Question

【题目】I.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_____
然后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液	b点周围出现蓝色沉淀	b点电极反应为 Fe -2e-=Fe2+

(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_______。

(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______。

II.已知草酸晶体(H2C2O4·XH2O)可溶于水，并可与酸性高锰酸钾溶液完全反应：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。现用氧化还原滴定法测定草酸晶体的结晶水分子数X，步骤如下：

①用分析天平称取草酸晶体1.260g，将其配制成100.00mL待测草酸溶液

②用移液管移取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中，并加入适量硫酸酸化

③用浓度为span>0.1000mol/L的KMnO4 标准溶液进行滴定，三次结果如下：

	第一次滴定	第二次滴定	第三次滴定
待测溶液体积(mL)	25.00	25.00	25.00
标准溶液体积(mL)	9.99	10.01	10.00

已知H2C2O4的相对分子质量为90，请回答下列问题：

(1)滴定时，KMnO4标准溶液应该装在______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

(2)到达滴定终点的标志是________。

(3)根据上述数据计算X=_______。

(4)误差分析(填偏高、偏低或无影响)：若滴定开始时仰视滴定管刻度，滴定结束时俯视滴定管刻度，则X值________；

Answer 1

【答案】ACD 减慢 氧气的浓度 O2+4e-+2H2O=4OH- 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+ 酸式 最后一滴标准溶液滴入锥形瓶中，溶液恰好由无色变成紫红色，且30秒内不褪色 2 偏高

【解析】

I.(1)要使现象更快、更清晰，可采取增大反应速率等方法；

(2)根据乙图中O2的浓度的变化及相同时间内液柱变化高度分析；

(3)O2在正极上获得电子，变为OH-，使附近的溶液显碱性，负极Fe失去电子变为Fe2+；

(4)根据析氢腐蚀产生H2气体，使装置内气体压强增大，吸氧腐蚀消耗氧气，使装置内的气体压强减小分析；

(5)电解时，阳极Fe失去电子，被氧化产生致密Fe3O4氧化膜而发生钝化现象；

II.(1)KMnO4具有强的氧化性，会腐蚀碱式滴定管的橡胶管；

(2)KMnO4溶液具有强的氧化性，与草酸发生氧化还原反应后会产生无色Mn2+，当反应完全后不再消耗KMnO4溶液，根据KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点；

(3)根据氧化还原滴定结果计算草酸物质的量，从而计算X的值；

(4)据c(测)= ，根据错误操作导致V(滴定)的变化分析误差。

I.(1)用纯氧气代替具支试管内的空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，A正确；

B.用酒精灯加热试管提高温度，气体体积由于温度升高而体积膨胀，气体逸出，导气管口冒出气泡，不能判断反应快慢，B错误；

C.将铁钉换成铁粉和炭粉的混合物，增大反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；

D.换成更细的导管，水中滴加红墨水，改变相同的压强即改变相同的体积，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，D正确；

故合理选项是ACD；

(2)改为乙图后，由于装置内盛有的氧气的物质的量不变，随着反应的进行，氧气的浓度逐渐降低，使反应速率减小，这可以通过相同的时间间隔内液体上述的高度逐渐减慢得到证实；

(3)根据表中现象：a点附近溶液出现红色，说明a点溶液为碱性，a点发生的反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，所以a点为正极；滴加2~3滴铁氰化钾溶液，b点周围出现蓝色沉淀，这是由于b点发生反应：Fe -2e-=Fe2+，Fe2+与铁氰化钾溶液发生沉淀反应产生铁氰化亚铁蓝色沉淀，b点为负极；

(4)根据图示可知：随着反应的进行，装置内的氧气含量和瓶内压强都降低，说明发生的腐蚀是吸氧腐蚀；

(5)将Fe作阳极置于H2SO4溶液中，Fe失去电子，被氧化Fe3O4氧化膜，该阳极电极反应式为：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+；

II.(1) KMnO4溶液具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，KMnO4溶液应装在酸式滴定管中；

(2)草酸反应完毕，再加入最后一滴KMnO4溶液，溶液变为浅紫红色，且30s内红色不褪去，说明滴定到终点；

(3)三次滴定误差都不太大，利用滴定结果计算所用高锰酸钾溶液的体积为10.00mL，1.260g草酸晶体所配草酸溶液中所含草酸的物质的量为：4××0.1000mol/L×0.010L=0.010mol，X=×()=2；

(4)滴定开始时仰视滴定管刻度，滴定结束时俯视滴定管刻度，则消耗标准液体积变小，则草酸物质的量变小，质量变小，则结晶水含量偏多，X值偏高。