Question

鋼鐵工業(yè)是國(guó)家工業(yè)的基礎(chǔ)．請(qǐng)回答鋼鐵冶煉、腐蝕、防護(hù)過程中的有關(guān)問題．
（1）工業(yè)用熱還原法煉鐵，寫出由CO還原赤鐵礦（主要成分為Fe₂O₃）的化學(xué)方程式：

 

．
（2）鐵在潮濕的空氣中容易被腐蝕為鐵銹（Fe₂O₃?x H₂O），寫出鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)：

 

．
（3）生產(chǎn)中可用鹽酸來(lái)除鐵銹．現(xiàn)將一生銹的鐵片放入鹽酸中，當(dāng)鐵銹被除盡后，溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）下列各個(gè)裝置中鐵棒被腐蝕由難到易的順序是

 

（填字母）．

（5）在實(shí)際生產(chǎn)中，可在鐵件的表面鍍銅防止鐵被腐蝕．裝置如圖1所示請(qǐng)回答：

①B電極對(duì)應(yīng)的金屬是

 

（寫元素名稱），A電極的電極反應(yīng)式是

 

    
②若電鍍前鐵．銅兩電極的質(zhì)量相同，電鍍完成后，若電鍍時(shí)電路中通過的電子為0.2mol，將它們?nèi)〕鱿磧�、烘干、稱量，則A、B兩極質(zhì)量相差

 

 g．
（6）某同學(xué)為了探究鐵銹（Fe₂O₃?nH₂O）的組成，將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的鐵銹刮下來(lái)，稱取1.96g這種鐵銹，按如圖2所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
①充分反應(yīng)后，稱得B裝置的質(zhì)量增加0.36g，C裝置的質(zhì)量增加1.32g，則根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推斷鐵銹的化學(xué)式中n值為

 

．
②為了保證實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃

 

（填“A”或“E”）處的酒精燈．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),金屬冶煉的一般原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）工業(yè)上采用熱還原法來(lái)制取金屬鐵；
（2）鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，作負(fù)極失電子；
（3）氧化鐵可以和鹽酸之間反應(yīng)生成氯化鐵和水，金屬鐵可以和氯化鐵之間反應(yīng)得到氯化亞鐵；
（4）一種金屬的腐蝕由快到慢的順序是：電解池的陽(yáng)極＞原電池的負(fù)極＞原電池正極＞電解池陰極，據(jù)此分析解答；
（5）①在鐵件的表面鍍銅時(shí)，金屬銅必須是陽(yáng)極材料，金屬鐵為陰極，根據(jù)電解池的工作原理來(lái)回答；
②根據(jù)電極反應(yīng)以及兩極上得失電子守恒來(lái)計(jì)算金屬質(zhì)量的變化；
（6）①結(jié)合方程式，根據(jù)固體減少的質(zhì)量與濃硫酸增重的質(zhì)量列關(guān)系式計(jì)算n值；
②實(shí)驗(yàn)前要先排盡裝置中空氣．

解答： 解：（1）工業(yè)上采用一氧化碳還原氧化鐵的熱還原法來(lái)制取金屬鐵，即3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂，
故答案為：3CO+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+3CO₂；
（2）鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，作負(fù)極失電子，其電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-=Fe²⁺；故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
（3）氧化鐵可以和鹽酸之間反應(yīng)生成氯化鐵和水，當(dāng)鐵銹除凈后，金屬鐵可以和氯化鐵之間反應(yīng)得到氯化亞鐵，即2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，其離子方程式為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）A．該裝置中鐵作負(fù)極，鐵易失去電子而易被腐蝕；
B．該裝置中鐵作正極，鐵電極上易得電子而被保護(hù)；
C．鐵不發(fā)生電化學(xué)腐蝕；
D．鐵作電解池的陰極而被保護(hù)；
同一種金屬的腐蝕由快到慢的順序是：電解池的陽(yáng)極＞原電池的負(fù)極＞原電池正極＞電解池陰極，所以鐵棒被腐蝕由難到易的順序是D、B、C、A，
故答案為：D、B、C、A；
（5）①在鐵件的表面鍍銅，金屬銅必須是陽(yáng)極材料，金屬鐵為陰極，則B為鐵，A為Cu失電子生成銅離子，其發(fā)生的電極反應(yīng)：Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：鐵；Cu-2e^-=Cu²⁺；
②若電鍍前鐵、銅兩極的質(zhì)量相同，電鍍后兩極上的電極反應(yīng)：陽(yáng)極：Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu，若電鍍時(shí)電路中通過的電子為0.2mol，則陽(yáng)極電極減少的質(zhì)量為0.1mol×64g/mol=6.4g，陰極質(zhì)量增大為6.4g，所以兩個(gè)電極質(zhì)量差為12.8g；
故答案為：12.8；
（3）①由題意知，固體質(zhì)量減少的量為水和氧的量，無(wú)水氯化鈣吸收的量為水，堿石灰吸收的是二氧化碳，反應(yīng)方程式為：
Fe₂O₃?nH₂O+3CO

加熱  .

2Fe+3CO₂ +nH₂O
160+18n                3×44
1.96g                  1.32g
所以1.96g×3×44=（160+18n）g×1.32g
解得n=2，
故答案為：2；
②實(shí)驗(yàn)前要先排盡裝置中空氣，防止空氣中的氧氣與CO反應(yīng)，所以先點(diǎn)燃E處的酒精燈；
故答案為：E．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生原電池和電解池的工作原理以及金屬的腐蝕和防護(hù)知識(shí)、物質(zhì)結(jié)晶水含量的測(cè)定等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，題目難度中等，明確原電池原理和電解池原理是解答該題的關(guān)鍵，注意知識(shí)的歸納和整理．