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)下列實(shí)驗(yàn)探究鐵生銹的條件：

反應(yīng)4 min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(gè)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(jià)為________。

②鍍鉻時(shí)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)酸性廢水的原理如右圖所示。

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(shí)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（1分）；氧氣（1分）；氧氣的濃度（2分）

(3)①+6（1分）②CrO42- + 8H++ 6e-=Cr +4H2O(2分)

(4)①正；H2②6Fe2+ +Cr2O72- +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】

試題分析：(1)鋼鐵發(fā)生腐蝕的主要類型是電化學(xué)腐蝕，主要為吸氧腐蝕，金屬鐵做負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+ 正極是溶解在溶液中的氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH- ；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出鐵生銹主要與氧氣和水有關(guān)；當(dāng)水為定值時(shí)，主要看氧氣的濃度；

（3）①根據(jù)化合價(jià)法則，H2Cr2O7中，Cr元素的化合價(jià)為+6，鍍鉻時(shí)由CrO42-放電產(chǎn)生鉻鍍層。陰極發(fā)生還原反應(yīng)，+6價(jià)Cr還原為0價(jià)Cr；根據(jù)電子得失守恒：CrO42- + 8H++ 6e-=Cr +4H2O；

（4）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。說明金屬鐵做陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，變?yōu)?/span>Fe2+，圖中A為電源正極，陰極產(chǎn)生的氣體為H2；Fe2+被Cr2O72-氧化為Fe3+ ；Cr2O72-還原為Cr3+，根據(jù)電荷守恒，寫出6Fe2+ +Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；