Question

某研究小组对铁生锈进行研究．
（1）甲同学设计了A、B、C一组实验（如图1），探究铁生锈的条件．经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈．
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是

和空气以及水接触

；
②铁钉发生电化腐蚀的正极电极反应式为

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

；
③实验B所用的水要经过

煮沸

处理；植物油的作用是

隔绝空中的氧气和水蒸气

；
④实验C中碱石灰的作用是

吸收空气中的水蒸气

．
（2）乙同学为了达到同样目的，设计了实验D（如图1），发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是

液面上升的原因是铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压

，该实验

不能

（填“能”或“不能”）说明水对铁钉生锈产生影响．
（3）丙同学为了探究铁锈（Fe₂O₃?nH₂O）的组成，将甲同学实验产生的铁锈刮下来，称取1.96g这种铁锈，按如图2所示装置进行实验．充分反应后，称得B装置的质量增加0.36g，C装置的质量增加1.32g，则根据实验数据，推断铁锈的化学式中n值为

2

．

Answer 1

分析：（1）①铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，隔绝空气或在干燥的空气中难以形成原电池反应；
②铁发生电化学腐蚀时，正极上是氧气发生得电子的还原反应；
③将水煮沸可以将水中的空气排出，植物油和水是互不相溶的；
④碱石灰是可以吸水的．
（2）根据金属铁生锈的电化学原理来解释；
（3）结合方程式，根据固体减少的质量与浓硫酸增重的质量列关系式计算n值

解答：解：（1）①铁生锈的外部条件是金属要和空气中的水以及氧气接触，故答案为：和空气以及水接触；
②铁钉发生电化腐蚀，负极上铁为活泼金属，易失去电子而被氧化，正极上是氧气发生得电子的反应O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
③水中溶解有一定的空气，煮沸可以将空气排出，植物油和水是互不相溶的，它的作用是隔绝空气和水蒸气，故答案为：煮沸；隔绝空气和水蒸气；
④碱石灰能吸水，它的作用是吸收空气中的水蒸气，故答案为：吸收空气中的水蒸气；
（2）铁生锈会消耗氧气，这样会使试管内压强低于大气压，所以液面上升的原因是铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压，不能证明水对铁钉生锈产生影响，故答案为：铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压；不能；
（3）由题意知，固体质量减少的量为水和氧的量，无水氯化钙吸收的量为水，碱石灰吸收的是二氧化碳，反应方程式为：
Fe₂O₃?nH₂O+3CO

加热  .

2Fe+3CO₂ +nH₂O    
 160+18n               3×44  
    1.96g              1.32g 
所以1.96g×3×44=（160+18n）g×1.32g
解得n=2，
故答案为：2．

点评：本题考查金属腐蚀的化学原理，题目难度不大，注意金属发生电化学腐蚀和化学腐蚀的区别，以及形成电化学腐蚀的条件．