Question

9．金属是一种重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属，从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平．
（1）每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁的腐蚀也给人类带来了巨大的损失，铁在潮湿的空气中锈蚀主要属于电化学中的吸氧腐蚀；
（2）铝的活动性比铁强，但铝在空气中却比铁表现出良好的抗腐蚀性，如家庭中“钢精锅”是由铝合金做成的，它能长期使用的原因是铝表面形成致密的氧化膜；
（3）下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的是②（填序号）；
①衣架和电线外面包上一层塑料层以防锈；
②相同条件下，马口铁（表层镀锡）与白铁（表层镀锌）相比，马口铁更为耐用；
③在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新；
④在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上机油或黄油．
（4）炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含有氯化钠），第二天便出现红棕色的锈斑（该锈主要成分为Fe（OH）₃失水后的产物）．试用有关电极反应式、化学方程式表示Fe（OH）₃的生成过程．
负极：Fe-2e^-═Fe²⁺正极：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；电池总反应：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂；其它反应：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，以吸氧腐蚀较普遍；
（2）铝能在空气中形成一层致密的氧化膜；
（3）钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触；酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈，防止金属生锈的方法有：在金属表面涂一层油漆；在金属表面镀一层金属；根据原电池原理进行保护等；
（4）钢铁中碳、铁和电解质溶液构成原电池发生吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，负极上铁失去电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，二价铁离子和氢氧根离子生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁失去部分水生成铁锈．

解答 解：（1）电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，吸氧腐蚀的发生是当水膜呈弱酸性或中性时，析氢腐蚀是当水膜呈较强酸性时，故以吸氧腐蚀较普遍，故答案为：吸氧；
（2）铝能在空气中形成一层致密的氧化膜，保护着内部的铝不再受腐蚀，故答案为：致密的氧化膜；
（3）①衣架和电线外面包上一层塑料层以防锈，可以防止金属与空气接触，能防止金属被腐蚀，故①正确；
②相同条件下，马口铁中的铁作原电池负极，加快铁被腐蚀，白铁中的铁作原电池正极，能防止铁被腐蚀，所以白铁更为耐用，故②错误；
③在钢材制造的大型船舶上装上一定数量的锌块，Fe、Zn形成原电池时，Fe作正极被保护，故③正确；
④自行车的钢圈和车铃上镀上一层铬，摩擦部位加上机油或黄油，能防止金属与空气接触，可以防止生锈，故④正确；
故选②；
（4）中性溶液中，钢铁中碳、铁和电解质溶液构成原电池发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子生成二价铁离子，电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺；
正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，即总反应：电池总反应：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂；
氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，最后，氢氧化铁失去部分水生成带结晶水 的氧化铁Fe₂O₃．xH₂O，即铁锈的主要成分．
故答案为：负极：Fe-2e^-═Fe²⁺；正极：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
电池总反应：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂；
其它反应：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，

点评 本题考查了金属的腐蚀与防护，难度不大，明确酸性溶液中钢铁主要腐蚀析氢腐蚀，中性或碱性溶液中钢铁腐蚀吸氧腐蚀．