Question

一些較活潑的金屬在某些特定的介質(zhì)環(huán)境中，會變?yōu)槎栊誀顟B(tài)，這是由于金屬表面上覆蓋了一層氧化膜．鐵在不同濃度的硝酸中溶解與鈍化情況如圖如示．試探究下列問題：
（1）現(xiàn)有一枚光亮的鐵釘，欲使其表面形成鈍化層，應(yīng)將其放入濃度大于

 

的硝酸中一段時間；證明其表面已形成一層致密的鈍化層的簡單實驗是：

 

．
（2）下列有關(guān)說法不正確的是

 

（選填序號）．
A．銅難溶于冷的濃硫酸，是因為銅在濃硫酸中發(fā)生鈍化
B．銅片和鋁片用導線連接后插入冷的濃硝酸中，電流一定總是由銅電極沿導線流入鋁極
C．鐵在硝酸溶液中的腐蝕速率與硝酸濃度一定呈正比
D．可用冷的濃硝酸除去鋁制容器內(nèi)的水垢
（3）發(fā)藍液是由NaNO₃、NaNO₂及NaOH配成的，在加熱條件下，通過三步反應(yīng)使鐵表面生成一層致密的Fe₃O₄：3Fe+NaNO₂+5NaOH

△   .

3Na₂FeO₂+H₂O+NH₃↑…①；
8Fe+3NaNO₃+5NaOH+2H₂O

△   .

4Na₂Fe₂O₄+3NH₃↑…②；
以及第三步生成四氧化三鐵．請補充第三步反應(yīng)的方程式并配平：

 

．
（4）為了使鋁表面形成較厚的氧化膜，工業(yè)上常用電解硫酸溶液的方法，在陽極上生成氧化鋁，寫出此時陽極的電極反應(yīng)：

 

．

Answer 1

考點：鐵的化學性質(zhì),硝酸的化學性質(zhì)

專題：氮族元素,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）常溫下鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，由圖可知，硝酸的質(zhì)量分數(shù)為55%腐蝕速率很慢；表面有氧化層與硫酸銅不反應(yīng)；
（2）A．Cu不發(fā)生鈍化現(xiàn)象；
B．銅片和鋁片用導線連接后插入冷的濃硝酸中，Cu為負極；
C．Fe遇濃硝酸發(fā)生鈍化，阻止反應(yīng)的進一步發(fā)生；
D．硝酸與水垢反應(yīng)，Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化；
（3）由①②及生成四氧化三鐵可知，Na₂FeO₂、Na₂Fe₂O₄發(fā)生反應(yīng)；
（4）在陽極上生成Al失去電子生成氧化鋁．

解答： 解：（1）常溫下鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化，由圖可知，硝酸的質(zhì)量分數(shù)為55%腐蝕速率很慢，則欲使Fe表面形成鈍化層，應(yīng)將其放入濃度大于57%的硝酸中一段時間；表面有氧化層與硫酸銅不反應(yīng)，即取硝酸浸泡后的鐵釘放入CuSO₄（稀硝酸）溶液中，鐵釘表面沒有紅色的物質(zhì)（氣泡）析出，可說明表面有氧化層，
故答案為：57%（數(shù)值大于55%即可）；取硝酸浸泡后的鐵釘放入CuSO₄（稀硝酸）溶液中，鐵釘表面沒有紅色的物質(zhì)（氣泡）析出；
（2）A．Cu不發(fā)生鈍化現(xiàn)象，加熱時Cu與濃硫酸反應(yīng)，故A錯誤；
B．銅片和鋁片用導線連接后插入冷的濃硝酸中，Cu為負極，則形成的電流從鋁電極沿導線流入銅極，故B錯誤；
C．Fe遇濃硝酸發(fā)生鈍化，阻止反應(yīng)的進一步發(fā)生，則腐蝕速率不會與硝酸濃度成正比，故C錯誤；
D．硝酸與水垢反應(yīng)，Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化，所以可用冷的濃硝酸除去鋁制容器內(nèi)的水垢，故D正確；
故答案為：ABC；
（3）由①②及生成四氧化三鐵可知，Na₂FeO₂、Na₂Fe₂O₄發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)為Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄+2H₂O=Fe₃O₄↓+4NaOH，
故答案為：Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄+2H₂O=Fe₃O₄↓+4NaOH；
（4）在陽極上生成Al失去電子生成氧化鋁，陽極電極反應(yīng)為3H₂O+2Al-6e^-=Al₂O₃+6H⁺，故答案為：3H₂O+2Al-6e^-=Al₂O₃+6H⁺．

點評：本題綜合考查物質(zhì)的性質(zhì)，涉及Fe、Al、硝酸等物質(zhì)的性質(zhì)及化學反應(yīng)速率、電解原理，把握習題中圖象分析及電化學知識為解答的關(guān)鍵，綜合性較強，題目難度不大．