Question

【题目】全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。研究钢铁的腐蚀及防护有重要意义。回答下列问题：

(1)钢铁发生腐蚀的主要类型是电化学腐蚀，在电化学腐蚀中，负极反应是_____________，正极反应是_____________。

(2)某实验小组设计下列实验探究铁生锈的条件：

反应4 min后观察，发现A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与_________和___________有关；B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈的一个重要因素是___________。

(3)金属及塑料制品表面镀铬不仅美观还可提高金属制品抗腐蚀性能。常见镀铬液由重铬酸(H2Cr2O7)和催化剂硫酸组成。

①重铬酸中，Cr元素的化合价为________。

②镀铬时由CrO42-放电产生铬镀层。阴极的电极反应式为_______。

(4)电镀废水中Cr2O72-具有高毒性，必须经处理后才能排放。电解法处理含铬的强酸性废水的原理如右图所示。

电解产生的Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+，再随着溶液pH的升高，便有Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀生成。

①图中A为电源__________极；电解时阴极产生的气体为____________（写化学式）。

②写出Fe2+与Cr2O72-反应的离子方程式：_________________。

Answer 1

【答案】(1)Fe-2e-=Fe2+(或 2Fe-4e-=2Fe2+)；2H2O+O2+4e-=4OH-

(2)水（1分）；氧气（1分）；氧气的浓度（2分）

(3)①+6（1分）②CrO42- + 8H++ 6e-=Cr +4H2O(2分)

(4)①正；H2②6Fe2+ +Cr2O72- +14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O

【解析】

试题分析：(1)钢铁发生腐蚀的主要类型是电化学腐蚀，主要为吸氧腐蚀，金属铁做负极，失去电子，发生氧化反应：Fe-2e-=Fe2+ 正极是溶解在溶液中的氧气得电子发生还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH- ；根据实验现象，得出铁生锈主要与氧气和水有关；当水为定值时，主要看氧气的浓度；

（3）①根据化合价法则，H2Cr2O7中，Cr元素的化合价为+6，镀铬时由CrO42-放电产生铬镀层。阴极发生还原反应，+6价Cr还原为0价Cr；根据电子得失守恒：CrO42- + 8H++ 6e-=Cr +4H2O；

（4）电解产生的Fe2+将Cr2O72-还原为Cr3+，再随着溶液pH的升高，便有Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀生成。说明金属铁做阳极，发生氧化反应，变为Fe2+，图中A为电源正极，阴极产生的气体为H2；Fe2+被Cr2O72-氧化为Fe3+ ；Cr2O72-还原为Cr3+，根据电荷守恒，写出6Fe2+ +Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；