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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-1CuSO4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)。
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(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Fe2+,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Fe2+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:Zn2+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-1AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液VmL。已知:Ag++2CN-?[Ag(CN)2]-(無色)K=1.0×1021,Ag++I-?AgIK=1.2×1016。
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
52
c
V
50
52
c
V
50
g?L-1(填計算式)。
【答案】2H++2e-=H2↑;2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O;4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+;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;負極;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;溶液中產(chǎn)生黃色沉淀,現(xiàn)象穩(wěn)定不變時達終點;
52
c
V
50
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:145引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.《我在故宮修文物》展示了專家精湛的技藝和對傳統(tǒng)文化的熱愛與堅守,也令人體會到化學方法在文物保護中的巨大作用。某博物館修復(fù)出土鐵器的過程如下。
    (1)檢測銹蝕產(chǎn)物
    主要成分的化學式
    Fe3O4 Fe2O3?H2O FeO(OH) FeOCl
    鐵器在具有O2、
     
    等環(huán)境中容易被腐蝕。
    (2)分析腐蝕原理:一般認為,鐵經(jīng)過了如下腐蝕循環(huán)。
    Ⅰ.Fe轉(zhuǎn)化為Fe2+。
    Ⅱ.Fe2+在自然環(huán)境中形成FeO(OH),該物質(zhì)中鐵元素的化合價為
     
    。
    Ⅲ.FeO(OH)和Fe2+反應(yīng)形成致密的Fe3O4保護層,F(xiàn)e2+的作用是
     
    。
    a.氧化劑
    b.還原劑
    c.既不是氧化劑也不是還原劑
    Ⅳ.Fe3O4保護層被氧化為FeO(OH),如此往復(fù)腐蝕。
     
    Fe3O4+
     
    O2+
     
    H2O═
     
    FeO(OH)(將反應(yīng)補充完整)
    (3)研究發(fā)現(xiàn),Cl-對鐵的腐蝕會造成嚴重影響?;瘜W修復(fù):脫氯、還原,形成Fe3O4保護層,方法如下:
    將鐵器浸沒在盛有0.5mol/L Na2SO3、0.5mol/L NaOH溶液的容器中,緩慢加熱至60~90℃.一段時間,取出器物,用NaOH溶液洗滌至無Cl-
    ①檢測洗滌液中無Cl-的方法是
     
    。
    ②脫氯反應(yīng):FeOCl+OH-═FeO(OH)+Cl-.離子反應(yīng)的本質(zhì)是離子濃度的減小,F(xiàn)eOCl與FeO(OH)的溶解度更小的是
     

    ③Na2SO3還原FeO(OH)形成Fe3O4的離子方程式是
     
    。
    發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:105引用:2難度:0.6
  • 2.某小組同學對鐵的腐蝕與保護進行如下探究設(shè)計。請回答下列問題
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液潤濕后,至于圖一所示裝置中將導(dǎo)管c中液柱逐漸上升至高于試管b中液面,其原因是試管a中發(fā)生了
     
    腐蝕化學方程式表示其變化
     
    ,試管a外壁逐漸變熱,推測后續(xù)導(dǎo)管c液柱可能會逐漸
     
    。
    (2)學生甲用圖一裝置只將“NaCl溶液”改為“稀醋酸”潤濕,此時碳粉電極反應(yīng)式為
     
    ,此時可觀察到的現(xiàn)象為
     

    (3)學生乙用圖二裝置驗證犧牲陽極的陰極保護法的效果,燒杯內(nèi)盛有(3%NaCl溶液),當連接好的裝置一段時間后,直接向鐵及附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液,發(fā)現(xiàn)溶液中有特征藍色沉淀產(chǎn)生,于是得出結(jié)論,此裝置不能有效保護鐵電極。
    ①你對此評論為
     
    (填“合理”或“不合理”),請用必要的文字和化學用語進行分析
     

    ②當實驗方案為
     
    時,觀察不到明顯現(xiàn)象,得出結(jié)論:該裝置能有效保護鐵。
    (4)學生丙用圖三裝置對鐵電極進行外加電流的陰極保護實驗,A電極反應(yīng)式為
     
    ,B電極材料是
     
    。
    發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:19引用:1難度:0.6
  • 3.某學生在A、B、C、D四支小燒瓶中分別放入干燥的細鐵絲浸過食鹽水的細鐵絲浸過清水的細鐵絲食鹽水及細鐵絲(使細 鐵絲完全浸沒在食鹽水中),然后裝配成如圖8-11所示的四套 裝置中,每隔一段時間測量導(dǎo)管中水面的高度,結(jié)果如下表所示 (表中所列數(shù)據(jù)都為導(dǎo)管水面上升的高度/cm)
    時間/小時00.51.01.52.02.53.0
    A瓶(盛干細鐵絲)0000000
    B瓶(盛沾了食鹽水的細鐵絲)00.41.23.45.67.69.8
    C瓶(盛沾了清水的細鐵絲)0000.30.82.03.5
    D瓶(細鐵絲完全浸沒在食鹽水中)0000000
    請回答下列問題:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)導(dǎo)管中水面為什么會上升?
     

    (2)上述實驗中,鐵生銹的速率由大到小的順序為(填瓶號)
     
    ;
    (3)影響鐵生銹的因素有:
     
    發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:62引用:1難度:0.5
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