Question

【題目】某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的類型及腐蝕速率，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞，如圖 1 所示。 從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強(qiáng)變化。

（1）請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（完成表中空格）：

編號	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>	碳粉/g	鐵粉/g	醋酸/%
①	為以下實(shí)驗(yàn)作參照	0.5	2.0	90.0
②	______________	0.5	____________	36.0
③	碳粉含量的影響	0.2	2.0	90.0

（2）編號①實(shí)驗(yàn)測得容器中壓強(qiáng)隨時間變化如圖 2。 t2 時，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)， 其原因是鐵發(fā)生了_____腐蝕， 請?jiān)趫D 3 中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向_____；此時，碳粉表面發(fā)生了_____(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是_____。

（3）該小組對圖 2 中 0～t1 時壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二：

假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；

假設(shè)二：_____。

Answer 1

【答案】醋酸濃度的影響 2.0 吸氧 還原 4H＋＋O2＋4e－=2H2O 反應(yīng)放熱，溫度升高使氣體壓強(qiáng)增大

【解析】

(1)根據(jù)對比試驗(yàn)中保證變量的唯一性進(jìn)行解答；

(2)根據(jù)析氫腐蝕與吸氧腐蝕的區(qū)別及錐形瓶中壓強(qiáng)的變化判斷鋼鐵的腐蝕類型；根據(jù)鋼鐵的腐蝕類型及原理標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向；碳粉表面氧氣得到電子生成氫氧根離子，發(fā)生還原反應(yīng)；

(3)根據(jù)影響壓強(qiáng)大小的因素分析。

(1)①為參照試驗(yàn)，由于②中鐵粉與碳粉質(zhì)量相同，故鐵粉的質(zhì)量也為2.0g，醋酸的百分含量不同，則②為探究醋酸濃度的影響；

(2)t2時，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)，說明錐形瓶中氣體體積減小，說明發(fā)生了吸氧腐蝕，電子從負(fù)極流向正極，發(fā)生吸氧腐蝕時電子流動方向，碳為正極，鐵為負(fù)極，碳電極上氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4H＋＋O2＋4e－=2H2O；

(3)圖2中0-t1時壓強(qiáng)變大的原因可能為：鐵發(fā)生了析氫腐蝕、鐵與醋酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高時錐形瓶中壓強(qiáng)增大，所以假設(shè)二為：反應(yīng)放熱使錐形瓶內(nèi)溫度升高。