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量的十分之一．研究鋼鐵的腐蝕及防護有重要意義．回答下列問題：
（1）鋼鐵發生腐蝕的主要類型是電化學腐蝕，在電化學腐蝕中，負極反應是 ， 正極反應是 ．
（2）某實驗小組設計圖1實驗探究鐵生銹的條件：

反應4min后觀察，發現A處鐵絲依然光亮，B處鐵絲表面灰暗，D處鐵絲依然光亮．該實驗說明鐵生銹主要與和有關；B、D處實驗現象對比說明：決定鐵生銹的一個重要因素是 ．
（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元素的化合價為 ．
②鍍鉻時由CrO42﹣放電產生鉻鍍層．陰極的電極反應式為 ．
（4）電鍍廢水中Cr2O72﹣具有高毒性，必須經處理后才能排放．電解法處理含鉻的強酸性廢水的原理如圖2所示．
電解產生的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；電解時陰極產生的氣體為（寫化學式）．
②寫出Fe2+與Cr2O72﹣反應的離子方程式： ．

Answer 1

【答案】
（1）Fe﹣2e﹣=Fe2+ （或 2Fe﹣4e﹣=2Fe2+）；2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣
（2）水；氧氣；氧氣的濃度
（3）+6；CrO42﹣+8H++6e﹣=Cr+4H2O
（4）正；H2；Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
【解析】解：（1）鋼鐵發生腐蝕的主要類型是電化學腐蝕，負極是鐵發生氧化反應，電極反應式為：Fe﹣2e﹣=Fe2+ （或 2Fe﹣4e﹣=2Fe2+）；正極是氧氣得電子，生成氫氧根離子電極反應式為：2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣ ， 所以答案是：Fe﹣2e﹣=Fe2+ （或 2Fe﹣4e﹣=2Fe2+）；2H2O+O2+4e﹣=4OH﹣；（2）實驗現象說明鐵生銹主要與 水和 氧氣有關．B、D處實驗現象對比說明：決定鐵生銹快慢的一個重要因素是氧氣的濃度，氧氣濃度越大，鐵生銹速度越快；所以答案是：水；氧氣；氧氣的濃度；（3）①根據化合價代數和為0，重鉻酸中，Cr元素的化合價為+6價，所以答案是：+6；②鍍鉻時由CrO42﹣放電產生鉻鍍層，陰極發生還原反應，其電極反應式為CrO42﹣+8H++6e﹣=Cr+4H2O，所以答案是：CrO42﹣+8H++6e﹣=Cr+4H2O；（4）①有Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀生成，說明單質鐵放電，生成亞鐵離子，與Cr2O72﹣和CrO42﹣發生氧化還原，所以鐵為陽極，則A為正極；陰極是氫離子放電生成氫氣，化學式為H2 ， 所以答案是：正；H2；②二價鐵離子有還原性，Cr2O72﹣有強氧化性，二者能發生氧化還原反應，二價鐵離子被氧化成三價鐵離子，Cr2O72﹣被還原為Cr3+ ， 反應方程式為：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，所以答案是：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解金屬的電化學腐蝕與防護的相關知識，掌握金屬的保護：涂保護層；保持干燥；改變金屬的內部結構，使其穩定；犧牲陽極的陰極保護法即用一種更為活潑的金屬與要保護的金屬構成原電池；外加電源法．