Question

【题目】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如图所示：

①写出石墨电极的电极反应式____________。

②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）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式_______________________。

（3）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意如图：

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。

Answer 1

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

【解析】

(1)①氯化钠溶液呈中性，在中性溶液中钢铁发生吸氧腐蚀，铁易失电子作负极，则石墨作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；

②作电解池阴极的铁被保护，所以将虚线中改为直流电源，且将铁连接原电池负极，这属于外加电源的阴极保护法，电子由负极经外电路流向正极，图示为，故答案为：；

③外加电源后石墨电极为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-═Cl2↑；

(2)铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了Fe3+，而后Fe与Fe3+会化合生成Fe2+，反应方程式为2FeCl3+Fe═3FeCl2，故答案为：2FeCl3+Fe═3FeCl2；

(3)①电镀时，镀层铜作阳极，镀件铁作阴极，所以A是铜，B是铁，阴极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu2++2e-═Cu，故答案为：铜；Cu2++2e-═Cu；

②阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后二者质量差为5.12g，二者质量差的一半为阴极析出的铜，则转移电子的物质的量=×2=0.08mol，故答案为：0.08。