Question

4．钢铁工业是国家工业的基础，请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题．
（1）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化学方程式2FeCl₃+Fe=3FeCl₂．
（2）如图哪个装置可防止铁棒被腐蚀BD（填编号）．

（3）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意图如图：

①A电极对应的金属是铜（写元素名称），B电极的电极反应式是Cu²⁺+2e^-=Cu．
②若电镀前A、B两金属片质量相同，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0.08mol．
③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因是：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．

Answer 1

分析 （1）氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁；
（2）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；
（3）①在铁件的表面镀铜时，金属铜必须是阳极材料，金属铁为阴极，根据电解池的工作原理来回答；
②电镀时，电镀时，镀层连接正极，镀件连接电源负极，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中含有镀层金属元素，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应，根据金属质量和转移电子之间的关系式计算；
③在原电池中，负极金属易被腐蚀，正极上的金属被保护．

解答 解：（1）氧化铁可以和盐酸之间反应生成氯化铁和水，当铁锈除净后，金属铁可以和氯化铁之间反应得到氯化亚铁，即2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，
故答案为：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂；
（2）B装置中，金属铁做原电池的正极，被保护，不易生锈，D装置中，金属铁作阴极，被保护起来，C装置具备金属生锈的条件，A装置中，金属铁是原电池的负极，易被腐蚀，
故答案为：BD；
（3）①在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，发生电极本身失电子的氧化反应，且金属铁为阴极，发生电极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案为：铜；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②阳极上铜质量减少，阴极上铜质量增加，二者质量差为5.12g时，阴极上析出铜的质量为2.56g，根据铜和转移电子之间的关系式知，转移电子的物质的量=$\frac{2.56g}{64g/mol}×2$=0.08mol，故答案为：0.08；
③镀铜铁中由于铁比铜活泼，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，但是镀锌的铁镀层破损后，金属Zn为负极，金属铁为正极，正极金属被保护，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．

点评 本题考查了原电池和电解池原理，明确原电池的构成条件是解本题关键，难点是（3）②中转移电子的物质的量的计算，注意阴阳极上质量差的计算方法，为易错点．