Question

【題目】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，生產中常用鹽酸來除鐵銹。現將一表面生銹的鐵件放入鹽酸中，當鐵銹除盡后，溶液中發生的化合反應的化學方程式為：________________________。

（2）利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。

①開關K斷開時，且若為生鐵，則鐵件主要發生_____腐蝕；若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關K應置于________處。

②若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為________。

（3）上圖中若X為粗銅（含鋅等雜質），容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關K置于N處，一段時間后，當鐵件質量增加127 g時，X電極溶解的銅的質量________127 g(填“<”“>”或“＝”)。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，請簡要說明原因：__________________________。

Answer 1

【答案】 2FeCl3＋Fe===3FeCl2 吸氧 N 犧牲陽極的陰極保護法(或犧牲陽極保護法) < 在潮濕的環境中構成原電池，鐵是負極，加速腐蝕

【解析】試題分析：（1）當鐵銹除盡后，溶液中發生的反應有鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣、鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵；（2）①生鐵是鐵碳合金，開關K斷開時，則鐵件中鐵、碳、海水構成原電池，主要發生吸氧腐蝕；若X為碳棒，開關K置于M，則鐵件、碳棒、海水構成原電池，鐵件為負極被腐蝕；若開關K置于N，則鐵件、碳棒、海水構成電解池，鐵件為陰極被保護； ②若X為鋅，開關K置于M處，則鐵件、鋅棒、海水構成原電池，鋅為負極被腐蝕，鐵件被保護；（3）上圖中若X為粗銅（含鋅等雜質），容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關K置于N處，構成電解池，粗銅中銅、鋅都能失電子生成陽離子；鐵件電極只有銅離子得電子生成單質銅。在潮濕的環境中，鍍銅鐵鍍層破損構成原電池，鐵作負極被腐蝕，鍍鋅鐵鍍層破損構成原電池，鋅作負極被腐蝕，鐵作正極被保護。

解析：（1）當鐵銹除盡后，溶液中發生的反應有鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣、鐵與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，屬于化合反應的方程式是2FeCl3＋Fe===3FeCl2；（2）①生鐵是鐵碳合金，開關K斷開時，鐵件中鐵、碳、海水構成原電池，主要發生吸氧腐蝕；若X為碳棒，開關K置于M，則鐵件、碳棒、海水構成原電池，鐵件為負極被腐蝕；若開關K置于N，則鐵件、碳棒、海水構成電解池，鐵件為陰極被保護，所以為減緩鐵件的腐蝕，開關K應置于N處； ②若X為鋅，開關K置于M處，則鐵件、鋅棒、海水構成原電池，鋅為負極被腐蝕，鐵件被保護，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法(或犧牲陽極保護法)；（3）上圖中若X為粗銅（含鋅等雜質），容器中海水替換為硫酸銅溶液，開關K置于N處，構成電解池，X電極銅、鋅都失電子生成陽離子；鐵件電極只有銅離子得電子生成單質銅。根據電子守恒，當鐵件質量增加127 g時，X電極溶解的銅的質量<127 g；在潮濕的環境中鍍銅鐵鍍層破損構成原電池，鐵作負極被腐蝕，鍍鋅鐵鍍層破損構成原電池，鋅作負極被腐蝕，鐵作正極被保護。