Question

14．對鋼鐵制品進行抗腐蝕處理，可適當延長其使用壽命．
（1）抗腐蝕處理前，生產中常用鹽酸來除鐵銹．現將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，除去鐵銹的化學反應的離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
（2）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護．
①若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關K應置于N處．
②若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法．
（3）圖中若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關K置于N處，一段時間后，當鐵件質量增加3.2g時，轉移的電子數為0.1N_A．鐵件表面鍍銅可有效防止鐵被腐蝕，如果鐵件部分未鍍上銅，或鍍層破損，鍍銅鐵比鍍鋅鐵反而更易被腐蝕，請簡要說明原因：在潮濕的環境中形成原電池．

Answer 1

分析 （1）鐵銹的成分為Fe₂O₃，能和酸反應生成鹽和水；
（2）若X為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應使Fe連接電源的負極；
若X為鋅，開關K置于M處，Zn為陽極被腐蝕，Fe為陰極被保護；
（3）圖中若X為粗銅，此裝置為電鍍裝置，即在鐵件上鍍銅，據陰極反應來分析轉移電子情況；如果鐵件部分未鍍上銅，會在潮濕的環境中形成原電池，鐵做負極．

解答 解：（1）鐵銹的成分為Fe₂O₃，能和酸反應生成鹽和水，；離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）①若X為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應使Fe為電解池的陰極即連接電源的負極，故K連接N處，故答案為：N；
②若X為鋅，開關K置于M處，Zn為陽極被腐蝕，Fe為陰極被保護，該防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，
故答案為：N；犧牲陽極的陰極保護法；
（3）圖中若X為粗銅，此裝置為電鍍裝置，即在鐵件上鍍銅，陰極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，鐵件質量增加3.2g即為銅的質量，即增加銅的物質的量n=$\frac{m}{M}$=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，根據陰極反應可知，當陰極上有0.05mol銅析出時，轉移0.1mol電子即0.1N_A個；如果鐵件部分未鍍上銅，會在潮濕的環境中形成原電池，鐵做負極，加快鐵的腐蝕，故答案為：0.1，在潮濕的環境中形成原電池．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，根據原電池中正負極上得失電子及電極反應式來分析解答即可，題目難度中等．