鐵的腐蝕與防護與生產生活密切相關。
Ⅰ.研究鐵的腐蝕
實驗步驟如下:
步驟1:將鐵粉放置于0.002mol/LCuSO4溶液中浸泡,過濾后用水洗滌
步驟2:向15.00mL1mol/LNaCl溶液(用鹽酸調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:經檢驗溶液中含有Fe2+,寫出Fe被腐蝕的總反應 2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O
2Fe+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。b點Fe2+被氧化的離子方程式為 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
。
③依據(jù)b點發(fā)生的反應,分析第二階段pH升高的原因是 相同時間內,鐵被氧化為Fe2+消耗H+的量大于Fe2+被氧化為產生H+的量
相同時間內,鐵被氧化為Fe2+消耗H+的量大于Fe2+被氧化為產生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)電鍍后的廢水中通常含有CN-,用如圖所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時,控制溶液pH為9~10,陽極產生的ClO-將CN-氧化為兩種無污染的氣體,下列說法正確的是 ABC
ABC
。
A.用石墨作陽極,鐵作陰極
B.陽極的電極反應式為:Cl-+2OH--2e-═ClO-+H2O
C.陰極的電極反應式為:2H2O+2e-═H2↑+2OH-
D.除去CN-的反應:2CN-+5ClO-+2H+═N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O