Question

14．對(duì)鋼鐵制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可適當(dāng)延長(zhǎng)其使用壽命．
（1）抗腐蝕處理前，生產(chǎn)中常用鹽酸來(lái)除鐵銹．現(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，除去鐵銹的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．
（2）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)．
①若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于N處．
②若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法．
（3）圖中若X為粗銅，容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關(guān)K置于N處，一段時(shí)間后，當(dāng)鐵件質(zhì)量增加3.2g時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1N_A．鐵件表面鍍銅可有效防止鐵被腐蝕，如果鐵件部分未鍍上銅，或鍍層破損，鍍銅鐵比鍍鋅鐵反而更易被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明原因：在潮濕的環(huán)境中形成原電池．

Answer 1

分析 （1）鐵銹的成分為Fe₂O₃，能和酸反應(yīng)生成鹽和水；
（2）若X為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應(yīng)使Fe連接電源的負(fù)極；
若X為鋅，開關(guān)K置于M處，Zn為陽(yáng)極被腐蝕，F(xiàn)e為陰極被保護(hù)；
（3）圖中若X為粗銅，此裝置為電鍍裝置，即在鐵件上鍍銅，據(jù)陰極反應(yīng)來(lái)分析轉(zhuǎn)移電子情況；如果鐵件部分未鍍上銅，會(huì)在潮濕的環(huán)境中形成原電池，鐵做負(fù)極．

解答 解：（1）鐵銹的成分為Fe₂O₃，能和酸反應(yīng)生成鹽和水，；離子方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O；
（2）①若X為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應(yīng)使Fe為電解池的陰極即連接電源的負(fù)極，故K連接N處，故答案為：N；
②若X為鋅，開關(guān)K置于M處，Zn為陽(yáng)極被腐蝕，F(xiàn)e為陰極被保護(hù)，該防護(hù)法稱為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，
故答案為：N；犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法；
（3）圖中若X為粗銅，此裝置為電鍍裝置，即在鐵件上鍍銅，陰極反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-=Cu，鐵件質(zhì)量增加3.2g即為銅的質(zhì)量，即增加銅的物質(zhì)的量n=$\frac{m}{M}$=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，根據(jù)陰極反應(yīng)可知，當(dāng)陰極上有0.05mol銅析出時(shí)，轉(zhuǎn)移0.1mol電子即0.1N_A個(gè)；如果鐵件部分未鍍上銅，會(huì)在潮濕的環(huán)境中形成原電池，鐵做負(fù)極，加快鐵的腐蝕，故答案為：0.1，在潮濕的環(huán)境中形成原電池．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池原理，根據(jù)原電池中正負(fù)極上得失電子及電極反應(yīng)式來(lái)分析解答即可，題目難度中等．