Question

【題目】研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現(xiàn)實(shí)意義。

（1）甲圖為人教版教材中探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)管中液柱的上升緩慢，下列措施可以更快更清晰觀察到水柱上升現(xiàn)象的有________(填序號)。

A．用純氧氣代替試管內(nèi)空氣 B．用酒精燈加熱試管提高溫度

C．將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末 D．換成更細(xì)的導(dǎo)管，水中滴加紅墨水

（2）該小組將甲圖裝置改進(jìn)成乙圖裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)管中紅墨水液柱高度隨時(shí)間的變化如下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷腐蝕的速率隨時(shí)間逐漸_______________(填“加快”、“不變”、“減慢”)， 你認(rèn)為影響因素為________________________________________

時(shí)間/min	1	3	5	7	9
液柱高度/cm	0.8	2.1	3.0	3.7	4.2

（3）為探究鐵釘腐蝕實(shí)驗(yàn) a、b 兩點(diǎn)所發(fā)生的反應(yīng)，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，請完成表格空白：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示劑	a 點(diǎn)附近溶液出現(xiàn)紅色	a 點(diǎn)電極反應(yīng)為①___________________
然后再滴加 2~3 滴②________________	b 點(diǎn)周圍出現(xiàn)藍(lán)色沉淀	b 點(diǎn)電極反應(yīng)為③___________________

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究，試判斷____________(填“a”或“b”)為負(fù)極，該點(diǎn)腐蝕更嚴(yán)重。

（4）設(shè)計(jì)下面裝置研究弱酸性環(huán)境中腐蝕的主要形式。測定錐形瓶內(nèi)氣壓和空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化見下圖，從圖中可分析，t1~t2 之間主要發(fā)生__________ 腐蝕(填吸氧或析氫)，原因是__________________________________________。

（5）金屬陽極鈍化是一種電化學(xué)防腐方法。將 Fe 作陽極置于 H2SO4 溶液中，一定條件下Fe 鈍化形成致密 Fe3O4 氧化膜，試寫出該陽極電極反應(yīng)式________________________。

Answer 1

【答案】ACD 減慢 氧氣的濃度 O2+4e—+2H2O=4OH— 鐵氰化鉀溶液 Fe -2e—=Fe 2+ b 吸氧 氧氣含量和瓶內(nèi)壓強(qiáng)都降低，因此主要是吸氧腐蝕 3Fe - 8e—+4H2O =Fe3O4+8H+

【解析】

（1）由影響化學(xué)反應(yīng)速率的幾大因素進(jìn)行推導(dǎo)，其中a為濃度、b為溫度、c為固體表面積，但b項(xiàng)直接加熱會使具支試管內(nèi)溫度持續(xù)升高，導(dǎo)管一端只會產(chǎn)生氣泡不會形成氣柱，d項(xiàng)換成更細(xì)的導(dǎo)管旨在放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以便于明顯觀察到水柱的上升，答案為ACD；

（2）通過表格，間隔2分鐘液面高度的變化，5~7，7~9變化趨勢逐漸減小，則反應(yīng)速率逐漸減慢，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，空氣中的氧氣濃度含量逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減慢；

（3）鐵釘?shù)奈�氧腐蝕中，滴有酚酞的a點(diǎn)附近出現(xiàn)紅色，則產(chǎn)生氫氧根離子，電極反應(yīng)式：O2+4e—+2H2O=4OH—；b點(diǎn)則為Fe失電子生成二價(jià)鐵或三價(jià)鐵，b 點(diǎn)周圍出現(xiàn)藍(lán)色沉淀則加入鐵氰化鉀驗(yàn)證二價(jià)鐵的存在，電極反應(yīng)：Fe -2e—=Fe 2+；b點(diǎn)做電池的負(fù)極，腐蝕更嚴(yán)重；

（4）從圖中分析t1~t2 之間氧氣的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，壓強(qiáng)逐漸減小，可確定此時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕；

（5）將 Fe 作陽極置于 H2SO4 溶液中，一定條件下Fe 鈍化形成致密 Fe3O4 氧化膜，3Fe - 8e—+4H2O =Fe3O4+8H+。

（1）由影響化學(xué)反應(yīng)速率的幾大因素進(jìn)行推導(dǎo)，其中a為濃度、b為溫度、c為固體表面積，但b項(xiàng)直接加熱會使具支試管內(nèi)溫度持續(xù)升高，導(dǎo)管一端只會產(chǎn)生氣泡不會形成氣柱，d項(xiàng)換成更細(xì)的導(dǎo)管旨在放大實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以便于明顯觀察到水柱的上升，答案為ACD；

（2）通過表格，間隔2分鐘液面高度的變化，5~7，7~9變化趨勢逐漸減小，則反應(yīng)速率逐漸減慢，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，空氣中的氧氣濃度含量逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減慢；答案為：減慢；氧氣的濃度；

（3）鐵釘?shù)奈�氧腐蝕中，滴有酚酞的a點(diǎn)附近出現(xiàn)紅色，則產(chǎn)生氫氧根離子，電極反應(yīng)式：O2+4e—+2H2O=4OH—；b點(diǎn)則為Fe失電子生成二價(jià)鐵或三價(jià)鐵，b 點(diǎn)周圍出現(xiàn)藍(lán)色沉淀則加入鐵氰化鉀驗(yàn)證二價(jià)鐵的存在，電極反應(yīng)：Fe -2e—=Fe 2+；b點(diǎn)做電池的負(fù)極，腐蝕更嚴(yán)重；答案為：O2+4e—+2H2O=4OH—；鐵氰化鉀溶液； Fe -2e—=Fe 2+；b ；

（4）從圖中分析t1~t2 之間氧氣的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，壓強(qiáng)逐漸減小，可確定此時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕；答案為：吸氧；氧氣含量和瓶內(nèi)壓強(qiáng)都降低，因此主要是吸氧腐蝕；

（5）將 Fe 作陽極置于 H2SO4 溶液中，一定條件下Fe 鈍化形成致密 Fe3O4 氧化膜，答案為：3Fe - 8e—+4H2O =Fe3O4+8H+。