Question

(12分)铁在地壳中的含量约占 5 ％左右。铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe₃O₄）、赤铁矿石（主要成分是 Fe₂O₃)等。

（1）红热的铁能跟水蒸气反应，一种产物与磁铁矿的主要成分相同，另一种产物是可燃性气体，则其反应的化学方程式为          。该可燃气体在酸性条件下，可制成燃料电池，写出该气体发生的电极反应式          。

（2）在常温下，铁跟水不起反应。但在潮湿的空气中，铁很容易生锈（铁锈的主要成分是 Fe₂O₃）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。铁生锈的化学原理如下，请你用离子方程式和化学方程式补充完整。

①原电池反应：

负极：2Fe－4e^-=2Fe²⁺、正极：          ；

②氢氧化物的形成： Fe^{2 +} + 2OH^－= Fe(OH）₂↓           。

③氢氧化物的分【解析】
2Fe(OH)₃ =Fe₂O₃+3H₂O。

（3）为了防止铁生锈，可在铁制品表面镀上一层铜（如图装置），a为      （填“正极”或“负极”），铁制品表面发生的电极反应式 为            。

Answer

（1）3Fe+4H2OFe3O4+4H2 ; H2—2e-=2H+

（2）①O2+4e-+2H2O=4OH- ，② 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 。

（3）正极 ， Cu2++2e-=Cu 。

【解析】

试题分析：（1）铁和水蒸气可以反应生成四氧化三铁和氢气，方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2 ;氢气在酸性条件下失去电子后生成氢离子，电极反应为： H2—2e-=2H+。（2）①铁的腐蚀一般为吸氧腐蚀氧气在正极反应，得到电子生成氢氧根离子，电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-，②请氧化亚铁很容易和氧气反应生成氢氧化铁，方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 。（3）防止铁生锈，铁为镀件，应连接电源的负极，做电解池的阴极，镀层金属铜连接正极做阳极，所以b为负极，a为正极，在铁的一极，溶液中的铜离子得到电子变成铜单质，镀在铁的表面，电极反应为Cu2++2e-=Cu 。

考点：金属的腐蚀和防护