Question

【题目】研究金属腐蚀和防腐的原理很有现实意义。

（1）甲图为人教版教材中探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置实验，导管中液柱的上升缓慢，下列措施可以更快更清晰观察到水柱上升现象的有________(填序号)。

A．用纯氧气代替试管内空气 B．用酒精灯加热试管提高温度

C．将铁钉换成铁粉和炭粉混合粉末 D．换成更细的导管，水中滴加红墨水

（2）该小组将甲图装置改进成乙图装置并进行实验，导管中红墨水液柱高度随时间的变化如下表，根据数据判断腐蚀的速率随时间逐渐_______________(填“加快”、“不变”、“减慢”)， 你认为影响因素为________________________________________

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

（3）为探究铁钉腐蚀实验 a、b 两点所发生的反应，进行以下实验，请完成表格空白：

实验操作	实验现象	实验结论
向 NaCl溶液中滴加 2~3 滴酚酞指示剂	a 点附近溶液出现红色	a 点电极反应为①___________________
然后再滴加 2~3 滴②________________	b 点周围出现蓝色沉淀	b 点电极反应为③___________________

根据以上实验探究，试判断____________(填“a”或“b”)为负极，该点腐蚀更严重。

（4）设计下面装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化见下图，从图中可分析，t1~t2 之间主要发生__________ 腐蚀(填吸氧或析氢)，原因是__________________________________________。

（5）金属阳极钝化是一种电化学防腐方法。将 Fe 作阳极置于 H2SO4 溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4 氧化膜，试写出该阳极电极反应式________________________。

Answer 1

【答案】ACD 减慢 氧气的浓度 O2+4e—+2H2O=4OH— 铁氰化钾溶液 Fe -2e—=Fe 2+ b 吸氧 氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀 3Fe - 8e—+4H2O =Fe3O4+8H+

【解析】

（1）由影响化学反应速率的几大因素进行推导，其中a为浓度、b为温度、c为固体表面积，但b项直接加热会使具支试管内温度持续升高，导管一端只会产生气泡不会形成气柱，d项换成更细的导管旨在放大实验现象，以便于明显观察到水柱的上升，答案为ACD；

（2）通过表格，间隔2分钟液面高度的变化，5~7，7~9变化趋势逐渐减小，则反应速率逐渐减慢，随着反应的进行，空气中的氧气浓度含量逐渐减小，反应速率逐渐减慢；

（3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式：O2+4e—+2H2O=4OH—；b点则为Fe失电子生成二价铁或三价铁，b 点周围出现蓝色沉淀则加入铁氰化钾验证二价铁的存在，电极反应：Fe -2e—=Fe 2+；b点做电池的负极，腐蚀更严重；

（4）从图中分析t1~t2 之间氧气的体积分数逐渐减小，压强逐渐减小，可确定此时发生吸氧腐蚀；

（5）将 Fe 作阳极置于 H2SO4 溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4 氧化膜，3Fe - 8e—+4H2O =Fe3O4+8H+。

（1）由影响化学反应速率的几大因素进行推导，其中a为浓度、b为温度、c为固体表面积，但b项直接加热会使具支试管内温度持续升高，导管一端只会产生气泡不会形成气柱，d项换成更细的导管旨在放大实验现象，以便于明显观察到水柱的上升，答案为ACD；

（2）通过表格，间隔2分钟液面高度的变化，5~7，7~9变化趋势逐渐减小，则反应速率逐渐减慢，随着反应的进行，空气中的氧气浓度含量逐渐减小，反应速率逐渐减慢；答案为：减慢；氧气的浓度；

（3）铁钉的吸氧腐蚀中，滴有酚酞的a点附近出现红色，则产生氢氧根离子，电极反应式：O2+4e—+2H2O=4OH—；b点则为Fe失电子生成二价铁或三价铁，b 点周围出现蓝色沉淀则加入铁氰化钾验证二价铁的存在，电极反应：Fe -2e—=Fe 2+；b点做电池的负极，腐蚀更严重；答案为：O2+4e—+2H2O=4OH—；铁氰化钾溶液； Fe -2e—=Fe 2+；b ；

（4）从图中分析t1~t2 之间氧气的体积分数逐渐减小，压强逐渐减小，可确定此时发生吸氧腐蚀；答案为：吸氧；氧气含量和瓶内压强都降低，因此主要是吸氧腐蚀；

（5）将 Fe 作阳极置于 H2SO4 溶液中，一定条件下Fe 钝化形成致密 Fe3O4 氧化膜，答案为：3Fe - 8e—+4H2O =Fe3O4+8H+。