Question

【题目】《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守，也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用。某博物馆修复出土铁器的过程如下。

（1）检测锈蚀产物

主要成分的化学式
Fe3O4	Fe2O3·H2O	FeO(OH)	FeOCl

铁器在具有O2、________等环境中容易被腐蚀。

（2）分析腐蚀原理：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环。

Ⅰ. Fe转化为Fe2+ 。

Ⅱ. Fe2+在自然环境中形成FeO(OH)，该物质中铁元素的化合价为_______。

Ⅲ. FeO(OH)和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层，Fe2+的作用是_______。

a.氧化剂 b.还原剂 c.既不是氧化剂也不是还原剂

Ⅳ. Fe3O4保护层被氧化为FeO(OH)，如此往复腐蚀。

（将反应补充完整）___________

（3）研究发现，Cl-对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复：脱氯、还原，形成Fe3O4保护层，方法如下：

将铁器浸没在盛有0.5 mol/L Na2SO3、0.5 mol/L NaOH溶液的容器中，缓慢加热至60～90℃。一段时间，取出器物，用NaOH溶液洗涤至无Cl-。

① 检测洗涤液中Cl-的方法是________。

② 脱氯反应：FeOCl + OH-＝FeO(OH) + Cl-。离子反应的本质是离子浓度的减小，比较FeOCl 与FeO(OH)溶解度的大小：________。

③ Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式是________。

Answer 1

【答案】 H2O（潮湿） +3 c 4Fe3O4+O2+6H2O＝12FeO(OH) 取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸和硝酸银的混合液，若无白色沉淀产生说明无Cl- S(FeOCl)＞S[FeO(OH)] SO32-+6FeO(OH)＝SO42-+2Fe3O4+3H2O

【解析】（1）铁器在具有O2、H2O（潮湿）等环境中容易被腐蚀。（2）Ⅱ. 根据化合物中化合价代数和为0可知FeO(OH)中铁元素的化合价为+3。Ⅲ.反应中元素的化合价均不变化，所以Fe2+的作用是既不是氧化剂也不是还原剂，答案选c。Ⅳ. 1mol四氧化三铁中含有1mol亚铁离子，失去1mol电子，所以根据电子得失守恒和原子守恒可知反应的方程式为4Fe3O4+O2+6H2O＝12FeO(OH)；（3）①氯离子可以利用硝酸银溶液检验，所以检测洗涤液中Cl-的方法是取少量洗涤液于试管中，加入稀硝酸和硝酸银的混合液，若无白色沉淀产生说明无Cl-。②离子反应的本质是离子浓度的减小，这说明FeO(OH)更难溶，因此FeOCl的溶解度大于FeO(OH)的溶解度。③1mol四氧化三铁中含有1mol亚铁离子，亚硫酸钠的氧化产物是硫酸钠，根据电子得失守恒、原子守恒以及电荷守恒可知Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式是SO32-+6FeO(OH)＝SO42-+2Fe3O4+3H2O。