Question

【题目】文物是人类宝贵的历史文化遗产，我国文物资源丰富，但保存完好的铁器比青铜器少得多，研究铁质文物的保护意义重大。

（1）铁刃铜钺中，铁质部分比铜质部分锈蚀严重，其主要原因是________。

（2）已知：

ⅰ．铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀，表面生成疏松的FeOOH；

ⅱ．铁质文物在干燥的土壤中表面会生成致密的Fe2O3，过程如下。

①写出ⅰ中，O2参与反应的电极反应式和化学方程式：________、________。

②若ⅱ中每一步反应转化的铁元素质量相等，则三步反应中电子转移数之比为________。

③结合已知信息分析，铁质文物在潮湿的土壤中比在干燥的土壤中锈蚀严重的主要原因是________。

（3）（资料1）Cl–体积小穿透能力强，可将致密氧化膜转化成易溶解的氯化物而促进铁质文物继续锈蚀。

（资料2）Cl–、Br–、I–促进铁器皿继续锈蚀的能力逐渐减弱。

①写出铁质文物表面的致密氧化膜被氯化钠破坏的化学方程式________。

②结合元素周期律解释“资料2”的原因是________。

（4）从潮湿土壤出土或海底打捞的铁质文物必须进行脱氯处理：用稀NaOH溶液反复浸泡使Cl-渗出后，取最后一次浸泡液加入试剂 ________（填化学式）检验脱氯处理是否达标。

（5）经脱氯、干燥处理后的铁质文物再“覆盖”一层透明的高分子膜可以有效防止其在空气中锈蚀。下图为其中一种高分子膜的片段：

该高分子的单体是__________。

Answer 1

【答案】铁比铜活泼 O2＋4e－＋2H2O = 4OH－ 4Fe（OH）2＋O2 = 4FeOOH＋2H2O 6：2：1 铁质文物在潮湿环境中表面生成疏松的FeOOH，水、氧气能通过孔隙使铁继续发生吸氧锈蚀；在干燥空气中形成致密的Fe2O3，隔绝了铁与水和氧气的接触，阻碍锈蚀 Fe2O3＋6NaCl＋3H2O = 6NaOH＋2FeCl3 （Fe2O3 + H2O = 2FeOOH） 氯、溴、碘同主族，形成的阴离子随电子层数增加半径增大（或体积增大），穿透能力减弱 HNO3和AgNO3

【解析】

铁比铜活泼，所以保存完好的铁器比青铜器少得多，金属一般发生吸氧腐蚀。

（1）因为铁比铜活泼，所以铁刃铜钺中，铁质部分比铜质部分锈蚀严重。

（2）①铁质文物在潮湿的土壤中主要发生吸氧腐蚀，O2在正极得电子发生还原反应，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O = 4OH－，负极铁失电子发生氧化反应生成氢氧化亚铁，氧气与氢氧化亚铁反应生成疏松的FeOOH，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2 = 4FeOOH＋2H2O。

②过程Ⅰ中铁由0价变为+2价，1molFe转移电子2mol,过程Ⅱ铁由+2价变为表征+价，1molFeO转移mol电子，过程Ⅲ铁由表征+价变为+3价，1molFe3O4转移mol电子，若ⅱ中每一步反应转化的铁元素质量相等，则三步反应中电子转移数之比为2：：= 6：2：1。

③铁质文物在潮湿环境中表面生成疏松的FeOOH，水、氧气能通过孔隙使铁继续发生吸氧锈蚀；在干燥空气中形成致密的Fe2O3，隔绝了铁与水和氧气的接触，阻碍锈蚀，所以铁质文物在潮湿的土壤中比在干燥的土壤中锈蚀严重。

（3）①铁质文物表面的致密氧化膜为Fe2O3，根据题意Fe2O3与氯化钠反应生成氯化铁，根据元素守恒，反应物还应有水，生成物还应有氢氧化钠，化学方程式为Fe2O3＋6NaCl＋3H2O = 6NaOH＋2FeCl3。

②氯、溴、碘同主族，形成的阴离子随电子层数增加半径增大（或体积增大），穿透能力减弱，导致Cl–、Br–、I–促进铁器皿继续锈蚀的能力逐渐减弱。

（4）用稀NaOH溶液反复浸泡对文物进行脱氯处理，脱氯过程中Cl-渗出后，要检验脱氯处理是否达标，只需检取最后一次浸泡液中是否含有Cl-即可，检验Cl-需要的试剂为HNO3和AgNO3。

（5）根据高分子膜的片段可知，该高分子的链节为，是由通过加聚反应生成的，故该高分子的单体是。