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(guò)程中的有關(guān)問(wèn)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                                  。
（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)〕鱿磧簟⒑娓�、稱量，二者質(zhì)量差為5.12g，則電鍍時(shí)電路中通過(guò)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(shuō)明原因         。

Answer 1

（1）①Fe-2e^- =Fe²⁺    O₂+4e^-+2H₂O=4OH^- （2分）
 ② （2分）③2Cl^--2e^-=Cl₂↑（1分）
（2）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑ 2FeCl₃+Fe=3FeCl₂（3分）
（3）①銅   Cu²⁺+2e^-═Cu （2分）② 0.08mol（2分）
③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（2分）

試題分析：（1）①圖1為原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，發(fā)生Fe-2e^- =Fe²⁺石墨作正極，發(fā)生O₂+4e^-+2H₂O=4OH；②利用陰極保護(hù)法，在虛線框內(nèi)添加外電源，使鐵作陰極，電子流動(dòng)方向與電流相反，
③修改后石墨為陽(yáng)極，氯離子放電，2Cl^--2e^-=Cl₂↑
（2）鐵銹成分為Fe₂O₃，可與鹽酸反應(yīng)：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，鐵與鹽酸反應(yīng)：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，F(xiàn)eCl₃與Fe反應(yīng)：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂
（3）①鐵制品表面鍍銅，則鐵做陰極銅作陽(yáng)極，A電極是陽(yáng)極，應(yīng)為銅，B電極是銅離子的電子還原為銅，反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu；
②二者質(zhì)量差為5.12g，說(shuō)明有2.56g銅被氧化，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量2.56g/64g/mol×2=0.08mol③鍍銅鐵中鐵比銅活潑，鍍層破換后在潮濕環(huán)境中形成原電池，鐵為負(fù)極，加速鐵的腐蝕