Question

7．铁元素在人类生活中扮演着非常重要的角色，不仅仅是重要的建筑材料，也是人体必须的微量元素．每年钢铁的腐蚀带来巨大的经济损失．某校研究小组在实验室中模拟钢铁在自然环境下的腐蚀，设置如图装置（图A-C），几天后观察结果：

请回答下列问题：
（1）请比较以上三个装置中右侧导管中红墨水的高度由高到低的顺序为：A＞C＞B．请写出A装置中，钢铁锈蚀时正极反应的电极反应式O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（2）钢铁的防腐有重大的意义，生活中常将金属制品放在干燥处或者涂上矿物油予以保护．若将图D中铁片上镶嵌锌片以保护铁不被腐蚀，利用的是原电池原理（填“原电池”或“电解池”）．

Answer 1

分析 （1）强酸性条件下，铁发生析氢腐蚀，中性或弱酸性条件下，铁发生吸氧腐蚀，A装置溶液呈中性，铁发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应；
（2）为防止金属铁被腐蚀，可利用牺牲阳极的阴极保护法保护金属，由于还原性Zn＞Fe，故在船体上镶嵌锌块，可以减缓船体被海水腐蚀的速率．

解答 解：（1）强酸性条件下，铁发生析氢腐蚀，中性或弱酸性条件下，铁发生吸氧腐蚀，A装置溶液呈中性，铁发生吸氧腐蚀，B、C溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀，但B中酸性较强，所以铁发生腐蚀严重，发生吸氧腐蚀时左边试管中压强减小，右边导管中红墨水上升，B、C右边导管中红墨水下降，且B下降比C多，所以右侧导管中红墨水高度：A＞C＞B；
A中铁发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案为：A＞C＞B；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）碳、铁和海水构成的原电池中，铁失电子作负极，所以负极上电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺，为防止金属被腐蚀，可利用牺牲阳极的阴极保护法保护金属，让船体的钢板作原电池正极，选取比铁活泼的金属，如锌作原电池负极，从而能够保护船体，减缓船体被海水腐蚀的速率，
故答案为：原电池．

点评 本题考查金属腐蚀与防护，明确原电池原理的原理即可解答，知道钢铁发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的条件、区别，知道防止金属被腐蚀的方法，题目难度不大．