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）利用上圖裝置，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，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3.2 g時，X電極溶解的銅的質量________3.2 g(填“＜”“>”或“＝”)。

（4）上圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關K置于M處，銅電極發生的反應是 ，若將開關K置于N處，發生的總反應是 。

Answer 1

【答案】（1）Fe+2FeCl3=3FeCl2

（2）①N ② 犧牲陽極的陰極保護法

（3）＜ （4）2Fe3++2e-=2Fe2+ Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+

【解析】（1）鐵銹的成分為Fe2O3，能和鹽酸反應生成FeCl3和水，當鐵銹除盡后，溶液中發生的化合反應的化學方程式為：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。②若X為鋅，開關K置于M處，Zn為陽極被腐蝕，Fe為陰極被保護，該防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法。

（3）上圖中若X為粗銅，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3.2 g時，由于粗銅中有雜質參加反應，所以X電極溶解的銅的質量＜3.2 g。

（4）上圖中若X為銅，容器中海水替換為FeCl3溶液，開關K置于M處，此時構成原電池裝置，銅電極為正極，發生的反應是2Fe3++2e-=2Fe2+；若將開關K置于N處，此時構成電解池裝置，銅為陽極，銅本身被氧化而溶解，陰極鐵離子被還原，發生的總反應是：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。