Question

钢铁是目前应用最广泛的金属材料，了解钢铁腐蚀的原因与防护方法具有重要意义，对钢铁制品进行抗腐蚀处理，可适当延长其使用寿命。

（1）抗腐蚀处理前，生产中常用盐酸来除铁锈。现将一表面生锈的铁件放入盐酸中，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为：________________________。

（2）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。

①若X为碳棒，为减缓铁件的腐蚀，开关K应置于________处。

②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________。

(3)上图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，X电极溶解的铜的质量________3.2 g(填“＜”“>”或“＝”)。

(4)上图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl₃溶液，开关K置于M处，铜电极发生的反应是      ，若将开关K置于N处，发生的总反应是                      。

Answer

（1）Fe+2FeCl3=3FeCl2

（2）①N

② 牺牲阳极的阴极保护法

（3）＜

（4）2Fe3++2e-=2Fe2+；Cu+2Fe2+=2Fe3++Cu2+

【解析】

试题分析：（1）铁锈的成分为Fe2O3，能和盐酸反应生成FeCl3和水，当铁锈除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式为：Fe+2FeCl3=3FeCl2。

故答案为：Fe+2FeCl3=3FeCl2；

（2）①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极即连接电源的负极，故K连接N处。

故答案为：N；

②若X为锌，开关K置于M处，Zn为阳极被腐蚀，Fe为阴极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法。

故答案为：牺牲阳极的阴极保护法；

（3）上图中若X为粗铜，容器中海水替换为硫酸铜溶液，开关K置于N处，一段时间后，当铁件质量增加3.2 g时，由于粗铜中有杂质参加反应，所以X电极溶解的铜的质量＜3.2 g。

故答案为：＜；

（4）上图中若X为铜，容器中海水替换为FeCl3溶液，开关K置于M处，此时构成原电池装置，铜电极为正极，发生的反应是2Fe3++2e-=2Fe2+；若将开关K置于N处，此时构成电解池装置，铜为阳极，铜本身被氧化而溶解，阴极铁离子被还原，发生的总反应是：Cu+2Fe2+=2Fe3++Cu2+。

故答案为：2Fe3++2e-=2Fe2+；Cu+2Fe2+=2Fe3++Cu2+。

考点：考查原电池和电解池工作原理；金属的腐蚀和防护