Question

《化學與技術》模塊（選考題）

如何防止鐵的腐蝕是工業(yè)上研究的重點內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學做了如下探究實驗：

序號	內(nèi)容	實驗現(xiàn)象
1	常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月	干燥的鐵絲表面依然光亮
2	常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時	鐵絲表面依然光亮
3	常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一個月	鐵絲表面已變得灰暗
4	將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時	鐵絲表面略顯灰暗
5	將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時	鐵絲表面已變得灰暗
6	將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時	鐵絲表面灰暗程度比實驗5嚴重

回答以下問題：

（1）上述實驗中發(fā)生了電化學腐蝕的是（填實驗序號）_______________；在電化學腐蝕中，負極反應是_______________；正極反應是_______________；

（2）由該實驗可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素是_______________；

（3）為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是_______________（答兩種方法）。

Answer 1

（1）3、4、5、6

Fe-2e^-Fe²⁺（或2Fe-4e^-2Fe²⁺）         2H₂O+O₂+4e^-4OH^-

（2）濕度、溫度、O₂的濃度、電解質存在

（3）電鍍、發(fā)藍等表面覆蓋保護層，犧牲陽極的陰極保護法等

解析：（1）金屬的電化學腐蝕一定是發(fā)生原電池反應的金屬腐蝕，必須要有電解質溶液。實驗1之所以“干燥的鐵絲表面依然光亮”，就是由于空氣是干燥的。從“鐵絲表面已變得灰暗”說明鐵已經(jīng)被腐蝕，因此發(fā)生電化學腐蝕的是3、4、5、6。

對于鐵在空氣中的電化學腐蝕中，氧氣是氧化劑，鐵只能被氧化到Fe²⁺，所以反應為：

2Fe-4e^-2Fe²⁺；O₂+2H₂O+4e^-4OH^-。

（2）對比實驗2和實驗4，可看出氧氣濃度不同對反應速率的影響；對比實驗4和實驗5，可看出溫度不同對反應速率的影響；對比實驗5和實驗6可看出電解質溶液成分的不同對反應速率的影響。