Question

取6根铁钉，6支干净的试管及其他材料，如图所示。

试管①放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触；

试管②在试管底部放入硅胶(是一种干燥剂)，再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和干燥空气接触；

试管③先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水(已赶出原先溶解在蒸馏水中的空气)浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触；

试管④中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触；

试管⑤放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片；

试管⑥放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水，浸没铁钉和铜丝。

把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。

(1)上述实验中铁钉发生了电化学腐蚀的是__________ (填试管序号)；在电化学腐蚀中，负极反应是_______________，正极反应是___________________。

(2)从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉被腐蚀的条件是_____________。

(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_________________________

(答两种方法)。

Answer 1

此题是利用原电池形成的条件及原理解释金属腐蚀的速率问题。解答此类题目的关键是根据金属腐蚀的原理、分类和条件对题目进行综合分析。

(1)由于②、③两个试管不具备构成原电池的条件，不能发生电化学腐蚀，所以未被腐蚀。而试管⑤尽管具备构成原电池的条件，但锌比铁活泼，在原电池中作负极，使铁变成亚铁离子的反应难以发生，所以铁也未被腐蚀。发生电化学腐蚀的负极反应为Fe-2e^-====Fe²⁺，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-====4OH^-。

(2)对比发生电化学腐蚀的试管和未发生电化学腐蚀的试管中铁钉的锈蚀情况，可知引起和促进铁钉腐蚀的条件为水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在。

(3)电镀、发蓝、制成不锈钢、牺牲阳极保护法等都可以保护金属。

答案：(1)①④⑥    Fe-2e^-====Fe²⁺

O₂+2H₂O+4e^-====4OH^-

(2)水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在

(3)在表面涂上油漆、搪瓷、沥青等或镀上不易生锈的合金或牺牲阳极保护法(答出其中两种即可)