Question

【題目】文物是人類寶貴的歷史文化遺產，我國文物資源豐富，但保存完好的鐵器比青銅器少得多，研究鐵質文物的保護意義重大。

（1）鐵刃銅鉞中，鐵質部分比銅質部分銹蝕嚴重，其主要原因是________。

（2）已知：

ⅰ．鐵質文物在潮濕的土壤中主要發(fā)生吸氧腐蝕，表面生成疏松的FeOOH；

ⅱ．鐵質文物在干燥的土壤中表面會生成致密的Fe2O3，過程如下。

①寫出ⅰ中，O2參與反應的電極反應式和化學方程式：________、________。

②若ⅱ中每一步反應轉化的鐵元素質量相等，則三步反應中電子轉移數(shù)之比為________。

③結合已知信息分析，鐵質文物在潮濕的土壤中比在干燥的土壤中銹蝕嚴重的主要原因是________。

（3）（資料1）Cl–體積小穿透能力強，可將致密氧化膜轉化成易溶解的氯化物而促進鐵質文物繼續(xù)銹蝕。

（資料2）Cl–、Br–、I–促進鐵器皿繼續(xù)銹蝕的能力逐漸減弱。

①寫出鐵質文物表面的致密氧化膜被氯化鈉破壞的化學方程式________。

②結合元素周期律解釋“資料2”的原因是________。

（4）從潮濕土壤出土或海底打撈的鐵質文物必須進行脫氯處理：用稀NaOH溶液反復浸泡使Cl-滲出后，取最后一次浸泡液加入試劑 ________（填化學式）檢驗脫氯處理是否達標。

（5）經脫氯、干燥處理后的鐵質文物再“覆蓋”一層透明的高分子膜可以有效防止其在空氣中銹蝕。下圖為其中一種高分子膜的片段：

該高分子的單體是__________。

Answer 1

【答案】鐵比銅活潑 O2＋4e－＋2H2O = 4OH－ 4Fe（OH）2＋O2 = 4FeOOH＋2H2O 6：2：1 鐵質文物在潮濕環(huán)境中表面生成疏松的FeOOH，水、氧氣能通過孔隙使鐵繼續(xù)發(fā)生吸氧銹蝕；在干燥空氣中形成致密的Fe2O3，隔絕了鐵與水和氧氣的接觸，阻礙銹蝕 Fe2O3＋6NaCl＋3H2O = 6NaOH＋2FeCl3 （Fe2O3 + H2O = 2FeOOH） 氯、溴、碘同主族，形成的陰離子隨電子層數(shù)增加半徑增大（或體積增大），穿透能力減弱 HNO3和AgNO3

【解析】

鐵比銅活潑，所以保存完好的鐵器比青銅器少得多，金屬一般發(fā)生吸氧腐蝕。

（1）因為鐵比銅活潑，所以鐵刃銅鉞中，鐵質部分比銅質部分銹蝕嚴重。

（2）①鐵質文物在潮濕的土壤中主要發(fā)生吸氧腐蝕，O2在正極得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為O2＋4e－＋2H2O = 4OH－，負極鐵失電子發(fā)生氧化反應生成氫氧化亞鐵，氧氣與氫氧化亞鐵反應生成疏松的FeOOH，化學方程式為4Fe（OH）2＋O2 = 4FeOOH＋2H2O。

②過程Ⅰ中鐵由0價變?yōu)?/span>+2價，1molFe轉移電子2mol,過程Ⅱ鐵由+2價變?yōu)楸碚?/span>+價，1molFeO轉移mol電子，過程Ⅲ鐵由表征+價變?yōu)?/span>+3價，1molFe3O4轉移mol電子，若ⅱ中每一步反應轉化的鐵元素質量相等，則三步反應中電子轉移數(shù)之比為2：：= 6：2：1。

③鐵質文物在潮濕環(huán)境中表面生成疏松的FeOOH，水、氧氣能通過孔隙使鐵繼續(xù)發(fā)生吸氧銹蝕；在干燥空氣中形成致密的Fe2O3，隔絕了鐵與水和氧氣的接觸，阻礙銹蝕，所以鐵質文物在潮濕的土壤中比在干燥的土壤中銹蝕嚴重。

（3）①鐵質文物表面的致密氧化膜為Fe2O3，根據(jù)題意Fe2O3與氯化鈉反應生成氯化鐵，根據(jù)元素守恒，反應物還應有水，生成物還應有氫氧化鈉，化學方程式為Fe2O3＋6NaCl＋3H2O = 6NaOH＋2FeCl3。

②氯、溴、碘同主族，形成的陰離子隨電子層數(shù)增加半徑增大（或體積增大），穿透能力減弱，導致Cl–、Br–、I–促進鐵器皿繼續(xù)銹蝕的能力逐漸減弱。

（4）用稀NaOH溶液反復浸泡對文物進行脫氯處理，脫氯過程中Cl-滲出后，要檢驗脫氯處理是否達標，只需檢取最后一次浸泡液中是否含有Cl-即可，檢驗Cl-需要的試劑為HNO3和AgNO3。

（5）根據(jù)高分子膜的片段可知，該高分子的鏈節(jié)為，是由通過加聚反應生成的，故該高分子的單體是。