Question

9．金屬是一種重要的材料，人類的生活和生產(chǎn)都離不開金屬，從石器、青銅器到鐵器時(shí)代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平．
（1）每年世界上鋼鐵的產(chǎn)量很高，但鋼鐵的腐蝕也給人類帶來了巨大的損失，鐵在潮濕的空氣中銹蝕主要屬于電化學(xué)中的吸氧腐蝕；
（2）鋁的活動性比鐵強(qiáng)，但鋁在空氣中卻比鐵表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性，如家庭中“鋼精鍋”是由鋁合金做成的，它能長期使用的原因是鋁表面形成致密的氧化膜；
（3）下列關(guān)于鐵制品保護(hù)措施的說法中不正確的是②（填序號）；
①衣架和電線外面包上一層塑料層以防銹；
②相同條件下，馬口鐵（表層鍍錫）與白鐵（表層鍍鋅）相比，馬口鐵更為耐用；
③在海輪的外殼上常焊有鋅塊，且定期更新；
④在自行車鋼圈上鍍上一層金屬鉻，摩擦部位加上機(jī)油或黃油．
（4）炒過菜的鐵鍋未及時(shí)洗凈（殘液中含有氯化鈉），第二天便出現(xiàn)紅棕色的銹斑（該銹主要成分為Fe（OH）₃失水后的產(chǎn)物）．試用有關(guān)電極反應(yīng)式、化學(xué)方程式表示Fe（OH）₃的生成過程．
負(fù)極：Fe-2e^-═Fe²⁺正極：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；電池總反應(yīng)：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂；其它反應(yīng)：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）電化學(xué)腐蝕分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，以吸氧腐蝕較普遍；
（2）鋁能在空氣中形成一層致密的氧化膜；
（3）鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水同時(shí)接觸；酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進(jìn)金屬生銹，防止金屬生銹的方法有：在金屬表面涂一層油漆；在金屬表面鍍一層金屬；根據(jù)原電池原理進(jìn)行保護(hù)等；
（4）鋼鐵中碳、鐵和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，碳作正極，負(fù)極上鐵失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，二價(jià)鐵離子和氫氧根離子生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵，氫氧化鐵失去部分水生成鐵銹．

解答 解：（1）電化學(xué)腐蝕分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，吸氧腐蝕的發(fā)生是當(dāng)水膜呈弱酸性或中性時(shí)，析氫腐蝕是當(dāng)水膜呈較強(qiáng)酸性時(shí)，故以吸氧腐蝕較普遍，故答案為：吸氧；
（2）鋁能在空氣中形成一層致密的氧化膜，保護(hù)著內(nèi)部的鋁不再受腐蝕，故答案為：致密的氧化膜；
（3）①衣架和電線外面包上一層塑料層以防銹，可以防止金屬與空氣接觸，能防止金屬被腐蝕，故①正確；
②相同條件下，馬口鐵中的鐵作原電池負(fù)極，加快鐵被腐蝕，白鐵中的鐵作原電池正極，能防止鐵被腐蝕，所以白鐵更為耐用，故②錯誤；
③在鋼材制造的大型船舶上裝上一定數(shù)量的鋅塊，F(xiàn)e、Zn形成原電池時(shí)，F(xiàn)e作正極被保護(hù)，故③正確；
④自行車的鋼圈和車鈴上鍍上一層鉻，摩擦部位加上機(jī)油或黃油，能防止金屬與空氣接觸，可以防止生銹，故④正確；
故選②；
（4）中性溶液中，鋼鐵中碳、鐵和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子生成二價(jià)鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺；
正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，即總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂；
氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化生成氫氧化鐵4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，最后，氫氧化鐵失去部分水生成帶結(jié)晶水 的氧化鐵Fe₂O₃．xH₂O，即鐵銹的主要成分．
故答案為：負(fù)極：Fe-2e^-═Fe²⁺；正極：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
電池總反應(yīng)：2Fe+O₂+2H₂O═2Fe（OH）₂；
其它反應(yīng)：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，

點(diǎn)評 本題考查了金屬的腐蝕與防護(hù)，難度不大，明確酸性溶液中鋼鐵主要腐蝕析氫腐蝕，中性或堿性溶液中鋼鐵腐蝕吸氧腐蝕．