Question

鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)，鋼鐵生銹現(xiàn)象卻隨處可見，為此每年國(guó)家損失大量資金．請(qǐng)回答鋼鐵腐蝕與防護(hù)過程中的有關(guān)問題．

（1）鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理，在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕，在中性或堿性環(huán)境中發(fā)生吸氧腐蝕．
①分別寫出圖1中鐵電極和石墨電極的電極反應(yīng)式：

 

．
②將該裝置作簡(jiǎn)單修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的裝置，請(qǐng)?jiān)趫D1虛線框內(nèi)所示位置作出修改，并用箭頭標(biāo)出導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向．
③寫出修改后石墨電極的電極反應(yīng)式

 

．
（2）工業(yè)上常用鹽酸除去鐵銹．現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，溶液中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式有

 

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（3）在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵制品的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置示意如圖2：
①A電極對(duì)應(yīng)的金屬是（寫元素名稱）

 

，B電極的電極反應(yīng)式是

 

；
②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后將它們?nèi)〕鱿磧�、烘干、稱量，二者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時(shí)電路中通過的電子為

 

mol．
③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說明原因

 

．

Answer 1

分析：（1）①電解質(zhì)為NaCl，為中性，發(fā)生吸氧腐蝕；
②Fe作電解池的陰極被保護(hù)；
③石墨作陽極，氯離子在陽極上失電子；
（2）氧化鐵、鐵都能與鹽酸反應(yīng)，鐵與氯化鐵也反應(yīng)生成氯化亞鐵；
（3）①電鍍時(shí)，鍍層作陽極，鍍件作陰極，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②陽極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后二者質(zhì)量差為5.12g，二者質(zhì)量差的一半為陰極析出的銅，根據(jù)銅和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
③作原電池負(fù)極的鐵易被腐蝕；

解答：解：（1）①電解質(zhì)為NaCl，為中性，發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-═Fe²⁺；正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
故答案為：Fe-2e^-═Fe²⁺；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
②Fe作電解池的陰極被保護(hù)，所以給該裝置加外接電源，而且負(fù)極與鐵相連，電子從電源的負(fù)極流向鐵，其圖為；
故答案為：；
③石墨作陽極，氯離子在陽極上失電子；
（2）氧化鐵、鐵都能與鹽酸反應(yīng)，鐵與氯化鐵也反應(yīng)生成氯化亞鐵，則生銹的鐵片放入鹽酸中，溶液中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式有Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂；2FeCl₃+Fe═3FeCl₂；
故答案為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；Fe+2HCl=FeCl₂+H₂；2FeCl₃+Fe═3FeCl₂；
（3）①在鐵件的表面鍍銅的電鍍池中，作陽極的是鍍層金屬銅；在鐵件的表面鍍銅的電鍍池中，做陰極的是待鍍金屬鐵，該極上金屬陽離子銅離子發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Cu²⁺+2e^-=Cu，故答案為：銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②陽極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，若電鍍前鐵、銅兩片金屬質(zhì)量相同，電鍍完成后二者質(zhì)量差為5.12g，二者質(zhì)量差的一半為陰極析出的銅，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

5.12g 2

64g/mol

=0.08mol，
故答案為：0.08；
③鍍銅鐵破損后，金屬鐵為負(fù)極，鍍鋅鐵破損后，金屬鐵是正極，在原電池中，負(fù)極金屬更易被腐蝕，所以鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，
故答案為：鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬的腐蝕與防護(hù)，準(zhǔn)確把握原電池和電解池原理是解本題關(guān)鍵，知道作原電池負(fù)極和電解池陽極的金屬易被腐蝕，難度中等．