Question

18．鐵生銹是生活中常見的現(xiàn)象，由于金屬腐蝕每年會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失．

I．某課外小組同學(xué)為研究金屬腐蝕的原因和條件，設(shè)計(jì)如圖1裝置（U形管內(nèi)裝有紅墨水），試管內(nèi)分別盛有食鹽水和NH₄Cl溶液．一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)紅墨水液面左高右低．
（1）試管甲內(nèi)生鐵塊發(fā)生吸氧腐蝕（填“吸氧腐蝕”或“析氫腐蝕”），試管乙內(nèi)盛裝的液體是NH₄Cl溶液．
（2）生鐵中鐵電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺．
（3）下列說法正確的是d．
a．生鐵中碳表面發(fā)生氧化反應(yīng)          b．鐵被腐蝕的最終產(chǎn)物為FeO
c．生活中鐵制品的腐蝕以乙中反應(yīng)為主
d．試管甲中正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-
II．該小組同學(xué)進(jìn)一步探究鐵生銹的條件，裝置如圖2：
一段時(shí)間后，同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是：
A中鐵釘生銹   B中鐵釘不生銹   C中鐵釘不生銹
（4）試管B所用的水要經(jīng)過加熱煮沸處理；植物油的作用是隔絕空氣，試管C中堿石灰的作用是吸收水蒸氣．
（5）通過上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，可得出鐵生銹的外部條件是和空氣以及水接觸．
（6）為防止鐵生銹，采用的方法涂漆（或噴油）、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法（或外加電流的陰極保護(hù)法等）．（要求：物理方法和化學(xué)方法各一種）．

Answer 1

分析 I．（1）中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，試管中氣體減少；酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕，試管中氣體增多；
（2）Fe在負(fù)極失電子生成亞鐵離子；
（3）鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極失電子生成亞鐵離子，正極上氫離子或氧氣得電子；
II．（4）將水煮沸可以將水中的空氣排出，植物油和水是互不相溶的；堿石灰具有吸水性；
（5）鐵在潮濕的空氣中易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，隔絕空氣或在干燥的空氣中難以形成原電池反應(yīng)；
（6）防止鐵生銹可以隔絕空氣或采用電化學(xué)方法．

解答 解：I．（1）中性條件下發(fā)生吸氧腐蝕，試管中氣體減少，則液面上升的一邊為吸氧腐蝕，即左邊為吸氧腐蝕；酸性條件下發(fā)生析氫腐蝕，試管中氣體增多，紅墨水的液面會(huì)降低，則試管乙內(nèi)盛裝的液體是氯化銨溶液；
故答案為：吸氧腐蝕；NH₄Cl溶液；
（2）Fe在負(fù)極失電子生成亞鐵離子，生鐵中鐵電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，F(xiàn)e作負(fù)極失電子生成亞鐵離子，正極上氫離子或氧氣得電子；
a．生鐵中Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，碳表面發(fā)生還原反應(yīng)，故a錯(cuò)誤；
b．鐵被腐蝕的生成的亞鐵離子被氧化為三價(jià)鐵，最終產(chǎn)物為氧化鐵，故b錯(cuò)誤；
c．生活中鐵制品的腐蝕以吸氧腐蝕為主，即以甲中反應(yīng)為主，故c錯(cuò)誤；
d．試管甲中發(fā)生吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，則正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，故d正確；
故答案為：d；
II．（4）水中溶解有一定的空氣，煮沸可以將空氣排出，植物油和水是互不相溶的，它的作用是隔絕空氣中的氧氣，堿石灰能吸水，它的作用是吸收空氣中的水蒸氣；
故答案為：加熱煮沸；隔絕空氣；吸收水蒸氣；
（5）鐵生銹的外部條件是金屬要和空氣中的水以及氧氣接觸，故答案為：和空氣以及水接觸；
（6）防止鐵生銹可以隔絕空氣如涂漆、噴油，或采用電化學(xué)方法，如犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法、外加電流的陰極保護(hù)法等；
故答案為：涂漆（或噴油）；犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法（或外加電流的陰極保護(hù)法等）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查金屬腐蝕的化學(xué)原理，題目難度不大，注意金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的區(qū)別，以及形成電化學(xué)腐蝕的條件．