Question

10．如圖是鋼鐵在潮濕空氣里發(fā)生電化學(xué)腐蝕原理示意圖，發(fā)生的反應(yīng)為：
2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂，F(xiàn)e（OH）₂繼續(xù)被氧化為Fe（OH）₃，F(xiàn)e（OH）₃脫水生成鐵銹．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）在上述電化學(xué)腐蝕中，F(xiàn)e作負(fù)極．
（2）正極反應(yīng)式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（3）工業(yè)上，常在鋼鐵設(shè)備的表面涂一層油，其作用是B（填編號(hào)）．
A．防止在鋼鐵表面形成微小電解池   B．防止在鋼鐵表面形成微小原電池．
（4）含有112g鐵的鋼鐵，理論上最多能吸收33.6L氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（5）鋼鐵鍍鋁后，表面形成的致密氧化膜能防止鋼鐵腐蝕，其原因是致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O₂、CO₂和H₂O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生．
（6）航母艦體為鋼鐵，艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕類型主要為吸氧腐蝕．

Answer 1

分析 （1）鋼鐵在潮濕空氣里發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，鐵做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣做正極發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）在中性環(huán)境中，氧氣得電子生成氫氧根離子；
（3）鋼鐵設(shè)備的表面涂一層油是為了隔絕空氣和水；
（4）求出鐵的物質(zhì)的量，設(shè)反應(yīng)2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂中消耗的氧氣的物質(zhì)的量為xmol，F(xiàn)e（OH）₂繼續(xù)被氧化為Fe（OH）₃的反應(yīng)中消耗的氧氣的物質(zhì)的量為ymol，據(jù)此計(jì)算．
（5）根據(jù)氧化鋁的性質(zhì)來回答；
（6）海水呈弱酸性．

解答 解：（1）上述電化學(xué)腐蝕中，鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，做負(fù)極，故答案為：負(fù)；
（2）在中性環(huán)境中，氧氣得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）鋼鐵設(shè)備的表面涂一層油是為了隔絕空氣和水，從而不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕，即阻止在鋼鐵表面形成微小原電池，故選B；
（4）112g鐵的物質(zhì)的量為2mol，設(shè)反應(yīng)2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂中消耗的氧氣的物質(zhì)的量為xmol，
則有：2Fe+2H₂O+O₂═2Fe（OH）₂
      2       1
      2       x
$\frac{2}{2}=\frac{1}{x}$
解得x=1mol．
Fe（OH）₂繼續(xù)被氧化為Fe（OH）₃的反應(yīng)中消耗的氧氣的物質(zhì)的量為ymol，則有：
4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃
4          1
2          y
故有：$\frac{4}{2}=\frac{1}{y}$
解得y=0.5mol．
故共消耗1.5mol氧氣，在標(biāo)況下的體積為V=nVm=1.5mol×22.4L/mol=33.6L，故答案為：33.6L；
（5）鋁金屬表面形成的致密氧化鋁膜具有保護(hù)作用，致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O₂、CO₂和H₂O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生，故答案為：致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O₂、CO₂和H₂O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生．
（6）海水呈弱酸性，故航母在海水中發(fā)生吸氧腐蝕，故答案為：吸氧腐蝕．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鋼鐵的腐蝕和防護(hù)以及吸氧腐蝕的正負(fù)極反應(yīng)和計(jì)算，難度不大，應(yīng)注意的是電解質(zhì)溶液的酸堿性對(duì)金屬腐蝕的影響．