鐵的腐蝕與防護與生產(chǎn)生活密切相關(guān)。
Ⅰ.研究鐵的腐蝕
實驗步驟如下:
步驟1:將鐵粉放置于0.002mol?L
-1CuSO
4溶液中浸泡,過濾后用水洗滌。
步驟2:向15.00mL1mol?L
-1NaCl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點進行分析,經(jīng)檢驗溶液中含有Fe
2+,寫出Fe被腐蝕的總反應(yīng)
2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O
2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O
。
②取b點溶液向其中滴加KSCN無明顯現(xiàn)象,加入稀鹽酸后立即變紅。寫出b點Fe
2+被氧化的離子方程式
4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+
4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+
。
③依據(jù)b點發(fā)生的反應(yīng),分析第二階段pH上升的原因是
相同時間內(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
(3)在鐵表面鍍鋅可有效防止鐵被腐蝕
已知:Zn
2+放電的速率緩慢且平穩(wěn),有利于得到致密、細膩的鍍層。
①鍍件Fe應(yīng)與電源的
負極
負極
相連。
②向ZnSO
4電解液中加入NaCN溶液,將Zn
2+轉(zhuǎn)化為[Zn(CN)
4]
2-,電解得到的鍍層更加致密、細膩,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,同時通過平衡的移動補充放電消耗的Zn2+,使其濃度保持相對穩(wěn)定,達到放電速率平穩(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,同時通過平衡的移動補充放電消耗的Zn2+,使其濃度保持相對穩(wěn)定,達到放電速率平穩(wěn)的作用
。
(4)電鍍后的廢水中含有CN
-,一種測定其含量的方法是:取廢水50mL,再加KI溶液1mL,用cmol?L
-1AgNO
3溶液滴定,消耗AgNO
3溶液VmL。已知:Ag
++2CN
-?[Ag(CN)
2]
-(無色)K=1.0×10
21,Ag
++I
-?AgIK=1.2×10
16。
①滴定終點的現(xiàn)象是
溶液中產(chǎn)生黃色沉淀,現(xiàn)象穩(wěn)定不變時達終點
溶液中產(chǎn)生黃色沉淀,現(xiàn)象穩(wěn)定不變時達終點
。
②廢水中CN
-的含量是
g?L
-1(填計算式)。