Question

14．钢铁工业是国家工业的基础．请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题．
（1）工业用热还原法炼铁，写出由CO还原赤铁矿（主要成分为Fe₂O₃）的化学方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈（Fe₂O₃•xH₂O），写出铁发生电化学腐蚀时正极的电极反应：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．
（3）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀BD（填字母）．

（4）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置如图，请回答：

①B电极对应的金属是铁 （写元素名称），A电极的电极反应式是Cu-2e^-=Cu²⁺．
②若电镀前两电极的质量相同，电镀完成后，若电镀时电路中通过的电子为0.2mol，将它们取出洗净、烘干、称量，则A、B两极质量相差12.8g．

Answer 1

分析 （1）一氧化碳具有还原性可以还原氧化铁生成铁和二氧化碳；
（2）铁发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子；
（3）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；
（4）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电镀时两极反应为：A电极：Cu-2e^-=Cu²⁺，B电极上：Cu²⁺+2e^-=Cu，根据电子与铜之间的关系计算．

解答 解：（1）一氧化碳具有还原性，一氧化碳可以还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
故答案为：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）铁发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极的反应式为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
故答案为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
（3）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；
（4）①在铁件的表面镀铜，金属铜必须是阳极材料，金属铁为阴极，则B为铁，A为Cu失电子生成铜离子，其发生的电极反应：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案为：铁；Cu-2e^-=Cu²⁺；
②电镀时两极反应为：A电极：Cu-2e^-=Cu²⁺，B电极上：Cu²⁺+2e^-=Cu，若电镀时电路中通过的电子为0.2mol，则A极上质量减少6.4g，B极上质量增加6.4g，所以A、B两极质量相差12.8g，
故答案为：12.8．

点评 本题考查了金属的冶炼、原电池、电解池知识，题目涉及方程式书写、电极反应式书写、有关电化学计算、金属的腐蚀与防护等，题目综合性较强，难度中等，注意把握原电池的工作原理以及金属的防护方法．