Question

【題目】I.研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現實意義。

(1)甲圖為人教版教材中探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置實驗，導管中液柱的上升緩慢，下列措施可以更快更清晰觀察到水柱上升現象的有______(填序號)。

A.用純氧氣代替試管內空氣 B.用酒精燈加熱試管提高溫度

C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末 D.換成更細的導管，水中滴加紅墨水

(2)該小組將甲圖裝置改進成乙圖裝置并進行實驗，導管中紅墨水液柱高度隨時間的變化如下表，根據數據判斷腐蝕的速率隨時間逐漸______(填“加快”、“不變”、“減慢”)，你認為影響因素為_______。

時間/min	1	3	5	7	9
液柱高度/cm	0.8	2.1	3.0	3.7	4.2

(3)為探究鐵釘腐蝕實驗 a、b 兩點所發生的反應，進行以下實驗，請完成表格空白：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示劑	a點附近溶液出現紅色	a點電極反應為_____
然后再滴加2~3滴鐵氰化鉀溶液	b點周圍出現藍色沉淀	b點電極反應為 Fe -2e-=Fe2+

(4)設計下面裝置研究弱酸性環境中腐蝕的主要形式。測定錐形瓶內氣壓和空氣中氧氣的體積分數隨時間變化見圖，從圖中可分析，t1~t2之間主要發生_______腐蝕(填吸氧或析氫)，原因_______。

(5)金屬陽極鈍化是一種電化學防腐方法。將Fe作陽極置于H2SO4溶液中，一定條件下Fe鈍化形成致密Fe3O4氧化膜，試寫出該陽極電極反應式______。

II.已知草酸晶體(H2C2O4·XH2O)可溶于水，并可與酸性高錳酸鉀溶液完全反應：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。現用氧化還原滴定法測定草酸晶體的結晶水分子數X，步驟如下：

①用分析天平稱取草酸晶體1.260g，將其配制成100.00mL待測草酸溶液

②用移液管移取25.00mL待測草酸溶液于錐形瓶中，并加入適量硫酸酸化

③用濃度為span>0.1000mol/L的KMnO4 標準溶液進行滴定，三次結果如下：

	第一次滴定	第二次滴定	第三次滴定
待測溶液體積(mL)	25.00	25.00	25.00
標準溶液體積(mL)	9.99	10.01	10.00

已知H2C2O4的相對分子質量為90，請回答下列問題：

(1)滴定時，KMnO4標準溶液應該裝在______(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。

(2)到達滴定終點的標志是________。

(3)根據上述數據計算X=_______。

(4)誤差分析(填偏高、偏低或無影響)：若滴定開始時仰視滴定管刻度，滴定結束時俯視滴定管刻度，則X值________；

Answer 1

【答案】ACD 減慢 氧氣的濃度 O2+4e-+2H2O=4OH- 吸氧 氧氣含量和瓶內壓強都降低，因此主要是吸氧腐蝕 3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+ 酸式 最后一滴標準溶液滴入錐形瓶中，溶液恰好由無色變成紫紅色，且30秒內不褪色 2 偏高

【解析】

I.(1)要使現象更快、更清晰，可采取增大反應速率等方法；

(2)根據乙圖中O2的濃度的變化及相同時間內液柱變化高度分析；

(3)O2在正極上獲得電子，變為OH-，使附近的溶液顯堿性，負極Fe失去電子變為Fe2+；

(4)根據析氫腐蝕產生H2氣體，使裝置內氣體壓強增大，吸氧腐蝕消耗氧氣，使裝置內的氣體壓強減小分析；

(5)電解時，陽極Fe失去電子，被氧化產生致密Fe3O4氧化膜而發生鈍化現象；

II.(1)KMnO4具有強的氧化性，會腐蝕堿式滴定管的橡膠管；

(2)KMnO4溶液具有強的氧化性，與草酸發生氧化還原反應后會產生無色Mn2+，當反應完全后不再消耗KMnO4溶液，根據KMnO4溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點；

(3)根據氧化還原滴定結果計算草酸物質的量，從而計算X的值；

(4)據c(測)= ，根據錯誤操作導致V(滴定)的變化分析誤差。

I.(1)用純氧氣代替具支試管內的空氣，氧氣的濃度增大，反應速率加快，A正確；

B.用酒精燈加熱試管提高溫度，氣體體積由于溫度升高而體積膨脹，氣體逸出，導氣管口冒出氣泡，不能判斷反應快慢，B錯誤；

C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉的混合物，增大反應物的接觸面積，反應速率加快，C正確；

D.換成更細的導管，水中滴加紅墨水，改變相同的壓強即改變相同的體積，毛細尖嘴管上升的高度大于玻璃導管，且紅墨水現象更明顯，D正確；

故合理選項是ACD；

(2)改為乙圖后，由于裝置內盛有的氧氣的物質的量不變，隨著反應的進行，氧氣的濃度逐漸降低，使反應速率減小，這可以通過相同的時間間隔內液體上述的高度逐漸減慢得到證實；

(3)根據表中現象：a點附近溶液出現紅色，說明a點溶液為堿性，a點發生的反應為O2+4e-+2H2O=4OH-，所以a點為正極；滴加2~3滴鐵氰化鉀溶液，b點周圍出現藍色沉淀，這是由于b點發生反應：Fe -2e-=Fe2+，Fe2+與鐵氰化鉀溶液發生沉淀反應產生鐵氰化亞鐵藍色沉淀，b點為負極；

(4)根據圖示可知：隨著反應的進行，裝置內的氧氣含量和瓶內壓強都降低，說明發生的腐蝕是吸氧腐蝕；

(5)將Fe作陽極置于H2SO4溶液中，Fe失去電子，被氧化Fe3O4氧化膜，該陽極電極反應式為：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+；

II.(1) KMnO4溶液具有強氧化性，可以腐蝕橡皮管，KMnO4溶液應裝在酸式滴定管中；

(2)草酸反應完畢，再加入最后一滴KMnO4溶液，溶液變為淺紫紅色，且30s內紅色不褪去，說明滴定到終點；

(3)三次滴定誤差都不太大，利用滴定結果計算所用高錳酸鉀溶液的體積為10.00mL，1.260g草酸晶體所配草酸溶液中所含草酸的物質的量為：4××0.1000mol/L×0.010L=0.010mol，X=×()=2；

(4)滴定開始時仰視滴定管刻度，滴定結束時俯視滴定管刻度，則消耗標準液體積變小，則草酸物質的量變小，質量變小，則結晶水含量偏多，X值偏高。