Question

16．鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼鐵占世界鋼鐵年產量的四分之一．請回答鋼鐵在腐蝕、防護過程中的有關問題．
（1）在實際生產中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置示意圖如圖1所示．請回答：

①A電極對應的金屬是銅（寫元素名稱），
B電極的電極反應式是Cu²⁺+2e^-=Cu．
②鍍層破損后，鍍銅鐵和鍍鋅鐵更容易被腐蝕的是鍍銅鐵．
（2）如圖2下列哪個裝置可以防止鐵棒被腐蝕BD．
（3）利用圖3裝置可以模擬鐵的電化學防護．

①若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于N處．
假設海水中只有NaCl溶質，寫出此時總離子反應方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑
②若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，寫出鐵電極處的電極反應式：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）①電鍍時，鍍層金屬為陽極，鍍件金屬為陰極；
②在鍍銅鐵破損后，鐵做負極被腐蝕；在鍍鋅鐵的鍍層破損后，鐵做正極被保護；
（2）鐵為活潑金屬，易發(fā)生電化學腐蝕，當為原電池負極時，易發(fā)生電化學腐蝕，如鐵為原電池的正極或外接電源的負極，可防止腐蝕；
（3）①若X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；假設海水中只有NaCl溶質，則此時總離子反應方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②若X為鋅，開關K置于M處，形成原電池，Zn為負極被腐蝕，F(xiàn)e為正極被保護．

解答 解：（1）①圖1是要在鐵件的表面鍍銅，故用銅為陽極，鐵為陰極，即B極為鐵，發(fā)生還原反應，反應式為：Cu²⁺+2e^-=Cu；A為銅，發(fā)生氧化反應，電極方程式為Cu-2e^-=Cu²⁺，故答案為：銅；Cu²⁺+2e^-=Cu；
②鐵比銅活潑，形成原電池反應時，鐵為負極，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，形成原電池反應時，鐵為正極，鋅為負極，鐵難以被氧化，故答案為：鍍銅鐵；
（2）A．形成原電池反應，鐵為負極，碳為正極，為鐵的吸氧腐蝕，故A錯誤；
B．鋅比鐵活潑，鐵為正極，被保護而難以腐蝕，故B正確；
C．水中溶解氧氣，鐵可發(fā)生腐蝕，故C錯誤；
D．鐵連接電源負極，為陰極，被保護不易腐蝕，故D正確；
故答案為：BD；
（3）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，故K連接N處，假設海水中只有NaCl溶質，則此時總離子反應方程式為：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑，故答案為：N； 2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH^-+H₂↑+Cl₂↑；
②若X為鋅，開關K置于M處，Zn為負極被腐蝕，F(xiàn)e為正極被保護，該防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，正極反應為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：犧牲陽極的陰極保護法；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．

點評 本題考查原電池知識，側重于金屬的腐蝕與防護的考查，為高頻考點，注意把握原電池、電解池的工作原理以及金屬的防護方法，難度不大．