Question

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

裝置	分別進(jìn)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，向燒杯中滴加溶液	鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

（1）小組同學(xué)認(rèn)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： 具有氧化性。

①據(jù)此有同學(xué)認(rèn)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(jìn)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
	溶液	iii. 蒸餾水	無明顯變化
		iv. 1.0 溶液	鐵片表面產(chǎn)生大量藍(lán)色沉淀
		v. 溶液	無明顯變化

a. 以上實驗表明：在__________條件下， 溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)。

b. 為探究的存在對反應(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(jìn)行實驗iii，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。此補(bǔ)充實驗表明的作用是_________。

（3）有同學(xué)認(rèn)為上述實驗仍不嚴(yán)謹(jǐn)。為進(jìn)一步探究的氧化性對實驗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、溶液（已除）	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
B	酸洗后的鐵片、和混合溶液（未除）	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
C	鐵片、和混合溶液（已除）	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
D	鐵片、和鹽酸混合溶液（已除）	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

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

Answer 1

【答案】 碳棒附近溶液變紅 可能氧化生成，會干擾由于電化學(xué)腐蝕負(fù)極生成的檢驗 存在 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(fù)極）附近溶液于試管中，滴加溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，則說明負(fù)極附近溶液中產(chǎn)生了，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕

【解析】（1）鐵～碳～氯化鈉組成吸氧腐蝕的原電池，鐵為負(fù)極，石墨為正極，正極反應(yīng)為，所以正極顯堿性，滴加酚酞會變紅。所以得到：

①實驗i中的現(xiàn)象是碳棒附近溶液變紅。

②用化學(xué)用語解釋實驗i中的現(xiàn)象： 。

（2）①僅僅通過加入有藍(lán)色沉淀只能得到溶液中有亞鐵離子，問題是具有氧化性，亞鐵離子使來自于鐵的腐蝕還是的氧化，這是無法確定的。

②a：通過實驗ⅲ得到不能氧化單質(zhì)鐵，根據(jù)實驗ⅴ得到Na+對于這個過程無影響，所以實驗ⅳ的結(jié)果說明Cl-對于溶液與鐵片的反應(yīng)有貢獻(xiàn)。溶液與鐵的反應(yīng)需要有Cl-。

b：加入硫酸清洗鐵的目的是除去表面的氧化膜，此時發(fā)生了溶液與鐵片的反應(yīng)，說明溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)，前面的實驗中沒有看到沉淀的原因是鐵表面有氧化膜，所以前面的實驗中Cl-的作用是破壞了氧化膜。

（3）從下面的實驗看出，實驗的目的是排除氧氣可能對實驗的影響，即：證明上面的反應(yīng)不是氧氣在氧化單質(zhì)鐵。所以實驗中一定要排除氧氣，選項B一定錯誤。而選項D中加入鹽酸，一定與單質(zhì)鐵反應(yīng)生成亞鐵離子，不能證明是溶液與鐵片發(fā)生了反應(yīng)，選項D錯誤。選項A的實驗證明了溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)，選項C的實驗證明了在Cl-存在下， 溶液可以與未除去氧化膜的鐵片發(fā)生反應(yīng)，兩個實驗綜合，證明破壞了鐵片表面的氧化膜，所以正確的是選項AC。

（4）前面的（1）的主要問題在于，加入的可以與單質(zhì)鐵接觸，有可能是發(fā)生了溶液與鐵片的反應(yīng)，所以應(yīng)該取負(fù)極附近溶液，再向其中加入溶液，觀察是否有藍(lán)色沉淀，這樣就避免了發(fā)生溶液與鐵片的反應(yīng)。