题目内容
【题目】金属的腐蚀每年都造成很大的经济损失。回答下列问题。
（1）海边的铁制品比较容易生锈，是因为铁制品中含有 元素，和铁形成 ，发生吸氧腐蚀，其电极反应为：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-，
负极： ；请写出两种金属防护的方法 ， 。
（2）某小组对铁生锈进行研究，已知碱石灰有强的吸水性。
① 经过较长时间后，上述图中的铁钉最容易生锈的是 （填编号）
② 在铁钉的锈蚀过程中，Fe发生了 （填“氧化”或“还原”）反应
③ 由此实验可知，铁生锈的外部条件是
④ 为了防止铁钉生锈，该同学想在铁钉表面镀上一层金属，最好是
A．锡 B．铜 C．锌
【答案】（1）C；原电池；Fe－2e－＝Fe2+； 涂油漆 ； 涂油脂（包塑料层等合理答案都给分）
（2）①A ②氧化 ③ 潮湿的空气 ④ C
【解析】
试题（1）钢铁中含有Fe、C，Fe、C和海水构成原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，铁失电子生成亚铁离子，Fe－2e－＝Fe2+，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，氢氧根离子和亚铁离子生成氢氧化亚铁，所以铁加速被腐蚀，防止金属生锈的方法有：牺牲阳极的阴阳保护法、外加电流的阴极保护法、喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等其它方法使金属与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。（2）探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气中的氧气、水蒸气直接接触，经过较长时间后，上述图中的铁钉最容易生锈的是A，A试管中发生吸氧腐蚀，铁作负极，发生氧化反应；防止金属生锈的方法：牺牲阳极的阴阳保护法，用比铁更活泼的金属如锌作原电池负极。
【题目】K2Cr2O7是一种有致癌性的强氧化剂，含Cr2O72—的酸性工业废水必须经过处理才能排放。工业上通常采用Fe电极电解法处理，调节pH值使之以Cr(OH)3沉淀形式除去。某化学兴趣小组在实验室里探究了该处理工艺，具体实验日志如下：
I.原理探查
查阅文献发现，电解时阳极产生Fe2+，在阴极附近（如图），Cr2O72—被Fe2+还原成Cr3+，而Fe3+则在阴极表面还原为Fe2+，如此循环。
(1)用离子方程式表示Cr2O72—与Fe2+的反应：______________________________。
II.实验探究
实验一：探究不同电压对Cr2O72-降解效率的影响
各取6份100 mL 1 mol/L 酸性K2Cr2O7溶液，均以Fe为电极，分别用不同电压电解5 min。取电解后溶液10 mL，测定Cr2O72-的含量，所测溶液中Cr2O72-物质的量与电解电压关系如下图所示。（假设电解前后溶液体积不变）
(2)实验结果显示，最佳电解电压应选择_______V。
(3)电压为6 V时，用Cr2O72-表示5 min内平均反应速率为_________mol·L—1·min—1。
(4)当电压高于3 V时，阴阳两极在电解过程中不断有气泡产生，且测得体积比约等于2:1。因此，阳极产生气泡的电极反应式为：__________________________________。
实验二：探究其他影响Cr2O72-降解效率的因素
以1A电流电解500mL K2Cr2O7稀溶液，通电时间30min，考察影响Cr2O72-降解效率的其他因素。具体方法和数据如下表所示。
实验组 | ① | ② | ③ | ④ | |
加入硫酸铁 /g | 0 | 0 | 5.0 | 0 | |
加入浓硫酸 /mL | 0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
电极材料 | 阴极 | 石墨 | 石墨 | 石墨 | 石墨 |
阳极 | 石墨 | 石墨 | 石墨 | 铁 | |
Cr2O72-浓度 / mol·L-1 | 初始 | 0.00651 | 0.00651 | 0.00651 | 0.00651 |
结束 | 0.00645 | 0.00568 | 0.00516 | 0.00278 | |
(5)以上实验中，Cr2O72-降解效率最高的是实验组_____（填编号），该实验组阳极电极反应式为：__________________________________。
(6)对比②和③，Cr2O72-降解效率③＞②的原因是：__________________________。
(7)由实验组①和②，可认为Cr2O72-能直接在阴极放电还原，电极反应式为：__________________________________。
(8)法拉第提出了电解定律，为电化学的发展作出了巨大贡献。根据法拉第电解定律： Q=It=n(e-)F，[I为电流强度单位为A，t为时间单位为s,n(e-)为通过电路的电子的物质的量，F为法拉第常数（每摩电子电量，F＝96500 C·mol-1）]，则实验组②中的电流效率
＝______________。（保留三位有效数字；假设电解前后溶液体积不变，且没有副反应发生。）
