Question

【題目】研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現實意義。

（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驗，導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象的有________(填序號)。

A．用純氧氣代替試管內空氣 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．換成更細的導管，水中滴加紅墨水

（2）該小組將甲圖裝置改進成乙圖裝置并進行實驗，導管中紅墨水液柱高度隨時間的變化如下表，根據數據判斷腐蝕的速率隨時間逐漸_______________(填“加快”、“不變”、“減慢”)， 你認為影響因素為________________________________________

時間/min	1	3	5	7	9
液柱高度/cm	0.8	2.1	3.0	3.7	4.2

（3）為探究鐵釘腐蝕實驗 a、b 兩點所發生的反應，進行以下實驗，請完成表格空白：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示劑	a 點附近溶液出現紅色	a 點電極反應為①___________________
然后再滴加 2~3 滴②________________	b 點周圍出現藍色沉淀	b 點電極反應為③___________________

根據以上實驗探究，試判斷____________(填“a”或“b”)為負極，該點腐蝕更嚴重。

（4）設計下面裝置研究弱酸性環境中腐蝕的主要形式。測定錐形瓶內氣壓和空氣中氧氣的體積分數隨時間變化見下圖，從圖中可分析，t1~t2 之間主要發生__________ 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 氧氣含量和瓶內壓強都降低，因此主要是吸氧腐蝕 3Fe - 8e—+4H2O =Fe3O4+8H+

【解析】

（1）由影響化學反應速率的幾大因素進行推導，其中a為濃度、b為溫度、c為固體表面積，但b項直接加熱會使具支試管內溫度持續升高，導管一端只會產生氣泡不會形成氣柱，d項換成更細的導管旨在放大實驗現象，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，則反應速率逐漸減慢，隨著反應的進行，空氣中的氧氣濃度含量逐漸減小，反應速率逐漸減慢；

（3）鐵釘的吸氧腐蝕中，滴有酚酞的a點附近出現紅色，則產生氫氧根離子，電極反應式：O2+4e—+2H2O=4OH—；b點則為Fe失電子生成二價鐵或三價鐵，b 點周圍出現藍色沉淀則加入鐵氰化鉀驗證二價鐵的存在，電極反應：Fe -2e—=Fe 2+；b點做電池的負極，腐蝕更嚴重；

（4）從圖中分析t1~t2 之間氧氣的體積分數逐漸減小，壓強逐漸減小，可確定此時發生吸氧腐蝕；

（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）由影響化學反應速率的幾大因素進行推導，其中a為濃度、b為溫度、c為固體表面積，但b項直接加熱會使具支試管內溫度持續升高，導管一端只會產生氣泡不會形成氣柱，d項換成更細的導管旨在放大實驗現象，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，則反應速率逐漸減慢，隨著反應的進行，空氣中的氧氣濃度含量逐漸減小，反應速率逐漸減慢；答案為：減慢；氧氣的濃度；

（3）鐵釘的吸氧腐蝕中，滴有酚酞的a點附近出現紅色，則產生氫氧根離子，電極反應式：O2+4e—+2H2O=4OH—；b點則為Fe失電子生成二價鐵或三價鐵，b 點周圍出現藍色沉淀則加入鐵氰化鉀驗證二價鐵的存在，電極反應：Fe -2e—=Fe 2+；b點做電池的負極，腐蝕更嚴重；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 之間氧氣的體積分數逐漸減小，壓強逐漸減小，可確定此時發生吸氧腐蝕；答案為：吸氧；氧氣含量和瓶內壓強都降低，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+。