题目内容
【题目】某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:
装置 | 分别进行的操作 | 现象 |
| i. 连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞 | ______________ |
ii. 连好装置一段时间后,向烧杯中滴加 | 铁片表面产生蓝色沉淀 |
(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。
①实验i中的现象是_________。
②用化学用语解释实验i中的现象:__________。
(2)查阅资料:
具有氧化性。
①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是_________。
②进行下列实验,在实验几分钟后的记录如下:
实验 | 滴管 | 试管 | 现象 |
|
| iii. 蒸馏水 | 无明显变化 |
iv. 1.0 | 铁片表面产生大量蓝色沉淀 | ||
v. | 无明显变化 |
a. 以上实验表明:在__________条件下, 溶液可以与铁片发生反应。
b. 为探究
的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后
再进行实验iii,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明
的作用是_________。
(3)有同学认为上述实验仍不严谨。为进一步探究
的氧化性对实验ii结果的影响,又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是________(填字母序号)。
实验 | 试剂 | 现象 |
A | 酸洗后的铁片、 | 产生蓝色沉淀 |
B | 酸洗后的铁片、 | 产生蓝色沉淀 |
C | 铁片、 | 产生蓝色沉淀 |
D | 铁片、 | 产生蓝色沉淀 |
(4)综合以上实验分析,利用实验ii中试剂,设计能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案__________。
【答案】 碳棒附近溶液变红
可能氧化
生成
,会干扰由于电化学腐蚀负极生成
的检验
存在
破坏了铁片表面的氧化膜 AC 连好装置一段时间后,取铁片(负极)附近溶液于试管中,滴加
溶液,若出现蓝色沉淀,则说明负极附近溶液中产生了
,即发生了电化学腐蚀
【解析】(1)铁~碳~氯化钠组成吸氧腐蚀的原电池,铁为负极,石墨为正极,正极反应为
,所以正极显碱性,滴加酚酞会变红。所以得到:
①实验i中的现象是碳棒附近溶液变红。
②用化学用语解释实验i中的现象:
。
(2)①仅仅通过加入
有蓝色沉淀只能得到溶液中有亚铁离子,问题是
具有氧化性,亚铁离子使来自于铁的腐蚀还是
的氧化,这是无法确定的。
②a:通过实验ⅲ得到
不能氧化单质铁,根据实验ⅴ得到Na+对于这个过程无影响,所以实验ⅳ的结果说明Cl-对于
溶液与铁片的反应有贡献。
溶液与铁的反应需要有Cl-。
b:加入硫酸清洗铁的目的是除去表面的氧化膜,此时发生了
溶液与铁片的反应,说明
溶液可以与铁片发生反应,前面的实验中没有看到沉淀的原因是铁表面有氧化膜,所以前面的实验中Cl-的作用是破坏了氧化膜。
(3)从下面的实验看出,实验的目的是排除氧气可能对实验的影响,即:证明上面的反应不是氧气在氧化单质铁。所以实验中一定要排除氧气,选项B一定错误。而选项D中加入盐酸,一定与单质铁反应生成亚铁离子,不能证明是
溶液与铁片发生了反应,选项D错误。选项A的实验证明了
溶液可以与铁片发生反应,选项C的实验证明了在Cl-存在下,
溶液可以与未除去氧化膜的铁片发生反应,两个实验综合,证明
破坏了铁片表面的氧化膜,所以正确的是选项AC。
(4)前面的(1)的主要问题在于,加入的
可以与单质铁接触,有可能是发生了
溶液与铁片的反应,所以应该取负极附近溶液,再向其中加入
溶液,观察是否有蓝色沉淀,这样就避免了发生
溶液与铁片的反应。