Question

【題目】以NaCl為主要成分的融雪劑會腐蝕橋梁、鐵軌等鋼鐵設(shè)備。某研究小組探究NaCl溶液對鋼鐵腐蝕的影響。

（1）將濾紙用3.5%的NaCl溶液潤濕，涂上鐵粉、碳粉的混合物，貼在表面皿上。在濾紙上加幾滴檢驗(yàn)試劑，再緩慢加入NaCl溶液至沒過濾紙，操作如下所示：

①實(shí)驗(yàn)ⅰ的現(xiàn)象說明，得電子的物質(zhì)是_______________________________。

②碳粉的作用是___________________________________________________。

③為了說明NaCl的作用，需要補(bǔ)充的對照實(shí)驗(yàn)是_____________________。

（2）向如圖示裝置的燒杯a、b中各加入30mL 3.5%的NaCl溶液，閉合K，指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。加熱燒杯a，指針向右偏轉(zhuǎn)。

①取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，b中無變化，b中鐵片作________極。

②加熱后，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因可能是_____________________。

（3）用（2）中圖示裝置探究不同濃度NaCl溶液對鋼鐵腐蝕的影響，向燒杯a、b中各加入30mL不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)記錄如下表所示。

實(shí)驗(yàn)	a	b	指針偏轉(zhuǎn)方向
I	0.1%	0.01%	向右
II	0.1%	3.5%	向左
Ⅲ	3.5%	飽和溶液	向右

①Ⅱ中，b中電極發(fā)生的電極反應(yīng)式是_______________________________。

②Ⅲ中，鐵在飽和NaCl溶液中不易被腐蝕。查閱資料可知：在飽和NaCl溶液中O2濃度較低，鋼鐵不易被腐蝕。設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明：_______________________________。

（4）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，對鋼鐵腐蝕有影響的因素是_______________________________。

Answer 1

【答案】O2 與鐵組成原電池，作原電池的正極 用水代替NaCl溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn) 正 溫度升高，Fe還原性增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快 Fe－2e-=Fe2+ 另取兩個燒杯，分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液，再分別滴加幾滴K3Fe(CN)6溶液，然后往其中一個燒杯中通入O2，觀察現(xiàn)象 溫度、NaCl溶液的濃度、O2的濃度

【解析】

（1）鐵、碳以氯化鈉溶液為電解質(zhì)形成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕生成氫氧根離子，溶液顯堿性，遇到酚酞變紅；

（2）①K3[Fe(CN)6]溶液與二價鐵離子反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀；

②溫度升高，Fe還原性增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快；

（3）①依據(jù)不同濃度下，檢流計指針偏轉(zhuǎn)方向判斷電極，書寫電極反應(yīng)式；

②要證明在飽和NaCl溶液中O2濃度較低，鋼鐵不易被腐蝕，可以設(shè)計對比試驗(yàn)，一個實(shí)驗(yàn)中通入氧氣，另一個實(shí)驗(yàn)中不通入氧氣，觀察鐵的腐蝕情況；

（4）依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納解答。

（1）①鐵、碳以氯化鈉溶液為電解質(zhì)形成原電池，酚酞變紅說明生成氫氧根離子，發(fā)生吸氧腐蝕，故得電子的物質(zhì)是O2；

②鐵與碳以氯化鈉溶液為電解質(zhì)形成原電，鐵做原電池負(fù)極，碳做正極；

③為了說明NaCl的作用，需要補(bǔ)充的對照實(shí)驗(yàn)是，用水做電解質(zhì)，代替氯化鈉進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)；

（2）①K3[Fe(CN)6]溶液與二價鐵離子反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，而取a、b中溶液少量，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，a中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，說明a中生成二價鐵離子，b中無變化，b中沒有二價鐵離子生成，所以a做負(fù)極，b做正極；

②加熱后，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因可能是：溫度升高，Fe還原性增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快；

（3）①依據(jù)圖表中Ⅱ組數(shù)據(jù)及指針向左偏轉(zhuǎn)，則可知：b極為負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式：Fe－2e-=Fe2+；

②要證明氧氣濃度對金屬腐蝕速率的影響，可以設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)，如下：另取兩個燒杯，分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液，再分別滴加幾滴K3Fe(CN)6溶液，然后往其中一個燒杯中通入O2，觀察現(xiàn)象；

（4）通過上述實(shí)驗(yàn)可知：對鋼鐵腐蝕有影響的因素是有溫度、NaCl溶液的濃度、O2的濃度。