Question

14．鋼鐵工業是國家工業的基礎．請回答鋼鐵冶煉、腐蝕、防護過程中的有關問題．
（1）工業用熱還原法煉鐵，寫出由CO還原赤鐵礦（主要成分為Fe₂O₃）的化學方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕為鐵銹（Fe₂O₃•xH₂O），寫出鐵發生電化學腐蝕時正極的電極反應：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．
（3）下列哪個裝置可防止鐵棒被腐蝕BD（填字母）．

（4）在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置如圖，請回答：

①B電極對應的金屬是鐵 （寫元素名稱），A電極的電極反應式是Cu-2e^-=Cu²⁺．
②若電鍍前兩電極的質量相同，電鍍完成后，若電鍍時電路中通過的電子為0.2mol，將它們取出洗凈、烘干、稱量，則A、B兩極質量相差12.8g．

Answer 1

分析 （1）一氧化碳具有還原性可以還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳；
（2）鐵發生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；
（3）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；
（4）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電鍍時兩極反應為：A電極：Cu-2e^-=Cu²⁺，B電極上：Cu²⁺+2e^-=Cu，根據電子與銅之間的關系計算．

解答 解：（1）一氧化碳具有還原性，一氧化碳可以還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學方程為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
故答案為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）鐵發生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，則正極的反應式為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
（3）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；
（4）①在鐵件的表面鍍銅，金屬銅必須是陽極材料，金屬鐵為陰極，則B為鐵，A為Cu失電子生成銅離子，其發生的電極反應：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：鐵；Cu-2e^-=Cu²⁺；
②電鍍時兩極反應為：A電極：Cu-2e^-=Cu²⁺，B電極上：Cu²⁺+2e^-=Cu，若電鍍時電路中通過的電子為0.2mol，則A極上質量減少6.4g，B極上質量增加6.4g，所以A、B兩極質量相差12.8g，
故答案為：12.8．

點評 本題考查了金屬的冶煉、原電池、電解池知識，題目涉及方程式書寫、電極反應式書寫、有關電化學計算、金屬的腐蝕與防護等，題目綜合性較強，難度中等，注意把握原電池的工作原理以及金屬的防護方法．