Question

【題目】某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。

（1）請完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)：

編號	實驗?zāi)康?/span>	碳粉/g	鐵粉/g	醋酸/%
①	為以下實驗作參照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸濃度的影響	0.5	__	36.0
③	__	0.2	2.0	90.0

（2）編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，其原因是鐵發(fā)生了_____________腐蝕，請在圖3中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向；此時，碳粉表面發(fā)生了__(“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是___________________________________。

（3）該小組對圖2中0～t1時壓強變大的原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二：

假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；

假設(shè)二：______________________________；

……

（4）為驗證假設(shè)一，某同學設(shè)計了檢驗收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設(shè)計一個實驗方案驗證假設(shè)一，寫出實驗步驟和結(jié)論。

實驗步驟和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)：__________

Answer 1

【答案】2.0 碳粉含量的影響 吸氧 還原反應(yīng) 2H2O+O2+4e-=4OH- （或4H++O2+4e-=2H2O） 反應(yīng)放熱，溫度升高，體積膨脹 實驗步驟和結(jié)論（不要求寫具體操作過程）

①藥品用量和操作同編號①實驗（多孔橡皮塞增加進、出導管）

②通入氬氣排凈瓶內(nèi)空氣；

③滴入醋酸溶液，同時測量瓶內(nèi)壓強變化（也可測溫度變化，檢驗Fe2+等）。

如果瓶內(nèi)壓強增大，假設(shè)一成立。否則假設(shè)一不成立。

（本題屬于開放性試題，合理答案均給分）

【解析】

(1)探究影響化學反應(yīng)速率，每次只能改變一個變量，故有②中鐵的量不變，為2.0g；

③中改變了碳粉的質(zhì)量，故為探究碳粉的量對速率的影響。

(2) t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，說明錐形瓶中氣體體積減小，說明發(fā)生了吸氧腐蝕，碳為正極，鐵為負極，碳電極氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案為：還原；O2+2H2O+4e-=4OH-；

(3) 圖2中0-t1時壓強變大的原因可能為：鐵發(fā)生了析氫腐蝕、鐵與醋酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高時錐形瓶中壓強增大，所以假設(shè)二為：反應(yīng)放熱使錐形瓶內(nèi)溫度升高，故答案為：反應(yīng)放熱使錐形瓶內(nèi)溫度升高；

(4)基于假設(shè)一，可知，產(chǎn)生氫氣，發(fā)送那些變化，從變化入手考慮

實驗步驟和結(jié)論（不要求寫具體操作過程）

①藥品用量和操作同編號①實驗（多孔橡皮塞增加進、出導管）

②通入氬氣排凈瓶內(nèi)空氣；

③滴入醋酸溶液，同時測量瓶內(nèi)壓強變化（也可測溫度變化，檢驗Fe2+等）。

如果瓶內(nèi)壓強增大，假設(shè)一成立。否則假設(shè)一不成立。

（本題屬于開放性試題，合理答案均給分）。