Question

【題目】鋼鐵工業是國家工業的基礎，鋼鐵生銹現象卻隨處可見，為此每年國家損失大量資金。請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關問題。

（1）鋼鐵的電化學腐蝕原理如圖所示：

①寫出石墨電極的電極反應式____________。

②該裝置作簡單修改即可成為鋼鐵電化學防護的裝置，請在圖虛線框內所示位置作出修改，并用箭頭標出導線中電子流動方向____________。

③寫出修改后石墨電極的電極反應式________________。

（2）生產中可用鹽酸來除鐵銹。現將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被除盡后，溶液中發生的化合反應的化學方程式_______________________。

（3）在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕。裝置示意如圖：

①A電極對應的金屬是________(寫元素名稱)，B電極的電極反應式是_______。

②若電鍍前鐵、銅兩片金屬質量相同，電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為5.12g，則電鍍時電路中通過的電子為______mol。

Answer 1

【答案】O2+4e－+2H2O=4OH－2Cl－－2e－=Cl2↑2FeCl3+Fe=3FeCl2銅Cu2++2e－=Cu0.08

【解析】

(1)①氯化鈉溶液呈中性，在中性溶液中鋼鐵發生吸氧腐蝕，鐵易失電子作負極，則石墨作正極，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案為：O2+4e-+2H2O═4OH-；

②作電解池陰極的鐵被保護，所以將虛線中改為直流電源，且將鐵連接原電池負極，這屬于外加電源的陰極保護法，電子由負極經外電路流向正極，圖示為，故答案為：；

③外加電源后石墨電極為陽極，陽極上氯離子失電子生成氯氣，電極反應式為：2Cl--2e-═Cl2↑，故答案為：2Cl--2e-═Cl2↑；

(2)鐵銹的主要成分為氧化鐵的水合物，與鹽酸反應后生成了Fe3+，而后Fe與Fe3+會化合生成Fe2+，反應方程式為2FeCl3+Fe═3FeCl2，故答案為：2FeCl3+Fe═3FeCl2；

(3)①電鍍時，鍍層銅作陽極，鍍件鐵作陰極，所以A是銅，B是鐵，陰極上銅離子得電子生成銅，電極反應式為Cu2++2e-═Cu，故答案為：銅；Cu2++2e-═Cu；

②陽極上銅失電子發生氧化反應，陰極上銅離子得電子發生還原反應，若電鍍前鐵、銅兩片金屬質量相同，電鍍完成后二者質量差為5.12g，二者質量差的一半為陰極析出的銅，則轉移電子的物質的量=×2=0.08mol，故答案為：0.08。