Question

4．鋼鐵工業是國家工業的基礎，請回答鋼鐵腐蝕與防護過程中的有關問題．
（1）生產中可用鹽酸來除鐵銹．現將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當鐵銹被除盡后，溶液中發生的化合反應的化學方程式2FeCl₃+Fe=3FeCl₂．
（2）如圖哪個裝置可防止鐵棒被腐蝕BD（填編號）．

（3）在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置示意圖如圖：

①A電極對應的金屬是銅（寫元素名稱），B電極的電極反應式是Cu²⁺+2e^-=Cu．
②若電鍍前A、B兩金屬片質量相同，電鍍完成后將它們取出洗凈、烘干、稱量，二者質量差為5.12g，則電鍍時電路中通過的電子為0.08mol．
③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請簡要說明原因是：鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕．

Answer 1

分析 （1）氧化鐵可以和鹽酸之間反應生成氯化鐵和水，金屬鐵可以和氯化鐵之間反應得到氯化亞鐵；
（2）根據金屬生銹的條件以及原電池和電解池的工作原理知識來回答判斷；
（3）①在鐵件的表面鍍銅時，金屬銅必須是陽極材料，金屬鐵為陰極，根據電解池的工作原理來回答；
②電鍍時，電鍍時，鍍層連接正極，鍍件連接電源負極，鍍層作陽極，鍍件作陰極，電解質溶液中含有鍍層金屬元素，陽極上發生氧化反應，陰極上發生還原反應，根據金屬質量和轉移電子之間的關系式計算；
③在原電池中，負極金屬易被腐蝕，正極上的金屬被保護．

解答 解：（1）氧化鐵可以和鹽酸之間反應生成氯化鐵和水，當鐵銹除凈后，金屬鐵可以和氯化鐵之間反應得到氯化亞鐵，即2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，
故答案為：2FeCl₃+Fe=3FeCl₂；
（2）B裝置中，金屬鐵做原電池的正極，被保護，不易生銹，D裝置中，金屬鐵作陰極，被保護起來，C裝置具備金屬生銹的條件，A裝置中，金屬鐵是原電池的負極，易被腐蝕，
故答案為：BD；
（3）①在鐵件的表面鍍銅，金屬銅必須是陽極材料，發生電極本身失電子的氧化反應，且金屬鐵為陰極，發生電極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②陽極上銅質量減少，陰極上銅質量增加，二者質量差為5.12g時，陰極上析出銅的質量為2.56g，根據銅和轉移電子之間的關系式知，轉移電子的物質的量=$\frac{2.56g}{64g/mol}×2$=0.08mol，故答案為：0.08；
③鍍銅鐵中由于鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕，但是鍍鋅的鐵鍍層破損后，金屬Zn為負極，金屬鐵為正極，正極金屬被保護，故答案為：鐵比銅活潑，鍍層破壞后，在潮濕環境中形成原電池，鐵為負極，加速鐵的腐蝕．

點評 本題考查了原電池和電解池原理，明確原電池的構成條件是解本題關鍵，難點是（3）②中轉移電子的物質的量的計算，注意陰陽極上質量差的計算方法，為易錯點．