Question

13．如圖所示水槽中試管內有一枚鐵釘，放置數天觀察：
（1）若試管內液面上升，則原溶液呈中性，發生吸氧腐蝕，電極反應：負極：Fe-2e^-=Fe²⁺；正極：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．
（2）若試管內液面下降，則原溶液呈酸性，發生析氫腐蝕．電極反應：
負極：Fe-2e^-=Fe²⁺；正極：4H⁺+4e^-=2H₂↑．

Answer 1

分析 生鐵中含有碳，鐵、碳和合適的電解質溶液構成原電池，在弱酸性或中性條件下，鐵發生吸氧腐蝕，負極上鐵失電子發生氧化反應，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，在酸性條件下，鐵發生析氫腐蝕，負極上鐵失電子發生氧化反應，正極上氫離子得電子發生還原反應．

解答 解：生鐵中含有碳，鐵、碳和合適的電解質溶液構成原電池，
（1）若試管內液面上升，說明試管內氣體因和水反應而使其壓強減小，發生的是吸氧腐蝕，原溶液呈中性，鐵作負極，負極上鐵失電子發生氧化反應，電極反應式為：Fe-2e^-=Fe²⁺，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
故答案為：中；吸氧，Fe-2e^-=Fe²⁺，2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；
（2）若試管內液面下降，說明金屬的腐蝕中生成氣體導致壓強增大，則金屬發生的是析氫腐蝕，溶液呈酸性，負極上鐵失電子發生氧化反應，電極反應式為：Fe-2e^-=Fe²⁺，正極上氫離子得電子發生還原反應，電極反應式為：
4H⁺+4e^-=2H₂↑，
故答案為：酸，析氫，Fe-2e^-=Fe²⁺，4H⁺+4e^-=2H₂↑．

點評 本題考查了鋼鐵的電化學腐蝕，注意酸性條件下，鋼鐵發生析氫腐蝕，弱酸性或中性條件下，鋼鐵發生吸氧腐蝕．