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(shí)驗(yàn)：

裝置	分別進(jìn)行的操作	現(xiàn)象
	i. 連好裝置一段時(shí)間后，向燒杯中滴加酚酞
	ii. 連好裝置一段時(shí)間后，向燒杯中滴加K3[Fe(CN)6]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(yàn)方法，均能證明鐵發(fā)生了吸氧腐蝕。

①實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象是________________________________。

②用化學(xué)用語(yǔ)解釋實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象：________________________________。

（2）查閱資料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①據(jù)此有同學(xué)認(rèn)為僅通過(guò)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(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)幾分鐘后的記錄如下：

實(shí)驗(yàn)	滴管	試管	現(xiàn)象
	0.5 mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液	iii. 蒸餾水	無(wú)明顯變化
		iv. 1.0 mol·L-1NaCl溶液	鐵片表面產(chǎn)生大量藍(lán)色沉淀
		v. 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液	無(wú)明顯變化

a. 以上實(shí)驗(yàn)表明：在條件下____________，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)。

b. 為探究Cl-的存在對(duì)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(shí)驗(yàn)iii，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。此補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)表明Cl-的作用是____________________。

（3）有同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)仍不嚴(yán)謹(jǐn)。為進(jìn)一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性對(duì)實(shí)驗(yàn)ii結(jié)果的影響，又利用（2）中裝置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。其中能證實(shí)以上影響確實(shí)存在的是___________（填字母序號(hào)）。

實(shí)驗(yàn)	試劑	現(xiàn)象
A	酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
B	酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（未除O2）	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
C	鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
D	鐵片、K3[Fe(CN)6]和鹽酸混合溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

（4）綜合以上實(shí)驗(yàn)分析，利用實(shí)驗(yàn)ii中試劑能證實(shí)鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實(shí)驗(yàn)方案是____________________________。

Answer 1

【答案】 碳棒附近溶液變紅 O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+，會(huì)干擾由于電化學(xué)腐蝕負(fù)極生成Fe2+的檢驗(yàn) Cl-存在 Cl-破壞了鐵片表面的氧化膜 AC 連好裝置一段時(shí)間后，取鐵片（負(fù)極）附近溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，則說(shuō)明負(fù)極附近溶液中產(chǎn)生了Fe2+，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕

【解析】(1)裝置為鐵的吸氧腐蝕，鐵為負(fù)極，碳棒為正極，正極發(fā)生 O2+2H2O+4e-═4OH-，呈堿性，滴加酚酞，溶液變紅。

①實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象是碳棒附近溶液變紅，故答案為：碳棒附近溶液變紅；

②用化學(xué)用語(yǔ)解釋實(shí)驗(yàn)i中的現(xiàn)象：碳棒為正極，正極發(fā)生 O2+2H2O+4e-═4OH-，故答案為：O2+2H2O+4e-═4OH-；

(2)①可能為鐵電極能直接和K3[Fe(CN)6]溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+，產(chǎn)生的Fe2+再與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍(lán)色物質(zhì)，故答案為：K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+，會(huì)干擾由于電化學(xué)腐蝕負(fù)極生成Fe2+的檢驗(yàn)；

②a．由實(shí)驗(yàn)iii．蒸餾水，無(wú)明顯變化；iv.1.0molL-1NaCl溶液，鐵片表面產(chǎn)生大量藍(lán)色沉淀；v.0.5molL-1Na2SO4溶液，無(wú)明顯變化．可知在Cl-存在下，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發(fā)生反應(yīng)，故答案為：Cl-存在；

b．由小組同學(xué)將鐵片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗凈)后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)III，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的實(shí)驗(yàn)可分析是Cl-破壞了鐵表面的氧化膜，故答案為：Cl-破壞了鐵表面的氧化膜；

(3)要驗(yàn)證K3[Fe(CN)6]具有氧化性，就要排除其它因素的影響，如：O2、鐵表面的氧化膜等。A選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)考慮了試劑中溶解的氧氣和鐵表面的氧化膜的影響，故A正確；B選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)未考慮了試劑中溶解的氧氣的影響，故B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)考慮了試劑中溶解的氧氣和加入可能破壞鐵表面的氧化膜的NaCl溶液，故C正確；D選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)加入了鹽酸和鐵反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+，故D錯(cuò)誤；故選AC；

(4)綜合以上實(shí)驗(yàn)分析，利用實(shí)驗(yàn)ii中試劑能證實(shí)鐵發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的實(shí)驗(yàn)方案是：取出少許鐵片(負(fù)極)附近的溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，則說(shuō)明負(fù)極附近溶液中產(chǎn)生了Fe2+，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，故答案為：連好裝置一段時(shí)間后，取鐵片(負(fù)極)附近溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，則說(shuō)明負(fù)極附近溶液中產(chǎn)生了Fe2+，即發(fā)生了電化學(xué)腐蝕。