Question

某研究小組對鐵生銹進行研究：
（1）經(jīng)過較長時間后，甲同學觀察到的現(xiàn)象是：圖1中的鐵釘最容易生銹的是

A

（填字母），鐵銹的主要成分是

Fe₂O₃（或Fe₂O₃?xH₂O）

．
（2）根據(jù)實驗條件判斷，在鐵釘?shù)匿P蝕過程中，正極的電極反應(yīng)為

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

．
（3）鐵生銹的外部條件是

潮濕的空氣（或氧氣與水）

；在此條件下，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₂的電池反應(yīng)方程式為

2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂

．
（4）若為了防止鐵釘生銹，該小組同學想在鐵釘表面鍍上一層金屬，該金屬最好是

C

．
A．錫         B．銅         C．鋅
（5）鋼鐵容易腐蝕，工業(yè)生產(chǎn)中常需對鋼鐵進行“發(fā)藍”處理，以有效避免或減緩鋼鐵的腐蝕．所謂“發(fā)藍”，就是在鋼鐵零件等進行氧化處理，使其表面形成一層致密的藍黑色氧化膜．發(fā)藍處理過程可表示如圖2所示：
①步驟Ⅲ用除銹液（15%的硫酸溶液）浸泡鐵件的目的在于除去鐵表面的鐵銹，該步反應(yīng)的離子方程式為

Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O

．
②為檢驗經(jīng)過步驟Ⅳ處理的鐵件是否合格，常往成品表面滴上5%的硫酸銅溶液，如果成品不合格（即鐵件表面有微小松孔，未形成致密的氧化膜），一段時間將觀察到的現(xiàn)象為

鐵制品表面有紅色固體析出

．
③除銹后的鐵件在發(fā)藍液（NaNO₂、NaNO₃及NaOH組成的混合液）中浸泡（步驟IV），發(fā)生了復(fù)雜的化學反應(yīng)：
反應(yīng)一：

3

Fe+

1

NaNO₂+

5

NaOH-

3

Na₂FeO₂+

1

H₂O+

1

NH₃↑
反應(yīng)二：8Fe+3NaNO₃+5NaOH+2H₂O=4Na₂Fe₂O₄+3NH₃↑
反應(yīng)三：Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄+2H₂O=Fe₃O₄+4NaOH
配平“反應(yīng)一”的化學方程式（將系數(shù)直接填在橫線上）．若要循環(huán)使用發(fā)藍液，從理論角度分析，需要往使用過的發(fā)藍液中

A

．
A．只需加入NaNO₂
B．只需加入NaNO₂和NaNO₃
C．需要加入NaNO₂、NaNO₃和NaOH
D．不需加入任何物質(zhì)而直接使用．

Answer 1

分析：（1）鐵在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學腐蝕，隔絕空氣或在干燥的空氣中難以形成原電池反應(yīng)；
（2）鐵活潑，易失去電子而被氧化；
（3）鐵在潮濕的空氣中易形成原電池反應(yīng)而被氧化；
（4）鋅比鐵活潑，當鍍層破損后，易腐蝕鋅而保護鐵；
（5）①稀硫酸、洗鹽酸會與鐵制品表面上的銹發(fā)生反應(yīng)，可用于除銹；
②鐵能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，可觀察到鐵絲表面出現(xiàn)紅色固體，溶液由藍色逐漸變?yōu)闊o色；
③根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒來配平方方程式，根據(jù)化學方程這消耗的物質(zhì)的情況來回答．

解答：解：（1）A、鐵在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學腐蝕；B、植物油隔絕空氣，鐵難以腐蝕，；C、堿石灰吸水，在干燥的空氣中鐵難以腐蝕，鐵銹的主要成分是Fe₂O₃（或 Fe₂O₃?xH₂O），故答案為：A；Fe₂O₃（或 Fe₂O₃?xH₂O）；
（2）負極上鐵為活潑金屬，易失去電子而被氧化，正極上是氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）鐵在潮濕的空氣中易形成原電池反應(yīng)，發(fā)生吸氧腐蝕而被氧化，故答案為：潮濕的空氣；
（4）在鐵表面鍍上一層鋅，鋅比鐵活潑，當鍍層破損后，易腐蝕鋅而保護鐵，故答案為：C；
（5）①稀硫酸、洗鹽酸會與鐵制品表面上的銹發(fā)生反應(yīng)，可用于除銹，氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，鐵銹與硫酸反應(yīng)的實質(zhì)為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，
故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
②鐵能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，反應(yīng)的方程式為Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu，故答案為：鐵制品表面有紅色固體析出；
③鐵元素化合價升高了2價，氮元素的化合價降低了6價，所以鐵元素的前邊系數(shù)是3，氮元素前邊系數(shù)是1，根據(jù)元素守恒，配平水以及氫氧化鈉的系數(shù)，若要循環(huán)使用發(fā)藍液，從理論角度分析，需要往使用過的發(fā)藍液中加入亞硝酸鈉即可，選A，故答案為：3；1；5；3；1；1；A．

點評：本題考查金屬腐蝕的化學原理，題目難度不大，注意金屬發(fā)生電化學腐蝕和化學腐蝕的區(qū)別，以及形成電化學腐蝕的條件．