化学选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护优秀随堂练习题
展开第三节 金属的腐蚀与防护
1.认识金属腐蚀的危害,并能解释金属发生电化学腐蚀的原因,能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式,以培养变化观念与平衡思想。
2.熟悉金属腐蚀的防护方法,增强科学态度与社会责任。
知识点一、金属的腐蚀
1.定义
金属或合金与周围的 发生 而引起损耗的现象。
2.本质
金属原子 电子变为 离子,金属发生 反应。
3.分类
(1)化学腐蚀:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀:当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀。
4.钢铁的电化学腐蚀
(1)钢铁的电化学腐蚀的分类:
(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较:
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
图形
描述
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
条件
水膜
水膜呈 或
电极
反应
负极
Fe-2e-==Fe2+
2Fe-4e-==2Fe2+
正极C
总反应
知识点二、金属的防护
1.改变金属材料的组成
方法
制成性能优异的合金——在金属中添加其他金属或非金属
实例
不锈钢——把 、 等加入普碳钢中制成不锈钢
钛合金——具有优异的 性,良好的 性
2.在金属表面覆盖保护层
原理
在金属表面 ,使金属制品与周围物质隔开
具
体
方
法
在钢铁制品的表面喷涂 、矿物油或覆盖搪瓷、塑料等
用 等方法在钢铁表面独生一层锌、锡、铬、镍等金属
用化学方法在钢铁表面进行 处理——生成一层致密的 薄膜
用 氧化处理铝制品的表面,使之形成致密的氧化膜而 .
采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面也可形成稳定的钝化膜
3.电化学保护法
(1)牺牲阳极法:
应用 原理,让被保护金属作 极,另找一种活泼性较强的金属作 极。
如图所示:
(2)外加电流法:
利用 原理,把被保护的钢铁设备作为 极,用惰性电极作为辅助 极,两者均放在电解质溶液里,外接 。
如图所示:
【新知预习】答案
知识点一、1. 气体或液体 氧化还原反应
2. 失去 阳 氧化
4. (2) 酸性较强 中性 酸性很弱
2H++2e-== H2↑ O2+2H2O+4e-== 4OH-
Fe+2H+== Fe2++H2↑ 2Fe+2H2O+O2== 2Fe(OH)2
知识点二、1. 铬 镍 抗腐蚀 生物兼容
2. 覆盖致密保护层 油漆 电镀 发蓝 四氧化三铁 阳极 钝化
3.(1)原电池 正 负 (2) 电解 阴 阳 直流电源
探究任务一 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
1.化学腐蚀与电化学腐蚀的区别与联系
化学腐蚀
电化学腐蚀(主要)
定义
金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀
当不纯的金属与电解质溶液接触时会发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀
吸氧腐蚀(主要)
析氢腐蚀
条件
金属与某些单质或某些非电解质直接接触
水膜中溶有O2,呈极弱酸性或中性
水膜酸性较强
现象
无电流产生
有微弱电流产生
反应
式(以
铁腐蚀
为例)
2Fe+3Cl2==2FeCl3
负极:Fe-2e-==Fe2+
正极:2H2O+O2+4e-==4OH-
正极:2H++2e-==H2↑
联系
两种腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍,危害更大
2.金属腐蚀类型的判断方法
(1)根据是否发生原电池反应来判断。
发生原电池反应引起的金属腐蚀,属于电化学腐蚀,否则属于化学腐蚀。
(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性强弱判断,位于金属活动性顺序中氢前面的金属,在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀,在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀;位于金属活动性顺序氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。
【典例1】下列有关金属腐蚀的说法中正确的是 ( )
A.金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B.电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气,产物最终转化为铁锈
D.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化学腐蚀伴有电流产生
【答案】D
【解析】金属腐蚀的本质,主要是金属原子失电子被氧化,腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼,外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触,腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀,所以A错误;电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程,不需要外加电流,所以B错误;钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,正极吸收氧气,所以C错误;只有选项D正确。
【变式训练1】将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是 ( )
A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e- == Fe3+
B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀
【答案】C
【解析】负极反应为Fe-2e- ==Fe2+,A项错误;铁腐蚀时,化学能大部分转化为电能,还转化为热能,B项错误;铁与碳形成原电池,加速Fe的腐蚀,C项正确;溶解在H2O中的O2仍然在正极放电产生OH-,D项错误。
探究任务二 金属腐蚀快慢的判断及金属的防护
1.金属的防护措施
2.牺牲阳极法与外加电流法的比较
比较项目
牺牲阳极法
外加电流法
是否外
接电源
否
是
所用的
原理
原电池原理
电解原理
比较项目
牺牲阳极法
外加电流法
两个电极
的材料
正极:被保护金属
负极:比被保护金属活泼的金属
被保护金属与外接电源的负极相连作阴极,惰性电极与外接电源正极相连作阳极
保护效果
外加电流法的保护效果比牺牲阳极法的保护效果更好
3.(1)判断电化学保护法的类型,应分清其基本原理,看是利用电解原理的外加电流法还是应用原电池原理的牺牲阳极法,两者不能混淆。
(2)无论是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,作为负极的铁都不断地被氧化。
(3)由于通常情况下,金属表面不会接触到酸性较强的溶液,所以金属腐蚀的主要形式是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀代替。金属活动性顺序中位于氢前和氢后的金属都能发生吸氧腐蚀,但只有在氢前的金属才会发生析氢腐蚀。
4.不同条件下金属腐蚀快慢的判断
(1)在同一电解质溶液中:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)同一种金属在不同电解质溶液中腐蚀由快到慢的顺序为(其他条件相同):强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>原电池正极金属的腐蚀>电解池阴极金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀一般越快。
【典例2】(2020·江苏卷,11) 将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在图所示的情境中,下列有关说法正确的是 ( )
A.阴极的电极反应式为Fe-2e- == Fe2+
B.金属M的活动性比Fe的活动性弱
C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】 A项,该装置为原电池,阴极处为正极,参与电极反应的是O2或是溶液中的H+,错误;B项,M比Fe活泼,M作为负极,发生氧化反应,失去的电子转移至Fe处,错误;C项,Fe表面有M传过来的电子,则O2或H+得到的电子不是Fe失去的电子,故Fe被保护,正确;D项,海水中存在大量的电解质,所以更容易发生电化学腐蚀,错误。
【典例3】如图,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A.②①③④ B.④③①②
C.④②①③ D.③②④①
【答案】C
【解析】②③④实质均为原电池装置。③中Fe为正极被保护;②④中Fe为负极,均被腐蚀,但相对来说,Fe和Cu的金属活动性的差别比Fe和Sn的大,故Fe-Cu原电池中Fe被腐蚀得快;①中发生化学腐蚀。
【变式训练2】 (2023·湖南师大附中高二月考)下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )
A.纯银器的表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层不能对铁制品起保护作用
C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极法
D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
【答案】D
【解析】纯银器的表面在空气中易生成硫化物失去光泽,属于化学腐蚀,A项正确;当镀锡铁制品镀层破损后,由于铁比锡活泼,形成原电池时,铁作原电池的负极,加快铁的腐蚀,B项正确;锌比铁活泼,当在海轮外壳上连接锌块后,锌失电子而海轮外壳被保护,此法为牺牲阳极法,C项正确;要采用电解原理保护金属,应将金属与直流电源的负极相连,即作电解池的阴极,D项错误。
1.下列关于电化学腐蚀和化学腐蚀的说法正确的是( )
A.电化学腐蚀没有发生氧化还原反应
B.化学腐蚀发生氧化还原反应
C.电化学腐蚀没有发生化学反应,化学腐蚀发生化学反应
D.电化学腐蚀有电子转移,化学腐蚀没有电子转移
【答案】B
【解析】电化学腐蚀和化学腐蚀实质一样,两者都发生氧化还原反应,都是金属失电子,被氧化,但电化学腐蚀构成原电池,有电流产生,而化学腐蚀没有产生电流。
2.钢铁在潮湿的空气中往往发生电化学反应而被腐蚀,下列方程式在钢铁的电化学腐蚀过程中不存在的是( )
A.Fe-2e-==Fe2+
B.2H2O+O2+4e-==4OH-
C.2Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)2
D.Fe-3e-==Fe3+
【答案】D
【解析】钢铁在潮湿的空气中可发生吸氧腐蚀,其电极反应式分别为负极:2Fe-4e-== 2Fe2+,正极:O2+4e-+2H2O== 4OH-,总反应:2Fe+2H2O+O2== 2Fe(OH)2。
3.关于右图所示装置(只是个示意图),叙述错误的是( )
A.石墨电极反应式:2H+-2e-=H2↑
B.鼓入少量空气,会加快Fe的腐蚀
C.加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀
D.加入HCl,石墨电极反应式:2H++2e-=H2↑
【答案】A
【解析】该装置中发生Fe的吸氧腐蚀,石墨电极反应式为O2+2H2O+4e-== 4OH-,A项错误。
4.下列有关金属的保护方法的说法中正确的是 ( )
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀速率加快
C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极法
D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法
【答案】C
【解析】A项中搪瓷层破损后,铁直接暴露在空气中,因而搪瓷层不能对破损部分进行保护;B项中镀层破损后,由于锌的活动性比铁强,与铁构成原电池,锌作负极,保护铁不被腐蚀;C选项采取的是牺牲阳极法;D项中用沥青作涂层不是电化学保护法。
5.江西海昏侯墓是目前我国发现的面积最大、保存最好、内涵最丰富的汉代列侯等级墓葬,里面发现有大量青铜制品,为了避免青铜器生成铜绿,以下方法正确的是( )
①将青铜器放在银质托盘上 ②将青铜器保存在干燥的环境中 ③将青铜器保存在潮湿的空气中
④在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
A.①③ B.②③
C.②④ D.①④
【答案】C
【解析】Cu比Ag活泼,将青铜器放在银质托盘上更易受腐蚀,①错;将其保存在干燥的环境中避免与空气中的水蒸气接触,可减少腐蚀,②正确,③错误;覆盖防渗的高分子膜也可以隔绝潮湿空气,④正确。
6. 钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为 。
(2)为了减小某水库铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用 (填写字母序号)。该防护方法属于 法。
A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨
(3)图乙所示的方案也可以减小铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的 极。该防护方法称为 。
【答案】(1)负极:2Fe-4e-== 2Fe2+,正极:O2+2H2O+4e-== 4OH-
(2)C 牺牲阳极 (3)负 外加电流法
【解析】(1)发生吸氧腐蚀时,负极上Fe失电子,正极上O2得到电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌,则锌会失去电子而溶解,Fe被保护,属于牺牲阳极法,Na会与水反应生成NaOH,达不到保护铁闸门的目的。(3)中防护方法属于外加电流法,需把被保护的铁闸门连接在电源的负极。
1.下列与金属腐蚀有关的说法中,不正确的是( )
A.钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀
B.电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀
C.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化
D.铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为其不易与氧气发生反应
【答案】D
【解析】D项,铝具有很强的抗腐蚀能力,是因为铝易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化物保护膜,使内部金属不被腐蚀。
2.铁生锈是一种常见的自然现象,其主要反应的化学方程式为4Fe+3O2+xH2O2Fe2O3·xH2O。如图为一放在水槽中的铁架,水位高度如图。最容易生锈的铁架横杆是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】④处没有和电解质溶液接触,锈蚀较慢;①②③处已与电解质溶液接触,但①②处含O2较少,所以③处腐蚀最快。
3.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有pH=4的雨水和生铁片。观察到:开始时导管内液面下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管液面。以下有关解释合理的是( )
A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应
B.雨水酸性较强,生铁片仅发生析氢腐蚀
C.墨水回升时,碳极反应式为O2+2H2O+4e-==4OH-
D.具支试管中溶液pH逐渐减小
【答案】C
【解析】发生原电池反应时,生铁片中的碳是原电池的正极,A错误;雨水酸性较强,开始时铁片发生析氢腐蚀,产生氢气,导管内液面下降,一段时间后铁片发生吸氧腐蚀,吸收氧气,导管内液面上升,B错误;导管内液面上升时,铁片发生吸氧腐蚀,碳为正极,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,C正确;铁片无论是发生析氢腐蚀还是吸氧腐蚀,具支试管内溶液pH均增大,D错误。
4. (2023·河南郑州外国语学校高二检测)为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置,下列有关说法中错误的是( )
A.正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-==4OH-
B.将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成
C.若向自来水中加入少量NaCl(s),可较快地看到铁锈
D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2,前者铁锈出现得快
【答案】D
【解析】铁是负极,失电子被氧化成Fe2+;在正极氧气得电子发生还原反应生成OH-,故向石墨电极附近吹入O2的腐蚀速率比向铁电极附近吹入O2的腐蚀速率大;向自来水中加入NaCl(s),可使电解质溶液的导电能力增加,增大腐蚀速率;若将石墨电极换成Mg电极,则负极为Mg,Fe被保护,难以看到铁生锈。
5.将一根较纯铁棒垂直没入水中,由于深水处溶氧量较少,一段时间后发现AB段产生较多铁锈,BC段腐蚀严重,
下列关于此现象的说法错误的是( )
A.铁棒AB段发生的反应为O2+2H2O+4e-==4OH-
B.腐蚀过程中在铁棒上会产生微电流,且方向是从AB段到BC段
C.向水中加入一定量硫酸钾固体后,对铁棒的生锈速率几乎无影响
D.产生这种现象的本质原因是铁棒所处的化学环境不同
【答案】C
【解析】铁在水中发生吸氧腐蚀,BC段作原电池负极,AB段作原电池正极,正极发生反应O2+2H2O+4e-===4OH-,故A项正确;腐蚀过程中电子从BC段流向AB段,电流方向为从AB段到BC段,故B项正确;向水中加入一定量的硫酸钾固体后,离子浓度增大,铁棒的生锈速率增大,故C项错误;此原电池的形成是由于铁棒所处的化学环境不同,故D项正确。
6.相同材质的铁在图中的四种情形下最不易被腐蚀的是( )
【答案】C
【解析】A、B、D都能形成原电池而加快Fe的腐蚀,而C中铁被铜镀层保护,则不易被腐蚀。
7.下列装置中电解质溶液均为稀硫酸。对铁而言,采用的是外加电流法的是( )
【答案】C
【解析】A项属于牺牲阳极法;B项中铁作阳极,腐蚀更快;C项中右侧装置两电极的活动性相差较大,所以右侧为原电池,铁与原电池的负极相连,属于外加电流法,正确;D项中不能构成原电池。
8.如右图所示,液面上浮着一个空心铁球。
(1)数天后可观察到的现象是( )
①铁球表面出现红棕色锈斑 ②铁球表面出现黑色锈斑 ③量筒内水位下降 ④量筒内水位上升
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
(2)发生上述现象的原因是 (用反应式及必要的文字予以说明)。
【答案】(1)B (2)铁球发生吸氧腐蚀,其负极反应为2Fe-4e-==2Fe2+,正极反应为O2+2H2O+4e-==4OH-,总反应为2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2,Fe(OH)2继续发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3、2Fe(OH)3==Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
【解析】量筒中的空气、食盐水和铁球(铁碳合金)组成原电池,铁球发生吸氧腐蚀。其负极反应是2Fe-4e-==2Fe2+,正极反应是O2+2H2O+4e-==4OH-。Fe2+与OH-结合成Fe(OH)2,再被氧化成Fe(OH)3,Fe(OH)3脱水生成Fe2O3·xH2O,故在铁球表面出现红棕色锈斑。由于量筒中的O2被吸收,所以量筒内的水位会上升。
9.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A.在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀
B.金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原
C.轮船的船壳吃水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极法
D.铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e-==Fe3+,继而形成铁锈
【答案】C
【解析】弱酸性条件下可发生吸氧腐蚀,故A项错误;金属腐蚀的实质是金属失去电子被氧化,故B项错误;C项中利用了牺牲阳极法,故C项正确;钢铁发生电化学腐蚀时,负极上Fe失去电子生成Fe2+,故D项错误。
10. (2023·广东汕头潮阳实验学校高二检测)埋在地下的钢管常用如图所示方法加以保护,使其免受腐蚀。关于此方法,下列说法正确的是( )
A.金属棒X的材料可能为铜
B.金属棒X的材料可能为钠
C.钢管附近土壤的pH增大
D.这种方法称为外加电流法
【答案】C
【解析】A项,构成的原电池中,金属棒X作负极,故X的活动性应该强于铁,A项错误;B项,金属钠性质很活泼,极易与O2、水反应,不能作电极材料,B项错误;C项,该装置发生吸氧腐蚀,正极钢管上氧气得电子生成氢氧根离子,导致钢管附近土壤的pH增大,C项正确;D项,该装置没有外接电源,不属于外加电流法,D项错误。
11.验证牺牲阳极法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3% NaCl溶液)。
①
②
③
在Fe表面生成蓝色沉淀
试管内无明显变化
试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是( )
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
【答案】D
【解析】A项,对比②③可知,没有连接锌的Fe附近溶液在加入K3[Fe(CN)6]溶液后产生了蓝色沉淀,说明Zn保护了Fe,正确;B项,对比①②可知,铁氰化钾可能把Fe氧化为Fe2+,并进一步与Fe2+反应生成蓝色沉淀,正确;C项,①生成蓝色沉淀,说明有Fe2+生成,因而不能用于验证Zn保护Fe,正确;D项,实验①中无论Fe作正极还是负极,Fe附近均产生蓝色沉淀,故将Zn换成Cu,无法证明Fe比Cu活泼,错误。
12.用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后,饭盒被腐蚀,该种腐蚀属于 ,反应的化学方程式为 ;若用铝饭盒盛放食盐(含水时),一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀叫做 ,反应原理是(写电极反应式) 。
【答案】化学腐蚀 2Al+6CH3COOH==2(CH3COO)3Al+3H2↑ 电化学腐蚀 负极:Al-3e-Al3+,正极:O2+2H2O+4e-==4OH-
【解析】铝制饭盒盛放醋酸,金属铝直接接触腐蚀性化学物质,发生的腐蚀是化学腐蚀;而用铝饭盒盛放食盐(含水时),铝—食盐水—C形成原电池,发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀。
13.下图所示的是某研究性学习小组探究金属腐蚀条件的实验装置图,试分析实验并回答下列问题:
(1)若起始时甲、乙、丙三套装置的导管中液面高度相同,过一段时间后液面最高的是 。铁粉腐蚀的速率由大到小的排列顺序为 (用甲、乙、丙填写)。
(2)通过甲、乙装置的对比说明铁粉中碳的含量越 (填“高”或“低”)越易腐蚀。
(3)乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为 。
(4)针对乙、丙装置实验的结果分析,可采用何种防护措施来减缓金属的腐蚀: (写出一点即可)。
【答案】(1)乙 乙>甲>丙
(2)高
(3)2H2O+O2+4e-==4OH-
(4)将金属放在油脂或有机溶剂中(合理即可)
【解析】乙中铁粉、炭粉及食盐水构成原电池,发生吸氧腐蚀,故乙中液面最高;甲中铁粉含有少量碳,也能发生吸氧腐蚀,但由于C的含量少,故不如乙中铁粉腐蚀得快;丙中乙醇为非电解质,铁粉、炭粉不能形成原电池,腐蚀最慢。
14.市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、石墨粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋密封,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。请回答下列问题:
(1)热敷袋放出的热量是利用了铁发生 反应放出的热量。
(2)石墨粉的主要作用是 。
(3)加入氯化钠的主要作用是 。
(4)有关的电极反应式:负极 ,正极 。
(5)试用化学方程式表明上述变化过程: 。
【答案】(1)原电池
(2)与铁屑、NaCl溶液构成原电池,加快铁屑的氧化反应
(3)NaCl溶于水,形成电解质溶液
(4)2Fe-4e-==2Fe2+ 2H2O+O2+4e-==4OH-
(5)O2+2Fe+2H2O==2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3,2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
【解析】电解质溶液是中性的,并且具备形成原电池的条件,结合铁锈的存在,可以确定铁发生了吸氧腐蚀。
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