①写出石墨电极的电极反应式:　　　　　　　　　。

②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置,请在如图虚线框内所示位置作出修改,并用箭头标出导线中电子流动方向。

③写出修改后石墨电极的电极反应式:　　　　　　　　　　　　　　　　。

解析:(1)CH4在负极上被氧化,O2在正极上被还原,电解质溶液为KOH溶液,在书写电极反应式时注意电极产物在溶液中能否存在。

　　(2)在钢铁的电化学腐蚀中,石墨为正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-。可用外加电流阴极保护法来保护铁,即将铁连接外电源的负极,作为电解池的阴极,石墨接正极,作为电解池的阳极,阳极电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑。

答案:(1)①向右　②2H2O+O2+4e-4OH-

　　CH4-8e-+10OH-CO_3^2"-" +7H2O　CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O

　　(2)①O2+4e-+2H2O4OH-

　　②　③2Cl--2e-Cl2↑

6.某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性,他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目:

方案Ⅰ:有人提出将大小相等的铁片和铜片,分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中,观察产生气泡的快慢,据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为　　　　　　　　　　。

方案Ⅱ:有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池,以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图,标出原电池的电极材料和电解质溶液,并写出电极反应式。

正极:　;

负极:　。

方案Ⅲ:结合你所学的知识,帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)

　,

用离子方程式表示其反应原理:

　。

方案Ⅳ:请运用所给电极材料和电解质溶液并结合原电池原理设计实验,验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱。请写出电极反应式,负极　　　　　　,正极　　　　　　,并在方框内画出实验装置图,标出正、负极。

解析:方案Ⅰ:铁可以和稀硫酸(或稀盐酸)反应生成H2,而Cu在金属活动性顺序中位于H的后面,不能置换出酸中的氢。

　　方案Ⅱ:利用原电池原理证明金属活动性Fe>Cu,可以把铁片作为原电池的负极,铜片作为原电池的正极,稀硫酸作电解质溶液,按要求组成闭合回路,画出装置图,并写出相应的电极反应式。也可以设计盐桥组成原电池。

　　方案Ⅲ:可以利用金属与盐溶液的置换反应验证金属的活动性。把铁片插入CuSO4溶液中观察现象。

　　方案Ⅳ:利用Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+设计原电池。

答案:方案Ⅰ:Fe+2H+Fe2++H2↑

方案Ⅱ: