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过

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如图1所示：①写出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）生产中可用盐酸来除铁锈．现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式______．（3）在实际生产中，可在铁件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）①在中性溶液中钢铁发生吸氧腐蚀，铁易失电子作负极，说明作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
②作电解池阴极的铁被保护，所以将虚线中改为直流电源，且将铁连接原电池负极，这属于外加电源的阴极保护法，离子流向为，
故答案为：；
③外加电源后石墨电极为阳极，阳极上氯离子失电子生成氯气，电极反应式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，
故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；
（2）铁锈的主要成分为氧化铁的水合物，与盐酸反应后生成了Fe³⁺，而后Fe与Fe³⁺会化合生成Fe²⁺，反应方程式为2FeCl₃+Fe═3FeCl₂，
故答案为：2FeCl₃+Fe═3FeCl₂；
（3）①电镀时，镀层铜作阳极，镀件铁作阴极，所以A是铜，B是铁，阴极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案为：Cu²⁺+2e^-═Cu；
②阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上铜离子得电子发生还原反应，若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后二者质量差为5.12g，二者质量差的一半为阴极析出的铜，则转移电子的物质的量=

5.12g 2

64g/mol

×2=0.08mol，
故答案为：0.08；
③锌、铁和电解质溶液构成原电池时，锌易失电子作负极，铁作正极被保护，铜、铁和电解质溶液构成原电池时，铁易失电子作负极被腐蚀，所以镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，
故答案为：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．