Question

家庭廚房炒菜用的鍋主要是鐵鍋（鐵碳合金）和鋁鍋．炒過(guò)菜的鐵鍋洗凈后未及時(shí)擦干，第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑[該銹斑為Fe（OH）₃失水的產(chǎn)物]，使用有關(guān)原電池原理、電極方程式、化學(xué)方程式，離子方程式表示Fe（OH）₃和銹斑的形成．
（1）鐵鍋發(fā)生的是電化腐蝕中的

 

腐蝕，電極方程式為：
①正極

 

②負(fù)極

 

（2）生成Fe（OH）₃的化學(xué)方程式

 

．
（3）Fe（OH）₃失水的化學(xué)方程式

 

．
（4）鋼材焊接時(shí)必須除去鋼材表面的鐵銹，用稀鹽酸除去鐵銹的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),鐵的氧化物和氫氧化物

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)電化學(xué)腐蝕分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，當(dāng)電解質(zhì)溶液是酸性時(shí)，發(fā)生析氫腐蝕，當(dāng)電解質(zhì)溶液是弱酸性或中性時(shí)，發(fā)生吸氧腐蝕，而炒過(guò)菜的鍋有NaCl溶液殘留，故發(fā)生的是吸氧腐蝕，負(fù)極鐵放電，正極氧氣放電，據(jù)此寫(xiě)出正負(fù)極反應(yīng)方程式；
（2）將正負(fù)極反應(yīng)相加即得總反應(yīng)，然后根據(jù)Fe（OH）₂極易被氧氣氧化得Fe（OH）₃寫(xiě)出反應(yīng)；
（3）Fe（OH）₃失水變?yōu)殍F銹Fe₂O₃?XH₂O，據(jù)此寫(xiě)出失水的化學(xué)方程式；
（4）鐵銹為Fe₂O₃的結(jié)晶水合物，與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，據(jù)此寫(xiě)出離子方程式．

解答： 解：（1）炒過(guò)菜的鍋有NaCl溶液殘留，是中性溶液中，鋼鐵中碳、鐵和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極上鐵失電子生成二價(jià)鐵離子，故電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺；正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
③亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化生成氫氧化鐵4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，最后，氫氧化鐵失去部分水生成帶結(jié)晶水 的氧化鐵Fe₂O₃．xH₂O，即鐵銹的主要成分．
故答案為：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
（3）Fe（OH）₃失水變?yōu)镕e₂O₃?XH₂O，故化學(xué)方程式為：2Fe（OH）₃=Fe₂O₃?XH₂O+（3-X）H₂O，故答案為：2Fe（OH）₃=Fe₂O₃?XH₂O+（3-X）H₂O；
（4）鐵銹為Fe₂O₃的結(jié)晶水合物，與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O，根據(jù)能拆的物質(zhì)有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和可溶性鹽可知，離子方程式為Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O，故答案為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬的電化學(xué)腐蝕的正負(fù)極反應(yīng)和鐵銹的形成和離子方程式的書(shū)寫(xiě)，根據(jù)電解質(zhì)溶液的性質(zhì)來(lái)判斷鋼鐵發(fā)生的是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，難度不大．