题目内容

3．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）．从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化．
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：
编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%
①为以下实验作参照0.52.090.0
②醋酸浓度的影响0.536.0
③0.22.090.0
（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2．t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了吸氧腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了还原（填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-．
（3）经过相当长的一段时间，图1锥形瓶中混合物表面生成了一层红棕色的铁锈，取少量铁锈于试管中，加入稀盐酸，取少量反应之后的溶液检验其中的Fe3+，检验Fe3+最灵敏的试剂是大家熟知的KSCN，可以检验痕量的Fe3+．还可用KI来检验：2Fe3++2I-?2Fe2++I2，有资料认为这可能是一个可逆反应．Fe3+，进而证明这是否是一个可逆反应，试利用实验室常用仪器、用品及以下试剂设计方案并填写位于答题卷的下表．0.1mol/L的FeCl3、KI、KSCN、NaOH、H2SO4、KMnO4溶液，CCl4，蒸馏水．
编号实验操作预期现象和结论
①在试管中加入少量该FeCl3溶液和过量（填少量、过量）的KI溶液．深红色如期出现
②将试管中的混合溶液转移至分液漏斗（填仪器）中，倒入一定量的CCl4，塞住活塞，充分振荡（萃取），静置．液体分层，上层接近无色，下层紫红色
③打开活塞，先放出下层液体，再从分液漏斗的上口中倒出水层于试管中，加入KSCN溶液出现血红色，则反应后的混合物中含Fe3+，进而证明这的确是一个可逆反应；反之则不含Fe3+，进而证明不是一个可逆反应

分析 （1）铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，可探究不同浓度的醋酸以及不同质量的碳粉的影响；
（2）根据析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别及锥形瓶中压强的变化判断钢铁的腐蚀类型；根据钢铁的腐蚀类型及原理标出电子转移的方向；碳粉表明氧气得到电子生成氢氧根离子，发生还原反应；
（3）证明2Fe3++2I-?2Fe2++I2是可逆反应，可在FeCl3溶液中加入过量KI溶液，将反应后的液体转移至分液漏斗中加入四氯化碳萃取，如液体分层，上层接近无色，下层紫红色，说明生成I2，再加入KSCN，如深红色如期出现，说明含有Fe3+，为可逆反应，否则不是可逆反应．

解答 解：（1）①为参照试验，由于②探究醋酸的浓度的影响，则除了醋酸浓度不同外，其它条件必须完全相同，即铁粉质量应该为2.0g；
③中只有碳粉含量与①不同，则③为探究碳粉含量的影响，
故答案为：

②  2.0 
③碳粉含量的影响   
（2）t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，电子转移的方向为：，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：吸氧；  ； 还原；O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）证明2Fe3++2I-?2Fe2++I2是可逆反应，可在FeCl3溶液中加入过量KI溶液，将反应后的液体转移至分液漏斗中加入四氯化碳萃取，如液体分层，上层接近无色，下层紫红色，说明生成I2，再加入KSCN，如深红色如期出现，说明含有Fe3+，为可逆反应，否则不是可逆反应，
故答案为：
编号实验操作预期现象和结论
①过量
②分液漏斗；CCl4；液体分层，上层接近无色，下层紫红色
③打开活塞，先放出下层液体，再从分液漏斗的上口中倒出水层于试管中，加入KSCN溶液出现血红色，则反应后的混合物中含Fe3+，进而证明这的确是一个可逆反应；反之则不含Fe3+，进而证明不是一个可逆反应

点评 本题考查了探究铁的腐蚀原理、原电池工作原理，为高频考点和常见题型，题目难度中等，注意掌握原电池工作原理，明确钢铁的化学腐蚀类型、腐蚀原理及区别．

练习册系列答案
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实验序号金属
质量/g		金属状态c（H2SO4）
/mol•L-1		V（H2SO4）
/mL		溶液温度/℃金属消失的时间/s
反应前反应后
10.10丝0.5502034500
20.10粉末0.550203550
30.10丝0.7502036250
40.10丝0.8502035200
50.10粉末0.850203625
60.10丝1.0502035125
70.10丝1.050355050
80.10丝1.1502034100
分析上述数据，回答下列问题：
（1）实验4和5表明，固体反应物的表面积对反应速率有影响，能表明同一规律的实验还有1和2（填实验序号）；
（2）本实验中影响反应速率的除了浓度还有反应温度，仅表明该因素对反应速率产生影响的实验有6和7（填实验序号）．
（3）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因：因为所有反应中，金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，故溶液温度变化值相近．
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①m-4    ②m+4    ③m+8    ④m-2    ⑤m+6．
A．①②④⑤B．①②③⑤C．①②③④D．①②③④⑤

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