Question

【題目】全世界每年被腐蝕損耗的鋼鐵材料約占全年鋼鐵產(chǎn)量的十分之一．研究鋼鐵的腐蝕及防護(hù)有重要意義．回答下列問題：
（1）鋼鐵發(fā)生腐蝕的主要類型是電化學(xué)腐蝕，在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是 ， 正極反應(yīng)是 ．
（2）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)圖1實(shí)驗(yàn)探究鐵生銹的條件：

反應(yīng)4min后觀察，發(fā)現(xiàn)A處鐵絲依然光亮，B處鐵絲表面灰暗，D處鐵絲依然光亮．該實(shí)驗(yàn)說明鐵生銹主要與和有關(guān)；B、D處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比說明：決定鐵生銹的一個重要因素是 ．
（3）金屬及塑料制品表面鍍鉻不僅美觀還可提高金屬制品抗腐蝕性能．常見鍍鉻液由重鉻酸（H2Cr2O7）和催化劑硫酸組成．
①重鉻酸中，Cr元素的化合價為 ．
②鍍鉻時由CrO42﹣放電產(chǎn)生鉻鍍層．陰極的電極反應(yīng)式為 ．
（4）電鍍廢水中Cr2O72﹣具有高毒性，必須經(jīng)處理后才能排放．電解法處理含鉻的強(qiáng)酸性廢水的原理如圖2所示．
電解產(chǎn)生的Fe2+將Cr2O72﹣還原為Cr3+ ， 再隨著溶液pH的升高，便有Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀生成．
①圖中A為電源極；電解時陰極產(chǎn)生的氣體為（寫化學(xué)式）．
②寫出Fe2+與Cr2O72﹣反應(yīng)的離子方程式： ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe﹣2e﹣=Fe2+ （或 2Fe﹣4e﹣=2Fe2+）；2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣
（2）水；氧氣；氧氣的濃度
（3）+6；CrO42﹣+8H++6e﹣=Cr+4H2O
（4）正；H2；Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
【解析】解：（1）鋼鐵發(fā)生腐蝕的主要類型是電化學(xué)腐蝕，負(fù)極是鐵發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe﹣2e﹣=Fe2+ （或 2Fe﹣4e﹣=2Fe2+）；正極是氧氣得電子，生成氫氧根離子電極反應(yīng)式為：2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣ ， 所以答案是：Fe﹣2e﹣=Fe2+ （或 2Fe﹣4e﹣=2Fe2+）；2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣；（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明鐵生銹主要與 水和 氧氣有關(guān)．B、D處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比說明：決定鐵生銹快慢的一個重要因素是氧氣的濃度，氧氣濃度越大，鐵生銹速度越快；所以答案是：水；氧氣；氧氣的濃度；（3）①根據(jù)化合價代數(shù)和為0，重鉻酸中，Cr元素的化合價為+6價，所以答案是：+6；②鍍鉻時由CrO42﹣放電產(chǎn)生鉻鍍層，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為CrO42﹣+8H++6e﹣=Cr+4H2O，所以答案是：CrO42﹣+8H++6e﹣=Cr+4H2O；（4）①有Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀生成，說明單質(zhì)鐵放電，生成亞鐵離子，與Cr2O72﹣和CrO42﹣發(fā)生氧化還原，所以鐵為陽極，則A為正極；陰極是氫離子放電生成氫氣，化學(xué)式為H2 ， 所以答案是：正；H2；②二價鐵離子有還原性，Cr2O72﹣有強(qiáng)氧化性，二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，二價鐵離子被氧化成三價鐵離子，Cr2O72﹣被還原為Cr3+ ， 反應(yīng)方程式為：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，所以答案是：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)的相關(guān)知識，掌握金屬的保護(hù)：涂保護(hù)層；保持干燥；改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其穩(wěn)定；犧牲陽極的陰極保護(hù)法即用一種更為活潑的金屬與要保護(hù)的金屬構(gòu)成原電池；外加電源法．