Question

镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛．
（1）镁与稀硫酸反应的离子方程式为

 

；
（2）铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为

 

；
（3）在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀．其中正极的电极反应式为

 

；
（4）铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能，铝制品在日常生活中被广泛应用．在海洋工程上，通常用铝合金（Al-Zn-Cd）保护海底钢铁设施，其原理如图所示：

其中负极发生的电极反应为

 

；在实际应用中，用铝合金而不选用纯铝．纯铝不能很好地起到保护作用，其原因是

 

．

Answer 1

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：（1）镁为活泼金属，与硫酸反应生成硫酸镁和氢气；
（2）铝热反应是指在高温条件下，铝粉把某些金属氧化物中的金属置换出来的反应．化合物中对应的金属的活泼性比铝弱，铝和氧化铁反应生成氧化铝和铁；
（3）中性或弱酸性条件下，钢铁发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应；
（4）在铝合金（Al-Zn-Cd）保护海底钢铁设施中，铝较铁活泼，应为原电池的负极，被氧化生成Al³⁺，铝易与氧气发生化合反应生成氧化铝，起不到保护海底钢铁设施作用，所以用铝合金；

解答：解：（1）镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，镁单质写化学式，硫酸镁为易溶于水易电离的盐拆写，所以该反应的离子方程式为：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑，
故答案为：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；
（2）铝的金属活动性强于铁，铝和氧化铁发生铝热反应，生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃ ，
故答案为：2Al+Fe₂O₃

高温  .

2Fe+Al₂O₃ ；
（3）钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e^-=Fe²⁺，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，
电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，
故答案为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
（4）在铝合金（Al-Zn-Cd）保护海底钢铁设施中，铝较铁活泼，应为原电池的负极，被氧化生成Al³⁺，电极方程式为Al-3e^-=Al³⁺，因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化，在海洋工程上，通常用铝合金（Al-Zn-Cd）保护海底钢铁设施，铝需腐蚀，用纯铝不能腐蚀，起不到保护海底钢铁设施作用，所以用铝合金而不选用纯铝，
故答案为：Al-3e^-=Al³⁺；铝表面易被氧化，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，阻止金属继续氧化，使金属具有抗腐蚀性能；

点评：本题综合考查镁、铝、铁知识，注意化学用语方程式的书写，注意把握电化学反应原理，（4）电化学与合金，该类题为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，题目难度中等．