Question

1．某小组同学利用图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：

装置	分别进行的实验	现象
	i．连好装置 一段时间后，向烧杯中滴加酚酞	碳棒附近溶液变红
	ii．连好装置 一段时间后，向烧杯中滴加[K3[Fe（CN）6]	铁片表面产生蓝色沉淀

（l）小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了电化学腐蚀．
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：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
（2）查阅资料：K₃[Fe（CN）₆]具有氧化性．
①据此有同学认为仪通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是铁电极能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液发生氧化还原反应生成Fe²⁺，会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe²⁺的检验
②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如表：

实验	滴加	试管	现象
	0.5mol．LK3[Fe（CN）6]溶液	iii．蒸馏水	无明显变化
		iv.1.0mol•L-1NaCl溶液	铁片表面产生大量蓝色沉淀
		v.0.5mol•L-1Na2SO4溶液	无明显变化

a．以上实验表明：在Cl^-存在条件下，K₃[Fe（CN）₆]溶液可以与铁片发生反应．
b．为探究Cl^-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Cl^-的作用是Cl^-破坏了铁表面的氧化膜．
（3）有同学认为上述实验仍不严谨．为进一步探究K₃[Fe（CN）₆]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AC（填字母序号）．

实验	试剂	现象
A	酸洗后的铁片K3[Fe（CN）6]溶液（已除O2）	产生蓝色沉淀
B	酸洗后的铁片K3[Fe（CN）6]和NaCl混合溶液（未除O2）	产生蓝色沉淀
C	铁片K3[Fe（CN）6]和NaCl混合溶液（已除O2）	产生蓝色沉淀
D	铁片K3[Fe（CN）6]和盐酸混合溶液（已除O2）	产生蓝色沉淀

（4）综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是取出少许铁片（负极）附近的溶液于试管中，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生了Fe²⁺，即发生了电化学腐蚀．

Answer 1

分析 （1）装置为铁的吸氧腐蚀；
（2）①向烧杯中滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液时，由信息可知，发生氧化还原反应；同学设计的方案中负极上Fe失去电子生成的Fe²⁺与K₃[Fe（CN）₆]溶液反应会生成蓝色物质；
②a．由实验的现象分析可知；
b．由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的实验可分析是Cl^-破坏了铁表面的氧化膜；
（3）要验证K₃[Fe（CN）₆]具有氧化性，就要排除其它因素的影响，由此进行实验设计；
（4）根据以上实验分析可知，可把铁片（负极）附近的溶液取出少许于试管中进行实验．

解答 解：（1）装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，碳棒为正极，正极发生 O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，呈碱性，滴加酚酞，溶液变红，
①实验i中的现象是碳棒附近溶液变红，故答案为：碳棒附近溶液变红；
②用化学用语解释实验i中的现象：碳棒为正极，正极发生 O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）①可能为铁电极能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液发生氧化还原反应生成Fe²⁺，产生的Fe²⁺再与K₃[Fe（CN）₆]反应生成蓝色物质，
故答案为：铁电极能直接和K₃[Fe（CN）₆]溶液发生氧化还原反应生成Fe²⁺，会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe²⁺的检验；
②a．由实验iii．蒸馏水，无明显变化；iv.1.0mol•L^-1NaCl溶液，铁片表面产生大量蓝色沉淀；v.0.5mol•L^-1Na₂SO₄溶液，无明显变化．可知在Cl^-存在下，K₃[Fe（CN）₆]溶液可以与铁片发生反应，
故答案为：Cl^-存在；
b．由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的实验可分析是Cl^-破坏了铁表面的氧化膜，
故答案为：Cl^-破坏了铁表面的氧化膜；
（3）要验证K₃[Fe（CN）₆]具有氧化性，就要排除其它因素的影响，如：O₂、铁表面的氧化膜等．
A选项实验考虑了试剂中溶解的氧气和铁表面的氧化膜的影响，故A正确；
B选项实验未考虑了试剂中溶解的氧气的影响，故B错误；
C选项实验考虑了试剂中溶解的氧气和加入可能破坏铁表面的氧化膜的NaCl溶液，故C正确；
D选项实验加入了盐酸和铁反应产生Fe²⁺，故D错误；
故选AC；
（4）综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是：取出少许铁片（负极）附近的溶液于试管中，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生了Fe²⁺，即发生了电化学腐蚀，
故答案为：取出少许铁片（负极）附近的溶液于试管中，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，若出现蓝色沉淀，则说明负极附近溶液中产生了Fe²⁺，即发生了电化学腐蚀．

点评 本题考查以原电池原理考查物质组成及性质实验的设计，为高频考点，把握电极反应、氧化还原反应及离子检验等为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意本题属于开放性试题，能较好训练学生分析解答问题的能力，题目难度中等．