Question

李同学在探究铁生锈的条件时，将铁钉浸没在试管里的食盐水中，一段时间后，发现试管底部出现了黑色粉末．李同学对此黑色粉末的组成做了如下几种猜测：①Fe ②Fe₂O₃ ③Fe₃O₄ ④FeCl₃ ⑤数种物质的混合物．请回答下列问题：
（1）铁钉生锈属于

 

腐蚀，其正极发生的电极反应为

 

（2）你认为李同学的上述猜想中，不做实验就可排除的是

 

（填序号），理由是

 

；你认为黑色粉末还可能是

 

，理由是

 

．
（3）李同学将黑色粉末干燥后，用磁铁靠近，发现粉末能被磁铁吸引，于是得出结论：黑色粉末一定是铁粉．你认为李同学的结论对吗？

 

，理由是

 

．如果你认为李同学正确，则不需填写以下内容，如果你认为不对，则请提出可行方案帮助李同学确定黑色粉末的成份．

 

．

Answer 1

考点：金属的电化学腐蚀与防护,铁的氧化物和氢氧化物

专题：电化学专题

分析：（1）弱酸性或中性条件下，铁钉发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应；
（2）试管底部出现黑色粉末，根据物质颜色排除；黑色粉末还可能是C，生铁中含有C；
（3）四氧化三铁也能被磁铁吸引；将固体溶于稀盐酸，根据是否产生气泡确定是否含有铁，用KSCN溶液检验溶液中是否含有铁离子，从而确定黑色固体中是否含有四氧化三铁．

解答： 解：（1）食盐水溶液呈中性，则铁钉发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂0=4OH^-，故答案为：吸氧腐蚀；O₂+4e^-+2H₂0=4OH^-；
（2）Fe₂O₃为红棕色物质，FeCl₃可溶于水，所以该黑色粉末一定不是氧化铁和氯化铁；
该黑色粉末还可能是C，因为生铁中含有C单质，
故答案为：②、④；Fe₂O₃为红棕色物质；FeCl₃可溶于水；C；铁钉是用生铁作材料制成；
（3）四氧化三铁也能被磁铁吸引，所以该同学说法错误，其检验方法为：取黑色固体少量于一试管中，加入盐酸，如果产生气泡，则说明固体中含有铁，反之则没有；取反应后的溶液少许于另一试管中，加入少量KSCN溶液，如呈血红色，可说明有Fe₃O₄，反之则不含Fe₃O₄，
故答案为：不对；四氧化三铁也能被磁铁吸引；取黑色固体少量于一试管中，加入盐酸，如果产生气泡，则说明固体中含有铁，反之则没有；取反应后的溶液少许于另一试管中，加入少量KSCN溶液，如呈血红色，可说明有Fe₃O₄，反之则不含Fe₃O₄．

点评：本题考查较综合，涉及金属的腐蚀与防护、物质成分的检验等知识点，知道钢铁发生吸氧腐蚀条件、物质检验方法及现象即可解答，熟练掌握电极反应式的书写、铁离子及亚铁离子检验方法，题目难度不大．