Question

(14分)
某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，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)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。
（1）請完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)：

編號	實驗?zāi)康?br />	碳粉/g	鐵粉/g	醋酸/%
①	為以下實驗作參照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸濃度的影響	0.5		36.0
③		0.2	2.0	90.0

（2）編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。t₂時，容器中壓強明顯小于起始壓強，其原因是鐵發(fā)生了             腐蝕，請在圖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  (“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：                              ；
……
（4）為驗證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計了檢驗收集的氣體中是否含有H₂的方案。請你再設(shè)計一個實驗方案驗證假設(shè)一，寫出實驗步驟和結(jié)論。

實驗步驟和結(jié)論(不要求寫具體操作過程)：

Answer 1

（1）②2.0  ③碳粉含量的影響
（2）吸氧腐蝕  還原反應(yīng)   2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-  （或4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O）
（3）反應(yīng)放熱，溫度升高，體積膨脹
（4）實驗步驟和結(jié)論（不要求寫具體操作過程）
①藥品用量和操作同編號①實驗（多孔橡皮塞增加進(jìn)、出導(dǎo)管）
②通入氬氣排凈瓶內(nèi)空氣；
③滴入醋酸溶液，同時測量瓶內(nèi)壓強變化（也可測溫度變化，檢驗Fe²⁺等）。
如果瓶內(nèi)壓強增大，假設(shè)一成立。否則假設(shè)一不成立。
（本題屬于開放性試題，合理答案均給分）

解析試題分析：（1）探究影響化學(xué)反應(yīng)速率，每次只能改變一個變量，故有②中鐵的量不變，為2.0g；③中改變了碳粉的質(zhì)量，故為探究碳粉的量對速率的影響。
（2）壓強與氣體的物質(zhì)的量成正比，從圖中可以看出，氣體的量開始增加，后減少，故為吸氧腐蝕；活潑金屬做負(fù)極，故碳為正極，發(fā)生還原反應(yīng)。
（3）從體積的影響因素著手，溫度升高，體積增大
（4）基于假設(shè)一，可知，產(chǎn)生氫氣，發(fā)送那些變化，從變化入手考慮
考點：實驗設(shè)計與探究，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。