Question

下表數(shù)據(jù)是某科研機(jī)構(gòu)在某溫度下測(cè)得的金屬鎂、鋅和鎳分別在氧氣中進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí)，金屬表面生成氧化物薄膜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：

反應(yīng)時(shí)間t （h）	1	4	9	16	25
MgO膜厚Y （nm）	0.02a	0.08a	0.18a	0.32a	0.50a
ZnO 膜厚Y （nm）	1.0×10-3b	4.0×10-3b	9.0×10-3b	1.6×10-2b	2.5×10-2b
NiO 膜厚Y （nm）	0.3c	0.6c	0.9c	1.2c	1.5c

（說明：a、b、c均為與溫度有關(guān)的常數(shù)）
請(qǐng)回答下列問題：
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，分別建立金屬氧化物的膜厚Y與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式：
MgO：

 

；ZnO：

 

．
（2）金屬在一定溫度下氧化腐蝕速率可以用金屬氧化物薄膜的生長率來表示，計(jì)算金屬鋅在此高溫下1-25h內(nèi)的氧化腐蝕速率．氧化腐蝕速率：

 

．
（3）為了比較三種金屬的氧化腐蝕速率，實(shí)驗(yàn)中除了要控制相同的溫度外，還應(yīng)該控制的變量是

 

．
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪出NiO膜厚與時(shí)間的關(guān)系曲線：

（5）綜合以上信息，判斷三種金屬中哪種金屬具有更良好的耐腐蝕性：

 

．

Answer 1

分析：（1）由表中數(shù)目可知MgO膜厚Y是時(shí)間的0.02a倍，ZnO 膜厚Y是時(shí)間的1.0×10^-3b倍；
（2）利用厚度除以時(shí)間計(jì)算；
（3）比較三種金屬的氧化腐蝕速率，應(yīng)在相同的條件下比較；
（4）鎳的膜厚Y與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式為y=0.3

t

c，為拋物線；
（5）根據(jù)氧化膜的增長速率計(jì)算．

解答：解：（1）由表中數(shù)目可知MgO膜厚Y是時(shí)間的0.02a倍，膜厚Y與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式為Y=0.02at，ZnO 膜厚Y是時(shí)間的1.0×10^-3b倍，膜厚Y與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式為Y=1.0×10^-3bt，
故答案為：Y=0.02at；Y=1.0×10^-3bt；
（2）金屬鋅在此高溫下1-25h內(nèi)的氧化腐蝕速率為

2.5×10-2bnm

25h

=1.0×10^-3b（nm/h），
故答案為：1.0×10^-3b（nm/h）；
（3）比較三種金屬的氧化腐蝕速率，應(yīng)在相同的條件下比較，除了溫度相同外，氧氣的濃度、固體的表面積和形狀應(yīng)相同，
故答案為：氧氣的濃度（相等）和金屬的表面積（相同）或金屬的形狀（相同）；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得出鎳的膜厚Y與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式為y=0.3

t

c，圖象為，
故答案為：
（5）鎳的氧化膜生長曲線為拋物線型，氧化膜隨時(shí)間增長較慢，故答案為：鎳．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定，側(cè)重于學(xué)生的分析能力，數(shù)據(jù)處理能力以及化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等考查，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)，難度中等．