Question

4．鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ)．請(qǐng)回答鋼鐵冶煉、腐蝕、防護(hù)過程中的有關(guān)問題．
（1）工業(yè)用熱還原法煉鐵，寫出由CO還原赤鐵礦（主要成分為Fe₂O₃）的化學(xué)方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe．
（2）鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕為鐵銹（Fe₂O₃•x H₂O），寫出鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)：Fe-2e^-=Fe²⁺．
（3）生產(chǎn)中可用鹽酸來除鐵銹．現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+Fe═3Fe²⁺．
（4）下列各個(gè)裝置如圖1中鐵棒被腐蝕由難到易的順序是D、B、C、A（填字母）．

（5）在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置如圖2：
請(qǐng)回答：
①B電極對(duì)應(yīng)的金屬是鐵（寫元素名稱），A電極的電極反應(yīng)式是Cu-2e^-=Cu²⁺
②若電鍍前鐵、銅兩電極的質(zhì)量相同，電鍍完成后，若電鍍時(shí)電路中通過的電子為0.2mol，將它們?nèi)〕鱿磧簟⒑娓�、稱量，則A、B兩極質(zhì)量相差12.8 g．
③鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說明原因鍍層破損后，鍍銅鐵形成的原電池中鐵作負(fù)極被腐蝕，鍍鋅鐵形成的原電池中鐵為正極被保護(hù)．

Answer 1

分析 （1）一氧化碳具有還原性可以還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳；
（2）中性或弱酸性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（3）鐵銹和HCl反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子和Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子；
（4）一種金屬的腐蝕由快到慢的順序是：電解池的陽極＞原電池的負(fù)極＞原電池正極＞電解池陰極，據(jù)此分析解答；
（5）①在鐵件的表面鍍銅時(shí)，金屬銅必須是陽極材料，金屬鐵為陰極，根據(jù)電解池的工作原理來回答；
②電鍍池中，作陽極的是鍍層金屬，做陰極的是待鍍金屬，金屬陽離子在該極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在原電池中，負(fù)極金屬更易被腐蝕；
③金屬為原電池負(fù)極時(shí)，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕．

解答 解：（1）一氧化碳可以還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe；
故答案為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO₂+2Fe；
（2）鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）鐵銹和HCl反應(yīng)生成鐵離子，鐵離子和Fe發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子，離子方程式為2 Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Fe═3 Fe²⁺；
（4）同一種金屬的腐蝕由快到慢的順序是：電解池的陽極＞原電池的負(fù)極＞原電池正極＞電解池陰極，所以鐵棒被腐蝕由難到易的順序是D、B、C、A，
故答案為：D、B、C、A；
（5）①在鐵件的表面鍍銅，金屬銅必須是陽極材料，金屬鐵為陰極，則B為鐵，A為Cu失電子生成銅離子，其發(fā)生的電極反應(yīng)：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：鐵；Cu-2e^-=Cu²⁺；
②電鍍時(shí)兩極反應(yīng)為：A電極：Cu-2e^-=Cu²⁺，B電極上：Cu²⁺+2e^-=Cu，若電鍍時(shí)電路中通過的電子為0.2mol，則A極上質(zhì)量減少6.4g，B極上質(zhì)量增加6.4g，所以A、B兩極質(zhì)量相差12.8g，
故答案為：12.8；
③鐵比銅活潑，形成原電池反應(yīng)時(shí)，鐵為負(fù)極，銅為正極，鍍層破損后，鍍銅鐵比鍍鋅鐵更容易被腐蝕，而鋅比鐵活潑，形成原電池反應(yīng)時(shí)，鐵為正極，鋅為負(fù)極，鐵難以被氧化，
故答案為：鍍層破損后，鍍銅鐵形成的原電池中鐵作負(fù)極被腐蝕，鍍鋅鐵形成的原電池中鐵為正極被保護(hù)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬的冶煉、原電池、電解池知識(shí)，設(shè)計(jì)方程式書寫，電極反應(yīng)式書寫，有關(guān)電化學(xué)計(jì)算，金屬的腐蝕與防護(hù)，題目綜合性較強(qiáng)，難度中等，注意把握原電池的工作原理以及金屬的防護(hù)方法．