分別只關(guān)閉一個(gè)，則鐵的腐蝕的速度最快的是只閉合_____(填“K1”或 “K2”或“K3”，下同)，為減緩鐵的腐蝕， 只閉合_____，該防護(hù)法稱為__________________________。

②只閉合K3，當(dāng)鐵棒質(zhì)量減少5.6g時(shí)，石墨電極消耗的氣體體積為__________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

Answer 1

【答案】負(fù) Fe (OH)2＋2 e－＝Fe＋2OH－ 氧化 K1 K2 外加電源陰極保護(hù)法(或陰極電保護(hù)法) 1.12L

【解析】

（1）①此蓄電池在充電時(shí)，電池負(fù)極應(yīng)與外加電源的負(fù)極連接作陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)；

②根據(jù)電池總反應(yīng)NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2中，充放電過程中Ni的化合價(jià)升降變化，判斷電極發(fā)生的反應(yīng)類型。

（2）①只閉合K1為電解池，鐵做陽極，鐵失電子生成亞鐵離子，由于電源不斷提供電子，鐵電極腐蝕較快；只閉合K2為電解池，鐵做陰極，被保護(hù)，不被腐蝕；只閉合K3為原電池，鐵做負(fù)極，鐵失去電子生成亞鐵離子發(fā)生吸氧腐蝕，則鐵的腐蝕的速度最快的是只閉合K1；只閉合K2為電解池，鐵做陰極，被保護(hù)，不被腐蝕，該防護(hù)法稱為外加電源的陰極保護(hù)法；

②只閉合K3為原電池，鐵做負(fù)極，鐵失去電子生成亞鐵離子發(fā)生吸氧腐蝕，電極反應(yīng)為：Fe-2e-= Fe2+，當(dāng)鐵棒質(zhì)量減少5.6g時(shí)，算出反應(yīng)掉鐵的物質(zhì)的量，即鐵棒減少0.1mol，共轉(zhuǎn)移0.2mol電子，石墨電極上，氧氣得電子與水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)為：2H2O+O2+4e-=4OH-，根據(jù)得失電子守恒，轉(zhuǎn)移0.2mol電子消耗氧氣的物質(zhì)的量為=0.05mol，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下，石墨電極消耗的氧氣的體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L。

(1)①此蓄電池在充電時(shí)，電池負(fù)極應(yīng)與外加電源的負(fù)極連接作陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：Fe(OH)2+2e-═Fe+2OH-，

故答案為：負(fù)；Fe(OH)2+2e-═Fe+2OH-；

②根據(jù)電池總反應(yīng)NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2，放電時(shí)NiO2轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，Ni的化合價(jià)由+4價(jià)降低為+2價(jià)，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，該電極為正極，在充電時(shí)該電極發(fā)生的反應(yīng)為放電時(shí)的逆過程，即發(fā)生氧化反應(yīng)，

答案為：氧化；

(2)①只閉合K1為電解池，鐵做陽極，鐵失電子生成亞鐵離子，由于電源不斷提供電子，鐵電極腐蝕較快；只閉合K2為電解池，鐵做陰極，被保護(hù)，不被腐蝕；只閉合K3為原電池，鐵做負(fù)極，鐵失去電子生成亞鐵離子發(fā)生吸氧腐蝕，則鐵的腐蝕的速度最快的是只閉合K1；只閉合K2為電解池，鐵做陰極，被保護(hù)，不被腐蝕，該防護(hù)法稱為外加電源的陰極保護(hù)法，

答案為：K1；K2；外加電源陰極保護(hù)法(或陰極電保護(hù)法)；

②只閉合K3為原電池，鐵做負(fù)極，鐵失去電子生成亞鐵離子發(fā)生吸氧腐蝕，電極反應(yīng)為：Fe-2e-= Fe2+，當(dāng)鐵棒質(zhì)量減少5.6g時(shí)，即鐵棒減少=0.1mol，共轉(zhuǎn)移0.2mol電子，石墨電極上，氧氣得電子與水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)為：2H2O+O2+4e-=4OH-，根據(jù)得失電子守恒，轉(zhuǎn)移0.2mol電子消耗氧氣的物質(zhì)的量為=0.05mol，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下，石墨電極消耗的氧氣的體積為0.05mol×22.4L/mol=1.12L，

答案為：1.12L。