Question

【題目】實驗小組探究酸雨對低碳鋼腐蝕的影響，實驗流程如圖：

實驗使用了3種模擬酸雨。模擬酸雨中的離子濃度如表所示，其中平衡電荷的陽離子以NH或Na+補充，實驗均在室溫下進行，低碳鋼片樣品的大小和質量均相同。

（1）將模擬酸雨1和模擬酸雨2進行對比實驗，實驗的目的是___。模擬酸雨3對鋼片的腐蝕速率大于模擬酸雨2對鋼片的腐蝕速率，可以得到結論是___。

（2）在用模擬酸雨2進行實驗時，腐蝕沖洗液中檢測到Fe2+和NH的含量升高。腐蝕時硝酸和鐵反應的離子方程式為___。

（3）在上述三組腐蝕實驗中，都檢測到鋼片內部持續產生腐蝕電流。產生腐蝕電流的原因是___。

（4）鋼鐵的腐蝕研究中，通常用“腐蝕速率(單位為mg·h-1)"對鋼鐵腐蝕過程和結果進行評估。則計算“腐蝕速率”需要測量的實驗數據為___。

Answer 1

【答案】研究硝酸型酸雨對鋼鐵的腐蝕的效果 酸雨酸性越強，對鋼片的腐蝕速率越快 10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O 鋼片發生了電化學腐蝕 腐蝕前鋼片的質量：(腐蝕結束后)除去鐵銹后鋼片的質量;腐蝕持續的時間

【解析】

(1)分析實驗表格中的數據，比較變量即可知道各自實驗目的；

(2)根據Fe2+和NH的含量升高，說明腐蝕時硝酸和鐵反應生成了Fe2+和NH，再根據反應物和生成物，進行氧化還原反應配平即可得出；

(3)根據鋼鐵的組成以及金屬的腐蝕種類很容易分析出由于發生了電化學腐蝕；

(4)根據“腐蝕速率的單位”可以推知其計算公式并知道需要測量的數據。

(1)分析實驗表格中的數據可知，模擬酸雨1和模擬酸雨2的c()和PH均相同，只有c()不同，故進行這組對比實驗的目的是研究硝酸型酸雨對鋼鐵的腐蝕的效果；比較3和2可知，二者只有溶液的PH值不同，且3的PH值更小即酸性更強，模擬酸雨3對鋼片的腐蝕速率大于模擬酸雨2對鋼片的腐蝕速率，可以得到結論是酸雨酸性越強，對鋼片的腐蝕速率越快；故答案為：研究硝酸型酸雨對鋼鐵的腐蝕的效果；酸雨酸性越強，對鋼片的腐蝕速率越快；

(2)在用模擬酸雨2進行實驗時，腐蝕沖洗液中檢測到Fe2+和NH的含量升高，說明腐蝕時硝酸和鐵反應生成了Fe2+和NH，故該反應的離子方程式為10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O；故答案為：10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O；

(3)由于鋼鐵均為鐵和碳的合金，在電解質溶液中將發生原電池反應即發生了電化學腐蝕，在上述三組腐蝕實驗中，都檢測到鋼片內部持續產生腐蝕電流，產生腐蝕電流的原因是鋼片發生了電化學腐蝕；故答案為：鋼片發生了電化學腐蝕；

(4)根據“腐蝕速率的單位”可以推知其計算公式為： ，故計算“腐蝕速率”需要測量的實驗數據為：腐蝕前鋼片的質量；(腐蝕結束后)除去鐵銹后鋼片的質量；腐蝕持續的時間；故答案為：腐蝕前鋼片的質量；(腐蝕結束后)除去鐵銹后鋼片的質量；腐蝕持續的時間。