题目内容
16．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 | 0.5 | 2.0 | 90.0 |
| ② | 0.5 | 2.0 | 36.0 | |
| ③ | 碳粉质量的影响 | 0.2 | 90.0 |
（3）该小组对图2甲中0-t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：反应放热使锥形瓶内温度升高；
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案，请你再设计一个实验方案验证假设一．
分析 （1）根据对比试验中保证变量的唯一性进行解答；
（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）图2中0-t1时压强变大，可能是发生了析氢腐蚀使气体体积增大或者反应放热使温度升高，锥形瓶中气体体积增大；
（4）可以根据检验锥形瓶中是否生成了亚铁离子判断方案一是否正确．
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 | 醋酸浓度的影响 | |||
| ③ | 2.0 |
，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）图2中0-t1时压强变大的原因可能为：铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应，温度升高时锥形瓶中压强增大，所以假设二为：反应放热使锥形瓶内温度升高，
故答案为：反应放热使锥形瓶内温度升高；
（4）可以通过检验反应是否生成亚铁离子判断是否发生析氢腐蚀，方法为：
①将锥形瓶中反应后的溶液过滤；
②滤液中滴加几滴硫氰化钾溶液，再滴入几滴新制氯水，
若滴入KSCN溶液不变红，滴入氯水后溶液变红，证明假设一正确；
若滴入KSCN溶液不变红，滴入氯水后溶液不变红，证明假设一错误．
故答案为：①将锥形瓶中反应后的溶液过滤；②滤液中滴加几滴硫氰化钾溶液，再滴入几滴新制氯水，若滴入KSCN溶液不变红，滴入氯水后溶液变红，证明假设一正确；若滴入KSCN溶液不变红，滴入氯水后溶液不变红，证明假设一错误．
点评 本题考查了探究铁的腐蚀原理、原电池工作原理，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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11．下列说法正确的是（ ）
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8．某硫酸厂以硫铁矿为原料生产硫酸的过程如下：
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（2）将含Cu与CuO的混合物20.8g加入到50mL 18.4mol•L-1的浓H2SO4中，加热充分反应至固体物质完全溶解，冷却后将混合液稀释至1000mL，测得溶液中c（Cu2+）=0.3mol•L-1．试计算：
①反应放出的气体在标准状况下的体积（不考虑气体的溶解）是4.48L．
②稀释后的溶液中含有的c（H+）是0.84mol/L．
| 生产过程 | 化学反应 | 反应情况 |
| 硫铁矿的煅烧 | 4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2 | 4%的硫元素损失而混入炉渣 |
| 催化氧化 | 2SO2+O2$?_{△}^{催化剂}$2SO3 | SO2转化率为90% |
| SO3的吸收 | SO3+H2O=H2SO4 | SO3吸收率为100% |
（2）将含Cu与CuO的混合物20.8g加入到50mL 18.4mol•L-1的浓H2SO4中，加热充分反应至固体物质完全溶解，冷却后将混合液稀释至1000mL，测得溶液中c（Cu2+）=0.3mol•L-1．试计算：
①反应放出的气体在标准状况下的体积（不考虑气体的溶解）是4.48L．
②稀释后的溶液中含有的c（H+）是0.84mol/L．
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7．某学习小组对“部分酸碱盐溶解性表”中碳酸亚铁的性质设计实验探究．
（一）制备碳酸亚铁．
将一定量新制备的硫酸亚铁溶液和过量的碳酸氢铵溶液混合产生大量沉淀和气体．
（1）写出离子方程式：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．
（二）探究碳酸亚铁的热稳定性（加热仪器省略）
连接仪器、装药品．打开K，先通入一段时间氮气，然后，用酒精喷灯在A处加热玻璃管，观察B瓶溶液变浑浊．待固体分解完后，继续通入氮气至玻璃管冷却．
（2）先通入氮气的目的是排尽装置内空气，避免氧气干扰．B瓶现象能说明分解产物有二氧化碳．
（3）停止加热之前，是否拆开A、B之间橡胶管？答：否；理由是通入氮气，玻璃管内气压不会减小．
（三）探究碳酸亚铁还原性
【查阅资料】①氧化亚铁是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁．②碳酸亚铁在空气中灼烧生成氧化铁．
（4）探究碳酸亚铁和氧气反应后的固体成分：
【提出设想】假设1 固体成分是氧化铁；
假设2 固体成分是四氧化三铁；
假设3氧化铁和四氧化三铁．
请设计实验验证假设一（限选试剂：2.00mol/L的H2SO4、HCI、HNO3；KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、H2O2溶液）
（5）定量探究：取23.2g纯净固体碳酸亚铁，在空气中高温灼烧至恒重，称得固体质量净减少7.2g．通过计算确定固体成分是氧化铁．
（一）制备碳酸亚铁．
将一定量新制备的硫酸亚铁溶液和过量的碳酸氢铵溶液混合产生大量沉淀和气体．
（1）写出离子方程式：Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O．
（二）探究碳酸亚铁的热稳定性（加热仪器省略）
连接仪器、装药品．打开K，先通入一段时间氮气，然后，用酒精喷灯在A处加热玻璃管，观察B瓶溶液变浑浊．待固体分解完后，继续通入氮气至玻璃管冷却．
（2）先通入氮气的目的是排尽装置内空气，避免氧气干扰．B瓶现象能说明分解产物有二氧化碳．
（3）停止加热之前，是否拆开A、B之间橡胶管？答：否；理由是通入氮气，玻璃管内气压不会减小．
（三）探究碳酸亚铁还原性
【查阅资料】①氧化亚铁是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，就迅速被氧化成四氧化三铁．②碳酸亚铁在空气中灼烧生成氧化铁．
（4）探究碳酸亚铁和氧气反应后的固体成分：
【提出设想】假设1 固体成分是氧化铁；
假设2 固体成分是四氧化三铁；
假设3氧化铁和四氧化三铁．
请设计实验验证假设一（限选试剂：2.00mol/L的H2SO4、HCI、HNO3；KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、H2O2溶液）
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |