Question

某小組按圖1所示的裝置探究鐵的吸氧腐蝕。完成下列填空：
    
（1）圖2 是圖1所示裝置的示意圖，在圖2的小括號內填寫正極材料的化學式；在方括號內用箭頭表示出電子流動的方向。
（2）寫出正、負極反應的方程式。正極：                ，負極：               。
（3）按圖1裝置實驗，約8分鐘才看到的導管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地觀察到液柱上升的是                 。
a．用純氧氣代替具支試管內的空氣
b．用食鹽水浸泡過的鐵釘再蘸取鐵粉和炭粉的混合物
c．用毛細尖嘴管代替玻璃導管，并向試管的水中滴加少量紅墨水
（4）升高溫度可以加快化學反應速率，建議用酒精燈加熱具支試管。這一措施        （填“可行”或“不行”）。
（5）有同學觀察到圖1裝置在組裝時就會使導管中液面低于試管中液面，導致實驗時導管中液柱上升需要更多的時間。圖1裝置組裝時，使導管中液面低于試管中液面的原因是      。消除這一現象的簡單操作是                                                      。

Answer 1

（1）（各1分，共2分）
（2）2H₂O+ O₂+4e→4OH^－ （1分）Fe-2e→Fe²⁺（1分）
（3）a  b  c （3分）
（4）不行（1分）
（5）不論是后塞塞子還是后將導管插入水中，都會造成容器中氣體體積減小，壓強增大，使導管中液面低于試管中液面（2分）；用針筒從橡膠塞處抽氣或把橡皮塞換成帶分液漏斗的單孔塞（2分，合理即給分）

解析試題分析：（1）氯化鈉溶液顯中性，所以在食鹽水中，鐵釘發生吸氧腐蝕，鐵作負極，碳作正極，電子從鐵沿導線流向正極碳，其圖象為
（2）該裝置中，負極上鐵失電子發生氧化反應，電極反應式為Fe－2e^－＝Fe²⁺；正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為2H₂O+O₂+4 e^－＝4OH ^-。
（3）a．用純氧氣代替具支試管內的空氣，氧氣的濃度增大，反應速率加快，故a正確；b．用食鹽水浸泡過的鐵釘再蘸取鐵粉和炭粉的混合物，增大反應物的接觸面積，反應速率加快，故b正確；c．用毛細尖嘴管代替玻璃導管，并向試管的水中滴加少量紅墨水，改變相同的壓強即改變相同的體積，毛細尖嘴管上升的高度大于玻璃導管，且紅墨水現象更明顯，故c正確，所以答案選a  b  c。
（4）溫度越高，氧氣的溶解度越小，反應速率越小，所以用酒精燈加熱具支試管，降低反應速率，因此這一措施是不行的。
（5）一定量的氣體，壓強與氣體體積成反比，體積越小，壓強越大，導致導管中液面低于試管中液面，所以可以采用用針筒從橡膠塞處抽氣或把橡皮塞換成帶分液漏斗的單孔塞的方法消除這一現象。因此使導管中液面低于試管中液面的原因是不論是后塞塞子還是后將導管插入水中，都會造成容器中氣體體積減小，壓強增大，使導管中液面低于試管中液面；所以消除這一現象的簡單操作是用針筒從橡膠塞處抽氣或把橡皮塞換成帶分液漏斗的單孔塞。
考點：考查鐵發生吸氧腐蝕原理的實驗探究以及實驗方案設計與評價等