题目

题型：不详难度：来源：

钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大 量 资金．请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题．

（1）钢铁的电化学腐蚀原理，在酸性环境中发生析氢腐蚀，在中性或碱性环境中发生吸氧腐蚀。
①分别写出图1中铁电极和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，请在图1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                。
（2）工业上常用盐酸除去铁锈．现将一生锈的铁片放入盐酸中，溶液中可能发生的化学反应的化学方程式有                                  。
（3）在实际生产中，可在铁制品的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意如图2：
①A电极对应的金属是（写元素名称）      ，B电极的电极反应式是                   ，
②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为      mol 。
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因         。

答案

（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铜   Cu²⁺+2e^-═Cu （2分）② 0.08mol（2分）
③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀（2分）

解析

试题分析：（1）①图1为原电池，Fe作负极，发生Fe-2e^- =Fe²⁺石墨作正极，发生O₂+4e^-+2H₂O=4OH；②利用阴极保护法，在虚线框内添加外电源，使铁作阴极，电子流动方向与电流相反，
③修改后石墨为阳极，氯离子放电，2Cl^--2e^-=Cl₂↑
（2）铁锈成分为Fe₂O₃，可与盐酸反应：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，铁与盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，FeCl₃与Fe反应：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂
（3）①铁制品表面镀铜，则铁做阴极铜作阳极，A电极是阳极，应为铜，B电极是铜离子的电子还原为铜，反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu；
②二者质量差为5.12g，说明有2.56g铜被氧化，转移电子物质的量2.56g/64g/mol×2=0.08mol③镀铜铁中铁比铜活泼，镀层破换后在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀