Question

18．钢铁工业是国家工业的基础．请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题．
（1）铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈（Fe₂O₃•x H₂O），写出铁发生电化学腐蚀时正极的电极反应（中性环境）：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（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离子方程式2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺．
（3）图1各个装置中铁棒被腐蚀由难到易的顺序是A．

A．D BCA   B、ABCD   C．DBAC    D．BCAD
（4）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置如图2：请回答：
B电极对应的金属是铁（写元素名称），A电极的电极反应式是Cu-2e^-=Cu²⁺．

Answer 1

分析 （1）钢铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极上氧气放电；
（2）铁锈和HCl反应生成铁离子，铁离子和Fe发生氧化还原反应生成亚铁离子；
（3）根据金属生锈的条件以及原电池和电解池的工作原理知识来回答判断；
（4）电镀时，镀层作阳极、镀件作阴极，阳极上金属材料失电子发生氧化反应．

解答 解：（1）钢铁在中性环境下发生吸氧腐蚀，正极上氧气放电：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）铁锈和HCl反应生成铁离子，铁离子和Fe发生氧化还原反应生成亚铁离子，离子方程式为2 Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，故答案为：2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺；
（3）C装置是铁的正常的腐蚀，A装置中，铁做负极，腐蚀速率加快；B和D装置中，铁均被保护，但由于外加电源的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法更强有力，故腐蚀由难到易的是：DBCA，故选A；
（4）电镀时，镀层Cu作阳极、镀件Fe作阴极，所以B的材料是Fe，阳极电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案为：铁；Cu-2e^-=Cu²⁺．

点评 本题考查金属的腐蚀与防护，明确原电池和电解池原理是解本题关键，知道金属腐蚀快慢顺序、钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀条件，题目难度不大．