Question

20．鋼鐵是目前應用最廣泛的金屬材料，了解鋼鐵腐蝕的原因與防護方法具有重要意義，對鋼鐵制品進行抗腐蝕處理，可適當延長其使用壽命．
（1）抗腐蝕處理前，生產(chǎn)中常用鹽酸來除鐵銹．現(xiàn)將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，當鐵銹除盡后，溶液中發(fā)生的化合反應的化學方程式為：Fe+2FeCl₃=3FeCl₂ ．
（2）利用圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護．
①若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關(guān)K應置于N處．
②若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法．
（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，一段時間后，當鐵件質(zhì)量增加3.2g時，X電極溶解的銅的質(zhì)量＜3.2g（填“＜”“＞”或“=”）．
（4）圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl₃溶液，開關(guān)K置于M處，銅電極發(fā)生的反應是2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，若將開關(guān)K置于N處，發(fā)生的總反應是Cu+2Fe²⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Fe³⁺+Cu²⁺．

Answer 1

分析 （1）將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，鐵銹的成分氧化鐵可以和鹽酸反應生成氯化鐵溶液，當鐵銹除盡后，金屬鐵會和氯化鐵之間反應；
（2）①若K為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應使Fe連接電源的負極；
②若K為鋅，開關(guān)K置于a處，Zn為陽極被腐蝕，F(xiàn)e為陰極被保護；
（3）圖中若X為粗銅，此裝置為電鍍裝置，即在鐵件上鍍銅，根據(jù)電極反應式來計算；
（4）圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl₃溶液，開關(guān)K置于M處，形成原電池，若將開關(guān)K置于N處，形成電解池，根據(jù)原電池和電解池的工作原理來回答．

解答 解：（1）將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，鐵銹的成分氧化鐵可以和鹽酸反應生成氯化鐵溶液，當鐵銹除盡后，金屬鐵會和氯化鐵之間反應：Fe+2FeCl₃=3FeCl₂ ，故答案為：Fe+2FeCl₃=3FeCl₂ ；
（2）①若X為碳棒，由于Fe比較活潑，為減緩鐵的腐蝕，應使Fe為電解池的陰極即連接電源的負極，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為陽極被腐蝕，F(xiàn)e為陰極被保護，該防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，故答案為：犧牲陽極的陰極保護法；
（3）圖中若X為粗銅，此裝置為電解精煉銅裝置，陰極反應：Cu²⁺+2e^-=Cu，但是陽極上依次是鋅、鐵、鎳、銅失電子的過程，鐵件質(zhì)量增加3.2g，結(jié)合電子守恒，X電極溶解的銅的質(zhì)量小于3.2g，故答案為：＜；
（4）圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl₃溶液，開關(guān)K置于M處，形成原電池，銅電極是極，發(fā)生的反應是2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺，若將開關(guān)K置于N處，形成電解池，發(fā)生的總反應是Cu+2Fe²⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Fe³⁺+Cu²⁺，故答案為：2Fe³⁺+2e^-=2Fe²⁺；Cu+2Fe²⁺$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2Fe³⁺+Cu²⁺．

點評 本題考查學生原電池和電解池的工作原理的應用知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．