Question

（10＋6分）有一研究性学习小组在探究有关钢铁的腐蚀情况，他们进行了如下实验：在一个水槽中盛装1000 mL水，加入一定量的NaCl 固体溶解后通入SO₂ 气体至溶液pH值约为4左右，另取一支试管（带刻度，规格50mL），一条约5cm 的细铁丝，将铁丝放入试管中，加入 约  10mL前面配好的溶液，迅速用拇指扣住试管口倒扣于水槽中，用铁架台将试管固定，如右下图。过一会儿：

（1）观察到试管中的液面逐渐下降，这说明

在该条件下，铁丝发生了               腐蚀，

正极材料是       电极反应是                  

（2）再过一段时间发现液面停止下降，并且开始逐渐

上升，露在液面上的铁丝表面由原来的银白色变棕褐色，这说明在该条件下，铁丝发生了

            腐蚀，正极的电极反应为                                    

①总反应为：                                     ；① 反应的产物极易被进一步氧化，生成红褐色物质，② 该反应的化学方程式为：                                    若铁锈的组成为：Fe₂O₃·xH₂O ，试写出由②反应的产物在通常条件下生成铁锈的反应方程式：

③                                                                   

附加题（6分）（3）已知原来铁丝质量为2 g，发生（1）情况时，依液面下降的高度折为标准状况下的体积是5.6mL，则此时，铁丝的质量变为          g ，随后液面开始上升，即发生（2）的变化，依最终液面上升的高度折算为标准状况下的体积比最开始刚倒扣于水槽中试管中溶液的体积多了1.12mL，通过计算，（2）的过程共消耗氧气        mL，若x值为2，那么铁丝的质量应为            g（以上计算有效数字保留至小数点后三位）

Answer

（1）析氢，C或炭  2H＋＋2e― → H2↑                        

（2） 吸氧    O2 ＋ 4e― ＋ 2H2O → 4OH―

    ①  2Fe ＋ O2 ＋ 2H2O ＝ 2Fe(OH)2                 （ 每空1分共6分）

    ② 4Fe(OH)2 ＋ O2 ＋ 2H2O ＝ 4Fe(OH)3            ( 2分)

    ③ 2Fe(OH)3 ＝ Fe2O3·xH2O ＋（3－x）H2O           ( 2分)

附加题(每空2分,共6分)

（3）1.986 铁被溶解的物质的量即为氢气的物质的量，0.00025mol 即0.014g ，2－0.014＝1.986

6.72   被吸收氧气的体积应为  5.6＋1.12＝6.72 mL

 2.003  1.986＋ 增加了氧的质量（0.0003×32）＋增加水的质量（0.0004×18）＝2.0028  

【解析】略