鐵的腐蝕與防護(hù)與生產(chǎn)生活密切相關(guān)。
Ⅰ.研究鐵的腐蝕
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:將鐵粉放置于0.002mol/LCuSO4溶液中浸泡,過濾后用水洗滌
步驟2:向15.00mL1mol/LNaCl溶液(用鹽酸調(diào)pH=1.78)中加入浸泡過的Fe粉
步驟3:采集溶液pH隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。
(1)第一階段,主要發(fā)生析氫腐蝕,Cu上發(fā)生的電極反應(yīng)為 2H++2e-=H2↑2H++2e-=H2↑。
(2)第二、三階段主要發(fā)生吸氧腐蝕
①選取b點(diǎn)進(jìn)行分析:經(jīng)檢驗(yàn)溶液中含有Fe2+,寫出Fe被腐蝕的總反應(yīng) 2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O。
②取b點(diǎn)溶液向其中滴加KSCN無明顯現(xiàn)象,加入稀鹽酸后立即變紅。b點(diǎn)Fe2+被氧化的離子方程式為 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。
③依據(jù)b點(diǎn)發(fā)生的反應(yīng),分析第二階段pH升高的原因是 相同時(shí)間內(nèi),鐵被氧化為Fe2+消耗H+的量大于Fe2+被氧化為產(chǎn)生H+的量相同時(shí)間內(nèi),鐵被氧化為Fe2+消耗H+的量大于Fe2+被氧化為產(chǎn)生H+的量。
Ⅱ.研究鐵的防護(hù)
(3)在鐵表面鍍鋅可有效防止鐵被腐蝕
已知:Zn2+放電的速率緩慢且平穩(wěn),有利于得到致密、細(xì)膩的鍍層。
①鍍件Fe應(yīng)與電源的 負(fù)極負(fù)極相連。
②向ZnSO4電解液中加入NaCN溶液,將Zn2+轉(zhuǎn)化為[Zn(CN)4]2-,電解得到的鍍層更加致密、細(xì)膩,原因是 通過反應(yīng)Zn2++4CN-=[Zn(CN)4]2-,降低了c(Zn2+),使得Zn2+放電速率減慢,同時(shí)通過平衡的移動(dòng)補(bǔ)充放電消耗的Zn2+,使其濃度保持相對(duì)穩(wěn)定,達(dá)到放電速率平穩(wěn)的作用通過反應(yīng)Zn2++4CN-=[Zn(CN)4]2-,降低了c(Zn2+),使得Zn2+放電速率減慢,同時(shí)通過平衡的移動(dòng)補(bǔ)充放電消耗的Zn2+,使其濃度保持相對(duì)穩(wěn)定,達(dá)到放電速率平穩(wěn)的作用。
(4)電鍍后的廢水中通常含有CN-,用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時(shí),控制溶液pH為9~10,陽極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體,下列說法正確的是 ABCABC。
A.用石墨作陽極,鐵作陰極
B.陽極的電極反應(yīng)式為:Cl-+2OH--2e-═ClO-+H2O
C.陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-═H2↑+2OH-
D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+5ClO-+2H+═N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
【考點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù);電解原理.
【答案】2H++2e-=H2↑;2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;相同時(shí)間內(nèi),鐵被氧化為Fe2+消耗H+的量大于Fe2+被氧化為產(chǎn)生H+的量;負(fù)極;通過反應(yīng)Zn2++4CN-=[Zn(CN)4]2-,降低了c(Zn2+),使得Zn2+放電速率減慢,同時(shí)通過平衡的移動(dòng)補(bǔ)充放電消耗的Zn2+,使其濃度保持相對(duì)穩(wěn)定,達(dá)到放電速率平穩(wěn)的作用;ABC
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/12 10:0:1組卷:24引用:1難度:0.6
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鋅片周邊未見明顯變化鐵釘周邊紅色加深,區(qū)域變大,未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化 發(fā)布:2024/12/9 11:30:2組卷:66引用:3難度:0.7
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