Question

（Ⅰ）鋼鐵容易生銹的主要原因是因為鋼鐵在煉制過程中混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，發(fā)生電化學腐蝕．在空氣酸度不大的環(huán)境中，其負極是

 

，負極反應式為

 

；正極是

 

，正極反應式為

 

．受空氣的影響還會發(fā)生相應的顏色變化，其相應的化學方程式為

 

．
（Ⅱ）下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是（用序號表示）

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）鋼鐵混有少量的碳雜質(zhì)，在潮濕的空氣中容易形成原電池，中性或弱酸性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，酸性環(huán)境下，鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕，無論析氫腐蝕、還是吸氧腐蝕，負極上都是鐵失電子發(fā)生氧化反應，析氫腐蝕，正極上氫離子得電子發(fā)生還原反應，吸氧腐蝕正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應；
（2）先判斷裝置是原電池還是電解池，再根據(jù)原電池正負極腐蝕的快慢比較，作原電池負極和電解池陽極的金屬易被腐蝕，作原電池正極或電解池陰極的金屬易被保護，金屬腐蝕快慢順序是：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護腐蝕措施的腐蝕．

解答： 解：（1）鋼鐵在空氣酸度不大的環(huán)境中，形成原電池發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負極，負極上鐵失電子發(fā)生氧化反應，碳作正極，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，負極上鐵電極反應式為：2Fe-4e^-═2Fe²⁺，正極碳上氧氣得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：O₂+2H₂0+4e^-═40H^-，生成的氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被氧化生成氫氧化鐵，反應的方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：Fe；2Fe-4e^-═2Fe²⁺；C；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）根據(jù)圖知，（2）（3）裝置是原電池，在（2）中，金屬鐵做負極，（3）中金屬鐵作正極，做負極的腐蝕速率快，并且兩個電極金屬活潑性相差越大，負極金屬腐蝕速率越快，正極被保護，并且原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕，所以（2）＞（3），
（4）（5）裝置是電解池，（4）中金屬鐵為陰極，（5）中金屬鐵為陽極，陽極金屬被腐蝕速率快，陰極被保護，即（5）＞（4），
根據(jù)電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護腐蝕措施的腐蝕，并且原電池的正極金屬腐蝕速率快于電解池的陰極金屬腐蝕速率，
所以鐵腐蝕快慢順序為：（5）＞（2）＞（1）＞（3）＞（4），
故答案為：（5）＞（2）＞（1）＞（3）＞（4）．

點評：本題考查原電池知識，側(cè)重于基礎知識的考查，有利于培養(yǎng)學生的學習積極性和科學素養(yǎng)，難度不大，注意把握原電池的工作原理和組成條件．