Question

3．某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學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）請完成以下實驗設計表（表中不要留空格）：

編號	實驗目的	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)生了吸氧腐蝕，請在圖3中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向；此時，碳粉表面發(fā)生了還原（填“氧化”或“還原”）反應，其電極反應式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
（3）經過相當長的一段時間，圖1錐形瓶中混合物表面生成了一層紅棕色的鐵銹，取少量鐵銹于試管中，加入稀鹽酸，取少量反應之后的溶液檢驗其中的Fe³⁺，檢驗Fe³⁺最靈敏的試劑是大家熟知的KSCN，可以檢驗痕量的Fe³⁺．還可用KI來檢驗：2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂，有資料認為這可能是一個可逆反應．Fe³⁺，進而證明這是否是一個可逆反應，試利用實驗室常用儀器、用品及以下試劑設計方案并填寫位于答題卷的下表．0.1mol/L的FeCl₃、KI、KSCN、NaOH、H₂SO₄、KMnO₄溶液，CCl₄，蒸餾水．

編號	實驗操作	預期現(xiàn)象和結論
①	在試管中加入少量該FeCl3溶液和過量（填少量、過量）的KI溶液．	深紅色如期出現(xiàn)
②	將試管中的混合溶液轉移至分液漏斗（填儀器）中，倒入一定量的CCl4，塞住活塞，充分振蕩（萃�。�，靜置．	液體分層，上層接近無色，下層紫紅色
③	打開活塞，先放出下層液體，再從分液漏斗的上口中倒出水層于試管中，加入KSCN溶液	出現(xiàn)血紅色，則反應后的混合物中含F(xiàn)e3+，進而證明這的確是一個可逆反應；反之則不含F(xiàn)e3+，進而證明不是一個可逆反應

Answer 1

分析 （1）鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，可探究不同濃度的醋酸以及不同質量的碳粉的影響；
（2）根據(jù)析氫腐蝕與吸氧腐蝕的區(qū)別及錐形瓶中壓強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出電子轉移的方向；碳粉表明氧氣得到電子生成氫氧根離子，發(fā)生還原反應；
（3）證明2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂是可逆反應，可在FeCl₃溶液中加入過量KI溶液，將反應后的液體轉移至分液漏斗中加入四氯化碳萃取，如液體分層，上層接近無色，下層紫紅色，說明生成I₂，再加入KSCN，如深紅色如期出現(xiàn)，說明含有Fe³⁺，為可逆反應，否則不是可逆反應．

解答 解：（1）①為參照試驗，由于②探究醋酸的濃度的影響，則除了醋酸濃度不同外，其它條件必須完全相同，即鐵粉質量應該為2.0g；
③中只有碳粉含量與①不同，則③為探究碳粉含量的影響，
故答案為：

②			2.0
③	碳粉含量的影響

（2）t₂時，容器中壓強明顯小于起始壓強，說明錐形瓶中氣體體積減小，說明發(fā)生了吸氧腐蝕，碳為正極，鐵為負極，電子轉移的方向為：，碳電極氧氣得到電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：吸氧；  ； 還原；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）證明2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂是可逆反應，可在FeCl₃溶液中加入過量KI溶液，將反應后的液體轉移至分液漏斗中加入四氯化碳萃取，如液體分層，上層接近無色，下層紫紅色，說明生成I₂，再加入KSCN，如深紅色如期出現(xiàn)，說明含有Fe³⁺，為可逆反應，否則不是可逆反應，
故答案為：

編號	實驗操作	預期現(xiàn)象和結論
①	過量
②	分液漏斗；CCl4；	液體分層，上層接近無色，下層紫紅色
③	打開活塞，先放出下層液體，再從分液漏斗的上口中倒出水層于試管中，加入KSCN溶液	出現(xiàn)血紅色，則反應后的混合物中含F(xiàn)e3+，進而證明這的確是一個可逆反應；反之則不含F(xiàn)e3+，進而證明不是一個可逆反應

點評 本題考查了探究鐵的腐蝕原理、原電池工作原理，為高頻考點和常見題型，題目難度中等，注意掌握原電池工作原理，明確鋼鐵的化學腐蝕類型、腐蝕原理及區(qū)別．