Question

【題目】某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學腐蝕的類型及腐蝕速率，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞，如圖 1 所示。 從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。

（1）請完成以下實驗設計（完成表中空格）：

編號	實驗目的	碳粉/g	鐵粉/g	醋酸/%
①	為以下實驗作參照	0.5	2.0	90.0
②	______________	0.5	____________	36.0
③	碳粉含量的影響	0.2	2.0	90.0

（2）編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖 2。 t2 時，容器中壓強明顯小于起始壓強， 其原因是鐵發(fā)生了_____腐蝕， 請在圖 3 中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向_____；此時，碳粉表面發(fā)生了_____(填“氧化”或“還原”)反應，其電極反應式是_____。

（3）該小組對圖 2 中 0～t1 時壓強變大的原因提出了如下假設，請你完成假設二：

假設一：發(fā)生析氫腐蝕產生了氣體；

假設二：_____。

Answer 1

【答案】醋酸濃度的影響 2.0 吸氧 還原 4H＋＋O2＋4e－=2H2O 反應放熱，溫度升高使氣體壓強增大

【解析】

(1)根據(jù)對比試驗中保證變量的唯一性進行解答；

(2)根據(jù)析氫腐蝕與吸氧腐蝕的區(qū)別及錐形瓶中壓強的變化判斷鋼鐵的腐蝕類型；根據(jù)鋼鐵的腐蝕類型及原理標出電子轉移的方向；碳粉表面氧氣得到電子生成氫氧根離子，發(fā)生還原反應；

(3)根據(jù)影響壓強大小的因素分析。

(1)①為參照試驗，由于②中鐵粉與碳粉質量相同，故鐵粉的質量也為2.0g，醋酸的百分含量不同，則②為探究醋酸濃度的影響；

(2)t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，說明錐形瓶中氣體體積減小，說明發(fā)生了吸氧腐蝕，電子從負極流向正極，發(fā)生吸氧腐蝕時電子流動方向，碳為正極，鐵為負極，碳電極上氧氣得到電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：4H＋＋O2＋4e－=2H2O；

(3)圖2中0-t1時壓強變大的原因可能為：鐵發(fā)生了析氫腐蝕、鐵與醋酸的反應為放熱反應，溫度升高時錐形瓶中壓強增大，所以假設二為：反應放熱使錐形瓶內溫度升高。