Question

家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后,出現(xiàn)紅棕色的銹斑,某同學(xué)擬對其原理及條件進(jìn)行分析:

（1）該同學(xué)準(zhǔn)備了下列實(shí)驗(yàn)用品:20% NaCl溶液、蒸餾水、酚酞試液、KSCN溶液、新制氯水、純鐵絲、碳棒、U形管、導(dǎo)線等;請你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證鋼鐵吸氧腐蝕的電極產(chǎn)物,簡述操作過程并寫出溶液中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。

（2）將一銅棒、碳棒用導(dǎo)線連接后,插入內(nèi)盛20%氯化鈉溶液的U形管中,請根據(jù)此裝置在下列兩項(xiàng)中擇一

回答:

①若不是原電池,請說明原因:　　　　　　　　　　　(如果回答此題,下面的②不用回答)。

②若是原電池,現(xiàn)要求利用此裝置(電極材料、溶液濃度均不變),采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣硖岣唠姵氐姆烹娦��?/span>,該操作可以是:　 。

（3）目前我國許多大型銅質(zhì)文物露天放置腐蝕嚴(yán)重,在不影響觀瞻效果的條件下,除用加保護(hù)層法保護(hù)外,請你再提出一項(xiàng)簡單而有效的保護(hù)方法并簡述其保護(hù)原理: 。

 

Answer 1

（1）用導(dǎo)線連接純鐵絲和碳棒后插入盛有20% NaCl溶液的U形管中,放置數(shù)分鐘,向插入純鐵絲的一端滴入1～2滴KSCN溶液未顯色,再滴入氯水顯(血)紅色,證明負(fù)極有Fe2+生成,相關(guān)離子方程式為:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。向插入碳棒的一端滴入酚酞溶液,溶液顯紅色,證明有OH-生成

（2）②向插入碳棒的溶液中通入氧氣或空氣

（3）將鐵塊(或鋅塊)連接文物底座并埋入地下,定期更換;原理是:使文物成為原電池的正極(或使銅文物用導(dǎo)線連接直流電源的負(fù)極,正極用導(dǎo)線連接埋入地下的導(dǎo)體;原理是:使文物成為電解池的陰極)

【解析】（1）為加速腐蝕,應(yīng)選用20% NaCl溶液為電解質(zhì)溶液,以純鐵絲和碳棒作兩極,分別針對兩極產(chǎn)物Fe2+和OH-進(jìn)行檢驗(yàn)。（2）具備構(gòu)成原電池的基本條件,所以是原電池,在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的是空氣中的O2,要加快反應(yīng)速率,可增大O2濃度。（3）在眾多限制下,可考慮電化學(xué)保護(hù)法。