Question

【題目】某小組同學(xué)利用下圖所示裝置進行鐵的電化學(xué)腐蝕原理的探究實驗：

裝置	分別進行的操作	現(xiàn)象
	i. 連好裝置一段時間后，向燒杯中滴加酚酞
	ii. 連好裝置一段時間后，向燒杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液	鐵片表面產(chǎn)生藍色沉淀

（1）小組同學(xué)認為以上兩種檢驗方法，均能證明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕。

①實驗i中的現(xiàn)象是________________________________。

②用化學(xué)用語解釋實驗i中的現(xiàn)象：________________________________。

（2）查閱資料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①據(jù)此有同學(xué)認為僅通過ii中現(xiàn)象不能證明鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，理由是_____________________。

②進行下列實驗，在實驗幾分鐘后的記錄如下：

實驗	滴管	試管	現(xiàn)象
	0.5 mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液	iii. 蒸餾水	無明顯變化
		iv. 1.0 mol·L-1NaCl溶液	鐵片表面產(chǎn)生大量藍色沉淀
		v. 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液	無明顯變化

a. 以上實驗表明：在條件下____________，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)。

b. 為探究Cl-的存在對反應(yīng)的影響，小組同學(xué)將鐵片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗凈）后再進行實驗iii，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍色沉淀。此補充實驗表明Cl-的作用是____________________。

（3）有同學(xué)認為上述實驗仍不嚴謹。為進一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性對實驗ii結(jié)果的影響，又利用（2）中裝置繼續(xù)實驗。其中能證實以上影響確實存在的是___________（填字母序號）。

實驗	試劑	現(xiàn)象
A	酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍色沉淀
B	酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（未除O2）	產(chǎn)生藍色沉淀
C	鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍色沉淀
D	鐵片、K3[Fe(CN)6]和鹽酸混合溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍色沉淀

（4）綜合以上實驗分析，利用實驗ii中試劑能證實鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實驗方案是____________________________。

Answer 1

【答案】 碳棒附近溶液變紅 O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+，會干擾由于電化學(xué)腐蝕負極生成Fe2+的檢驗 Cl-存在 Cl-破壞了鐵片表面的氧化膜 AC 連好裝置一段時間后，取鐵片（負極）附近溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍色沉淀，則說明負極附近溶液中產(chǎn)生了Fe2+，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕

【解析】(1)裝置為鐵的吸氧腐蝕，鐵為負極，碳棒為正極，正極發(fā)生 O2+2H2O+4e-═4OH-，呈堿性，滴加酚酞，溶液變紅。

①實驗i中的現(xiàn)象是碳棒附近溶液變紅，故答案為：碳棒附近溶液變紅；

②用化學(xué)用語解釋實驗i中的現(xiàn)象：碳棒為正極，正極發(fā)生 O2+2H2O+4e-═4OH-，故答案為：O2+2H2O+4e-═4OH-；

(2)①可能為鐵電極能直接和K3[Fe(CN)6]溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+，產(chǎn)生的Fe2+再與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍色物質(zhì)，故答案為：K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+，會干擾由于電化學(xué)腐蝕負極生成Fe2+的檢驗；

②a．由實驗iii．蒸餾水，無明顯變化；iv.1.0molL-1NaCl溶液，鐵片表面產(chǎn)生大量藍色沉淀；v.0.5molL-1Na2SO4溶液，無明顯變化．可知在Cl-存在下，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)，故答案為：Cl-存在；

b．由小組同學(xué)將鐵片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗凈)后再進行實驗III，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍色沉淀的實驗可分析是Cl-破壞了鐵表面的氧化膜，故答案為：Cl-破壞了鐵表面的氧化膜；

(3)要驗證K3[Fe(CN)6]具有氧化性，就要排除其它因素的影響，如：O2、鐵表面的氧化膜等。A選項實驗考慮了試劑中溶解的氧氣和鐵表面的氧化膜的影響，故A正確；B選項實驗未考慮了試劑中溶解的氧氣的影響，故B錯誤；C選項實驗考慮了試劑中溶解的氧氣和加入可能破壞鐵表面的氧化膜的NaCl溶液，故C正確；D選項實驗加入了鹽酸和鐵反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+，故D錯誤；故選AC；

(4)綜合以上實驗分析，利用實驗ii中試劑能證實鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實驗方案是：取出少許鐵片(負極)附近的溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍色沉淀，則說明負極附近溶液中產(chǎn)生了Fe2+，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，故答案為：連好裝置一段時間后，取鐵片(負極)附近溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍色沉淀，則說明負極附近溶液中產(chǎn)生了Fe2+，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。