题目内容

金属的腐蚀在生产、生活中很常见,请回答以下问题.
(1)如图1所示水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天发现试管内液面下降,则原溶液呈
 
性,发生
 
 (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀,正极反应式为:
 
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(2)钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一.在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀.装置示意图如2:
请回答:①A电极为
 
(写名称),B电极的电极反应式是
 
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②若电镀前铁、铜两电极的质量相同,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.
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因.
 
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(3)目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重,在不影响观瞻效果的条件下,除用加保护层法保护外,请你再提出一项简单而有效的保护方法
 
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考点:探究铁的吸氧腐蚀
专题:电化学专题
分析:(1)根据试管内液面下降,说明试管中气体增加,则发生了析氢腐蚀,正极上氢离子得电子生成氢气;
(2)①电镀时,镀层作阳极,镀件作阴极,阴极上得电子发生还原反应;
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,根据铜和转移电子之间的关系式计算;
③作原电池负极的铁易被腐蚀;
(3)利用原电池工作原理设计保护大型铜质文物的简单而有效的方法.
解答: 解:(1)若试管内液面下降,说明金属的腐蚀中生成气体导致压强增大,则金属发生的是析氢腐蚀,溶液呈酸性,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为:H++2e-=H2↑,
故答案为:较强的酸;析氢;H++2e-=H2↑;
(2)①在铁件的表面镀铜的电镀池中,作阳极的是镀层金属铜;在铁件的表面镀铜的电镀池中,做阴极的是待镀金属铁,该极上金属阳离子铜离子发生得电子的还原反应,即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为:
5.12g
2
64g/mol
=0.08mol,
故答案为:0.08;
③镀铜铁破损后,金属铁为负极,镀锌铁破损后,金属铁是正极,在原电池中,负极金属更易被腐蚀,所以镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,
故答案为:铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀;
(3)根据原电池原理,将铜质文物连接铁块,则腐蚀过程中铁为负极,铜为正极,则起到了保护文物的效果,
故答案为:将铁块连接文物底座并埋于地下,定期更换.
点评:本题考查了金属的腐蚀与防护、原电池工作原理,题目难度中等,注意掌握原电池工作原理,明确金属的腐蚀与防护的方法,试题培养了学生灵活应用所学知识的能力.
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