Question

化学实验有助于理解化学知识，提升科学素养．
Ⅰ．某探究小组用以下右图装置做如下实验．

实验编号	a中试剂	b中试剂
1	0.1克Na、3mL水	0.1克Na、3mL乙醇
2	3mL水	3mL饱和FeSO4溶液

（1）实验1：同时加入试剂，反应开始阶段可观察到U形管中液面

 

（填编号，下同），
反应结束静置一段时间，最终U形管中液面

 

．
a．左高右低        b．左低右高     c．左右基本持平
（2）实验2：一段时间后观察到U形管中液面左低右高，b管溶液中出现红褐色浑浊物，请解释出现上述现象的原因：

 

．
Ⅱ．某研究小组为探究弱酸性条件下铁的电化学腐蚀类型，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图（1）所示）．从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化．
（3）请填满表中空格，以完成实验设计：

编号	实验目的	炭粉/g	铁粉/g	醋酸浓度/mol/L
①	作参照实验	0.5	2.0	1.0
②	探究醋酸浓度对实验的影响	0.5		0.1
③		0.2	2.0	1.0

（4）实验①测得容器中的压强随时间的变化如图（2）所示．该小组得出0～t₁时压强增大的主要原因是：

 

．t₂时，容器中压强明显变小的原因是

 

．请在图（3）中用箭头标出发生该腐蚀时A和B之间的电子移动方向．

Answer 1

考点：金属腐蚀的化学原理

专题：

分析：I．（1）依据钠与水、乙醇反应快慢以及最终生成的氢气的量来分析；
（2）硫酸亚铁具有强的还原性，能够吸收空气中的氧气被氧化生成硫酸铁，硫酸铁中铁离子水解生成氢氧化铁；
II．（3）根据对比试验中保证变量的唯一性进行解答；
（4）图2中0-t₁时压强变大，可能是发生了析氢腐蚀使气体体积增大或者反应放热使温度升高，锥形瓶中气体体积增大；
t₂时，容器中压强明显小于起始压强，是因为发生吸氧腐蚀，吸收氧气，压强减小；
根据钢铁的腐蚀类型及原理标出电子转移的方向；

解答： 解：I．（1）钠与水反应比钠与乙醇反应快，所以开始时a试管中产生的氢气比b试管多，故液面应左低右高；但是又由于最终生成的氢气一样多，所以最终液面又左右基本持平，
故选：b；c；
（2）一段时间后U形管中液面出现左低右高，说明b中有气体被消耗，又FeSO₄溶液易被空气中的氧气氧化成硫酸铁，所以b管内压强减小，硫铁水解生成氢氧化铁，所以
b管溶液中出现红褐色浑浊物；
故答案为：溶液中 FeSO₄吸收O₂，b管内压强减小，生成了Fe（OH）₃；
II．（3）①为参照试验，由于②探究醋酸的浓度的影响，则除了醋酸浓度不同外，其它条件必须完全相同，即铁粉质量应该为2.0g；
③中只有碳粉含量与①不同，则③为探究碳粉含量的影响，
故答案为：

编号	实验目的	炭粉/g	铁粉/g	醋酸浓度/mol/L
①
②			2.0
③	探究炭粉的量对实验的影响

（4）图2中0-t₁时压强变大的原因可能为：铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应，温度升高时锥形瓶中压强增大，所以假设二为：反应放热使锥形瓶内温度升高；
t₂时，容器中压强明显小于起始压强，是因为发生吸氧腐蚀，吸收氧气，压强减小；
t₂时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，电子转移的方向为：，
故答案为：发生析氢腐蚀，产生了气体；反应放热，温度升高；
发生吸氧腐蚀消耗了氧气；
．

点评：本题考查了探究铁的腐蚀原理、原电池工作原理，明确原电池工作原理、钢铁析氢腐蚀、吸氧腐蚀的条件是解题关键，题目难度中等．