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,向烧杯中滴加溶液

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

溶液

iii. 蒸馏水

无明显变化

iv. 1.0 溶液

铁片表面产生大量蓝色沉淀

v. 溶液

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、溶液(已除)

产生蓝色沉淀

B

酸洗后的铁片、和混合溶液(未除)

产生蓝色沉淀

C

铁片、和混合溶液(已除)

产生蓝色沉淀

D

铁片、和盐酸混合溶液(已除)

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。

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