题目内容

(1)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀.在空气酸度不大的环境中,该原电池的负极是
Fe
Fe
,负极反应式为
2Fe-4e-═2Fe2+
2Fe-4e-═2Fe2+
;正极是
C
C
,正极反应式为
O2+2H2O+4e-═4OH-
O2+2H2O+4e-═4OH-

(2)下列装置中,能对Fe片腐蚀起防护作用的有(用序号表示)
(3)(4)
(3)(4)
分析:(1)钢铁混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,中性或弱酸性条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,酸性环境下,钢铁发生析氢腐蚀,无论析氢腐蚀、还是吸氧腐蚀,负极上都是铁失电子发生氧化反应,析氢腐蚀,正极上氢离子得电子发生还原反应,吸氧腐蚀正极上氧气得电子发生还原反应;
(2)装置为原电池锌做负极被腐蚀,铁做正极被保护;装置为电解池,铁做阴极被保护;
解答:解:(1)钢铁在空气酸度不大的环境中,形成原电池发生吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,负极上铁电极反应式为:2Fe-4e-═2Fe2+,正极碳上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H20+4e-═40H-
故答案为:Fe;2Fe-4e-═2Fe2+;C;O2+2H2O+4e-═4OH-
(2)(1)该装置铁未作任何保护,故不选;
(2)该装置为原电池,铁的金属活动性比锡强,铁为原电池的负极,铁腐蚀得更快,故不选;
(3)该装置为原电池锌做负极被腐蚀,铁做正极被保护,故选;
(4)该装置为电解池,铁做阴极被保护,故选;
(5)该装置为电解池,铁做阳极腐蚀得更快,故不选;
故答案为:(3)(4);
点评:本题考查了电化学有关知识,作原电池负极或电解池阳极的金属易被腐蚀,明确原电池的工作原理、掌握金属腐蚀原理是解本题关键,题目难度不大.
练习册系列答案
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某研究小组对铁生锈进行研究:
(1)经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:图1中的铁钉最容易生锈的是
A
A
(填字母),铁锈的主要成分是
Fe2O3(或Fe2O3?xH2O)
Fe2O3(或Fe2O3?xH2O)

(2)根据实验条件判断,在铁钉的锈蚀过程中,正极的电极反应为
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

(3)铁生锈的外部条件是
潮湿的空气(或氧气与水)
潮湿的空气(或氧气与水)
;在此条件下,铁钉发生吸氧腐蚀转化为Fe(OH)2的电池反应方程式为
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

(4)若为了防止铁钉生锈,该小组同学想在铁钉表面镀上一层金属,该金属最好是
C
C

A.锡         B.铜         C.锌
(5)钢铁容易腐蚀,工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理,以有效避免或减缓钢铁的腐蚀.所谓“发蓝”,就是在钢铁零件等进行氧化处理,使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜.发蓝处理过程可表示如图2所示:
①步骤Ⅲ用除锈液(15%的硫酸溶液)浸泡铁件的目的在于除去铁表面的铁锈,该步反应的离子方程式为
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

②为检验经过步骤Ⅳ处理的铁件是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,如果成品不合格(即铁件表面有微小松孔,未形成致密的氧化膜),一段时间将观察到的现象为
铁制品表面有红色固体析出
铁制品表面有红色固体析出

③除锈后的铁件在发蓝液(NaNO2、NaNO3及NaOH组成的混合液)中浸泡(步骤IV),发生了复杂的化学反应:
反应一:
3
3
Fe+
1
1
NaNO2+
5
5
NaOH-
3
3
Na2FeO2+
1
1
H2O+
1
1
NH3
反应二:8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3
反应三:Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH
配平“反应一”的化学方程式(将系数直接填在横线上).若要循环使用发蓝液,从理论角度分析,需要往使用过的发蓝液中
A
A

A.只需加入NaNO2
B.只需加入NaNO2和NaNO3
C.需要加入NaNO2、NaNO3和NaOH
D.不需加入任何物质而直接使用.

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