Question

钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大 量 资金．请回答钢铁腐蚀与防护

钢铁工业是国家工业的基础，钢铁生锈现象却随处可见，为此每年国家损失大 量 资金．请回答钢铁腐蚀与防护过程中的有关问题． （1）钢铁的电化学腐蚀原理，在酸性环境中发生析氢腐蚀，在中性或碱性环境中发生吸氧腐蚀。①分别写出图1中铁电极和石墨电极的电极反应式： ， 。②将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在图1虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向。③写出修改后石墨电极的电极反应式 。（2）工业上常用盐酸除去铁锈．现将一生锈的铁片放入盐酸中，溶液中可能发生的化学反应的化学方程式有 。 （3）在实际生产中，可在铁制品的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意如图2：①A电极对应的金属是（写元素名称） ，B电极的电极反应式是 ，②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二者质量差为5.12g，则电镀时电路中通过的电子为 mol 。③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因 。

Answer 1

（1）①Fe-2e - =Fe 2+     O 2 +4e - +2H 2 O=4OH -  （2分）   ②   （2分）③2Cl - -2e - =Cl 2 ↑（1分） （2）Fe 2 O 3 +6HCl=2FeCl 3 +3H 2 O Fe+2HCl=FeCl 2 +H 2 ↑ 2FeCl 3 +Fe=3FeCl 2 （3分） （3）①铜   Cu 2+ +2e - ═Cu （2分）② 0.08mol（2分） ③铁比铜活泼，镀层破坏后，在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀（2分）

试题分析：（1）①图1为原电池，Fe作负极，发生Fe-2e - =Fe 2+ 石墨作正极，发生O 2 +4e - +2H 2 O=4OH；②利用阴极保护法，在虚线框内添加外电源，使铁作阴极，电子流动方向与电流相反， ③修改后石墨为阳极，氯离子放电，2Cl - -2e - =Cl 2 ↑ （2）铁锈成分为Fe 2 O 3 ，可与盐酸反应：Fe 2 O 3 +6HCl=2FeCl 3 +3H 2 O，铁与盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl 2 +H 2 ↑，FeCl 3 与Fe反应：2FeCl 3 +Fe=3FeCl 2 （3）①铁制品表面镀铜，则铁做阴极铜作阳极，A电极是阳极，应为铜，B电极是铜离子的电子还原为铜，反应式为Cu 2+ +2e - ═Cu； ②二者质量差为5.12g，说明有2.56g铜被氧化，转移电子物质的量2.56g/64g/mol×2=0.08mol③镀铜铁中铁比铜活泼，镀层破换后在潮湿环境中形成原电池，铁为负极，加速铁的腐蚀