Question

（Ⅰ）鋼鐵容易生銹的主要原因是因?yàn)殇撹F在煉制過(guò)程中混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕．在空氣酸度不大的環(huán)境中，其負(fù)極是

 

，負(fù)極反應(yīng)式為

 

；正極是

 

，正極反應(yīng)式為

 

．受空氣的影響還會(huì)發(fā)生相應(yīng)的顏色變化，其相應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（Ⅱ）下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是（用序號(hào)表示）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）鋼鐵混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，中性或弱酸性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，酸性環(huán)境下，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，無(wú)論析氫腐蝕、還是吸氧腐蝕，負(fù)極上都是鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，析氫腐蝕，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，吸氧腐蝕正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）先判斷裝置是原電池還是電解池，再根據(jù)原電池正負(fù)極腐蝕的快慢比較，作原電池負(fù)極和電解池陽(yáng)極的金屬易被腐蝕，作原電池正極或電解池陰極的金屬易被保護(hù)，金屬腐蝕快慢順序是：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)腐蝕措施的腐蝕．

解答： 解：（1）鋼鐵在空氣酸度不大的環(huán)境中，形成原電池發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，碳作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上鐵電極反應(yīng)式為：2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正極碳上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂0+4e^-═40H^-，生成的氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被氧化生成氫氧化鐵，反應(yīng)的方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：Fe；2Fe-4e^-═2Fe²⁺；C；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）根據(jù)圖知，（2）（3）裝置是原電池，在（2）中，金屬鐵做負(fù)極，（3）中金屬鐵作正極，做負(fù)極的腐蝕速率快，并且兩個(gè)電極金屬活潑性相差越大，負(fù)極金屬腐蝕速率越快，正極被保護(hù)，并且原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕，所以（2）＞（3），
（4）（5）裝置是電解池，（4）中金屬鐵為陰極，（5）中金屬鐵為陽(yáng)極，陽(yáng)極金屬被腐蝕速率快，陰極被保護(hù)，即（5）＞（4），
根據(jù)電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)腐蝕措施的腐蝕，并且原電池的正極金屬腐蝕速率快于電解池的陰極金屬腐蝕速率，
所以鐵腐蝕快慢順序?yàn)椋海?）＞（2）＞（1）＞（3）＞（4），
故答案為：（5）＞（2）＞（1）＞（3）＞（4）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池知識(shí)，側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和科學(xué)素養(yǎng)，難度不大，注意把握原電池的工作原理和組成條件．