Question

某小组按图1所示的装置探究铁的吸氧腐蚀。完成下列填空：
    
（1）图2 是图1所示装置的示意图，在图2的小括号内填写正极材料的化学式；在方括号内用箭头表示出电子流动的方向。
（2）写出正、负极反应的方程式。正极：                ，负极：               。
（3）按图1装置实验，约8分钟才看到的导管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地观察到液柱上升的是                 。
a．用纯氧气代替具支试管内的空气
b．用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物
c．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水
（4）升高温度可以加快化学反应速率，建议用酒精灯加热具支试管。这一措施        （填“可行”或“不行”）。
（5）有同学观察到图1装置在组装时就会使导管中液面低于试管中液面，导致实验时导管中液柱上升需要更多的时间。图1装置组装时，使导管中液面低于试管中液面的原因是      。消除这一现象的简单操作是                                                      。

Answer 1

（1）（各1分，共2分）
（2）2H₂O+ O₂+4e→4OH^－ （1分）Fe-2e→Fe²⁺（1分）
（3）a  b  c （3分）
（4）不行（1分）
（5）不论是后塞塞子还是后将导管插入水中，都会造成容器中气体体积减小，压强增大，使导管中液面低于试管中液面（2分）；用针筒从橡胶塞处抽气或把橡皮塞换成带分液漏斗的单孔塞（2分，合理即给分）

解析试题分析：（1）氯化钠溶液显中性，所以在食盐水中，铁钉发生吸氧腐蚀，铁作负极，碳作正极，电子从铁沿导线流向正极碳，其图象为
（2）该装置中，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e^－＝Fe²⁺；正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H₂O+O₂+4 e^－＝4OH ^-。
（3）a．用纯氧气代替具支试管内的空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，故a正确；b．用食盐水浸泡过的铁钉再蘸取铁粉和炭粉的混合物，增大反应物的接触面积，反应速率加快，故b正确；c．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水，改变相同的压强即改变相同的体积，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，故c正确，所以答案选a  b  c。
（4）温度越高，氧气的溶解度越小，反应速率越小，所以用酒精灯加热具支试管，降低反应速率，因此这一措施是不行的。
（5）一定量的气体，压强与气体体积成反比，体积越小，压强越大，导致导管中液面低于试管中液面，所以可以采用用针筒从橡胶塞处抽气或把橡皮塞换成带分液漏斗的单孔塞的方法消除这一现象。因此使导管中液面低于试管中液面的原因是不论是后塞塞子还是后将导管插入水中，都会造成容器中气体体积减小，压强增大，使导管中液面低于试管中液面；所以消除这一现象的简单操作是用针筒从橡胶塞处抽气或把橡皮塞换成带分液漏斗的单孔塞。
考点：考查铁发生吸氧腐蚀原理的实验探究以及实验方案设计与评价等