Question

家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，某同學(xué)擬對其原理及條件進行探究：

    (1)該同學(xué)準備了下列實驗用品：20％NaCl溶液、蒸餾水、酚酞試液、KSCN溶液、新制氯水、純鐵絲、碳棒、U型管、導(dǎo)線等；請你幫他設(shè)計一實驗方案來驗證鋼鐵吸氧腐蝕的電極產(chǎn)物，簡述操作過程并寫出溶液中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。

    (2)該同學(xué)查閱有關(guān)資料知：氧氣在液滴的表面和中心濃度不同；Fe²⁺遇K₃[Fe(CN)₆]。)產(chǎn)生藍色沉淀：3Fe²⁺+2[Fe(CN)₆]^3-=Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓(藍色)。該同學(xué)在一塊光潔無銹的鐵板上滴2滴含酚酞和K₃[Fe(CN)₆]的NaCl溶液，在空氣中放置幾分鐘后，發(fā)現(xiàn)鹽水滴邊緣溶液顯紅色，鹽水與鐵板的接觸面中心出現(xiàn)藍色不溶物(見圖示)。

試判斷該實驗是否是鐵的吸氧腐蝕。

若是，請寫出正極反應(yīng)方程式_______________________

若否，指出產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因：________________________。

    (3)將一銅棒、碳棒用導(dǎo)線連接后，插入內(nèi)盛20％氯化鈉溶液的U型管中，請根據(jù)此裝置在下面兩項中擇一回答：

①若不是原電池，請說明原因：______________________________

  (如果回答次題，下面的②不用回答)。

    ②若是原電池，現(xiàn)要求利用此裝置(電極材料、溶液濃度均不變)，采取適當?shù)拇胧﹣硖岣唠姵氐姆烹娦�率，該操作可以是：____________________________

    (4)目前我國許多大型銅質(zhì)文物露天放置腐蝕嚴重，在不影響觀瞻效果的條件下，除用加保護層法保護外，請你再提出一項簡單而有效的保護方法并簡述其保護原理:___。

Answer 1

(1)用導(dǎo)線連接鐵絲和碳棒后，插入盛有20％NaCl溶液的U型管中，放置數(shù)分鐘。取插入鐵絲的支管中液體少許于試管中，滴入1～2滴KSCN溶液，未顯紅色，滴入氯水顯紅色，證明負極有Fe²⁺離子生成；2Fe²⁺+Cl₂ ==2Cl^-+2Fe³⁺；Fe³⁺+3SCN^一==Fe(SCN₃)，在插入碳棒的支管中滴人酚酞溶液，碳棒周圍溶液顯紅色，證明有OH^一離子生成。

(2)正極(液滴表面)：2H₂O+O₂+4e^一==4OH^-

(3)向插碳棒的溶液中通氧氣或空氣

(4)將鐵塊連接文物底座并埋于地下，定期更換；原理是使銅文物成為原電池的正極，即犧牲陽極的陰極保護法。

[或向銅文物上通直流電，原理是使銅文物成為電解池的陰極，即外加電流的陰極保護法]。