Question

鐵生銹是比較常見的現象，某實驗小組，為研究鐵生銹的條件，設計了以下快速易行的方法：

首先檢查制氧氣裝置的氣密性，然后按圖連接好裝置，點燃酒精燈給藥品加熱，持續3分鐘左右，觀察到的實驗現象為：①直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發生銹蝕；②直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發生銹蝕；③中潮濕的鐵絲依然光亮．
試回答以下問題：
（1）由于與接觸的介質不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于

電化學腐蝕

．能表示其原理的電極反應為負極

Fe-2e^-═Fe²⁺

；
正極

2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-

；
（2）儀器A的名稱為

球形干燥管

，其中裝的藥品可以是

堿石灰

，其作用是

干燥氧氣

（3）由實驗可知，該類鐵生銹的條件為①

與氧氣接觸

；②

與水接觸

；決定鐵生銹快慢的一個重要因素是③

氧氣濃度

（4）將潔凈的金屬片A、B、C、D 分別放置在浸有鹽溶液的濾紙上面并壓緊（如圖2所示）．在每次實驗時，記錄電壓指針的移動方向和電壓表的讀數如表所示：

金屬	電子流動方向	電壓/V
A	A→Fe	+0.76
B	Fe→b	-0.18
C	C→Fe	+1.32
D	D→Fe	+0.28

已知構成原電池兩電極的金屬活動性相差越大，電壓表讀數越大．請判斷：
①A、B、C、D四種金屬中活潑性最強的是

C

（用字母表示）
②若濾紙改用NaOH溶液浸潤一段時間后，則在濾紙上能看到有白色物質析出，后迅速變為灰綠色，最后變成褐色．則濾紙上方的金屬片為

B

（用字母表示）

Answer 1

分析：（1）在潮濕的環境中Fe易發生電化學腐蝕，負極鐵失電子，正極氧氣得電子；
（2）根據圖中的裝置分析；根據實驗目的分析藥品及其作用；
（3）根據題中的對比實驗分析；
（4）①構成原電池兩電極的金屬活動性相差越大，電壓表讀數越大，結合表中數據分析；
②根據實驗現象可知鐵作負極失電子，依此分析．

解答：解：（1）在潮濕的環境中Fe易發生電化學腐蝕，負極鐵失電子，其電極反應為：Fe-2e^-═Fe²⁺，正極氧氣得電子生成氫氧根離子，其電極反應為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案為：電化學腐蝕；Fe-2e^-═Fe²⁺；2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
（2）根據圖中的裝置可知：儀器A為球形干燥管；實驗目的是對比干燥的團狀細鐵絲與潮濕的團狀細鐵絲在氧氣中的腐蝕，所以前面干燥管內藥品為干燥劑堿石灰，作用是干燥氧氣；
故答案為：球形干燥管；堿石灰；干燥氧氣；
（3）根據題中的對比實驗可知：該類鐵生銹的條件為與氧氣接觸，與水接觸；根據3分鐘后直形管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發生銹蝕，③中潮濕的鐵絲依然光亮，說明增大氧氣的濃度能加快鐵絲的銹蝕，所以決定鐵生銹快慢的一個重要因素是氧氣的濃度；
故答案為：與氧氣接觸，與水接觸；氧氣濃度；
（4）①構成原電池兩電極的金屬活動性相差越大，電壓表讀數越大，由表中數據可知，在A、C、D與鐵形成原電池中電子流向鐵，則鐵為正極，所以A、C、D活潑性都大于Fe，而C與Fe形成的原電池中電壓最大，所以C最活潑；
故答案為：C；
②若濾紙改用NaOH溶液浸潤一段時間后，則在濾紙上能看到有白色物質析出，后迅速變為灰綠色，最后變成褐色，說明鐵被腐蝕，鐵做負極，由表中電子流向可知，B與Fe形成的原電池中電子由Fe流向B，Fe作負極，故答案為：B．

點評：本題考查金屬腐蝕的化學原理，題目難度中的，注意金屬發生電化學腐蝕和化學腐蝕的區別，以及形成電化學腐蝕的條件．