题目内容
家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，某同学拟对其原理及条件进行探究：（1）该同学准备了下列实验用品：20%NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等；请你帮他设计一实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物，简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。
（2）该同学查阅有关资料知：氧气在液滴的表面和中心浓度不同；Fe2+遇K3［Fe(CN)6］产生蓝色沉淀：3Fe2++2［Fe(CN)6］3-====Fe3［Fe(CN)6］2↓（蓝色）。该同学在一块光洁无锈的铁板上滴2滴含酚酞和K3［Fe(CN)6］的NaCl溶液，在空气中放置几分钟后，发现盐水滴
边缘溶液显红色，盐水与铁板的接触面中心出现蓝色不溶物（见图示）。
试判断该实验是否是铁的吸氧腐蚀。
若是，请写出正极反应方程式：___________________________________________________。
若否，指出产生该现象的原因：___________________________________________________。
（3）将一铜棒、碳棒用导线连接后，插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中，请根据此装置在下面两项中择一回答：
①若不是原电池，请说明原因：_________________（如果回答此题，下面的②不用回答）。
②若是原电池，现要求利用此装置（电极材料、溶液浓度均不变），采取适当的措施来提高电池的放电效率，该操作可以是_________________。
（4）目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重，在不影响观瞻效果的条件下，除用加保护层法保护外，请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理：
_____________________________________________________________________。
解析与答案：（1）用导线连接铁丝和碳棒后，插入盛有20% NaCl溶液的U形管中，放置数分钟。取插入铁丝的支管中液体少许于试管中，滴入1—2滴KSCN溶液，未显红色；滴入氯水显红色，证明负极有Fe2+生成；2Fe2++Cl2====2Cl-+2Fe3+；Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3。在插入碳棒的支管中滴入酚酞溶液，碳棒周围溶液显红色，证明有OH-生成。
（2）正极（液滴表面）：2H2O+O2+4e-====4OH-
（3）向插碳棒的溶液中通氧气或空气
（4）将铁块连接文物底座并埋于地下，定期更换；原理是使铜文物成为原电池的正极，即牺牲阳极的阴极保护法(或向铜文物上通直流电，原理是使铜文物成为电解池的阴极，即外加电流的阴极保护法)。
