鐵的腐蝕與防護與生產(chǎn)生活密切相關。
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)。
(1)第一階段,主要發(fā)生析氫腐蝕,Cu上發(fā)生的電極反應為 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 2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O2Fe+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,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 52cV5052cV50g?L-1(填計算式)。
52
c
V
50
52
c
V
50
【考點】吸氧腐蝕與析氫腐蝕.
【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】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:164引用:4難度:0.5
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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
(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),如此往復腐蝕。
(3)研究發(fā)現(xiàn),Cl-對鐵的腐蝕會造成嚴重影響?;瘜W修復: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:FeOCl+OH-═FeO(OH)+Cl-.離子反應的本質(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:110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計。請回答下列問題
(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
(2)學生甲用圖一裝置只將“NaCl溶液”改為“稀醋酸”潤濕,此時碳粉電極反應式為
(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,于是得出結論,此裝置不能有效保護鐵電極。
①你對此評論為
②當實驗方案為
(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電極反應式為發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:24引用:1難度:0.6 -
3.某化學研究小組創(chuàng)新設計了鐵的生銹實驗,并對鐵銹成分進行測定.實驗1:鐵的快速生銹先在如圖1玻璃管中注滿飽和食鹽水,一段時間后排凈食鹽水.打開圖1下端止水夾,5min左右就可看到紅墨水開始緩慢上升,40min左右就能明顯地觀察到鐵絲網(wǎng)表面有鐵銹生成.
(1)排出圖1玻璃管中食鹽水的操作為
(2)用圖1裝置進行實驗,觀察到紅墨水上升到刻度“1”的位置,由此可得出的一個結論是
(3)現(xiàn)要探究食鹽水濃度和鐵生銹速率的關系.請簡述你所設計的實驗方案:
實驗2:鐵銹成分的測定為確定鐵銹成分(Fe2O3?xH2O)中的x值,稱取鐵銹a g,進行如下實驗.
方案1:利用圖2裝置進行實驗
(4)點燃酒精燈之前,必須進行的實驗操作是
(5)從安全角度考慮,圖2裝置的明顯缺陷是
(6)為達到實驗目的,實驗中要測定的數(shù)據(jù)是
方案2:將鐵銹溶于過量稀硫酸,向所得溶液中滴加b mol?L-1KI溶液至剛好反應,3次實驗平均消耗該KI溶液V mL.
(7)實驗中應選用的指示劑是
(8)測得鐵銹中x值為發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:96引用:1難度:0.1
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