Question

（16分）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

编号	实验目的	碳粉/g	铁粉/g	醋酸/%
①	为以下实验作参照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸浓度的影响	0.5		36.0
③		0.2	2.0	90.0

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t₂时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了       腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了       （填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是        。

（3）经过相当长的一段时间，图1锥形瓶中混合物表面生成了一层红棕色的铁锈，取少量铁锈于试管中，加入稀盐酸，取少量反应之后的溶液检验其中的Fe³⁺，检验Fe³⁺最灵敏的试剂是大家熟知的KSCN，可以检验痕量的Fe³⁺。还可用KI来检验：2Fe³⁺+2I^－2Fe²⁺+I₂，有资料认为这可能是一个可逆反应。Fe³⁺与I^－反应后的溶液显深红色，它是I₂溶于KI溶液的颜色。为探究该深红色溶液中是否含Fe³⁺，进而证明这是否是一个可逆反应，试利用实验室常用仪器、用品及以下试剂设计方案并填写位于答题卷的下表。0.1 mol/L的FeCl₃、KI、KSCN、NaOH、H₂SO₄、KMnO₄溶液，CCl₄，蒸馏水。

编号	实验操作	预期现象和结论
①	在试管中加入少量该FeCl3溶液和 （填少量、过量）的KI溶液。	深红色如期出现
②	将试管中的混合溶液转移至 （填仪器）中，倒入一定量的        ， 塞住活塞，充分振荡（萃取），静置。
③

Answer

（1）（每空1分，共2分）

编号

实验目的

碳粉/g

铁粉/g

醋酸/%

①

为以下实验作参照

0.5

2.0

90.0

②

醋酸浓度的影响

0.5

2.0

36.0

③

碳粉质量的影响

0.2

2.0

90.0

（2）吸氧 （2分） （1分） 还原（1分） O2+4e-+2H2O=4OH- （2分）

（3）（8分）

编号

实验操作

预期现象和结论

①

过量（1分）

②

分液漏斗（1分）；CCl4（1分）；

液体分层，上层接近无色，下层紫红色（1分）

③

打开活塞，先放出下层液体，再从分液漏斗的上口中倒出水层于试管中，加入KSCN溶液（2分）

出现血红色，则反应后的混合物中含Fe3+，进而证明这的确是一个可逆反应；反之则不含Fe3+，进而证明不是一个可逆反应（2分）

【解析】

试题分析：（1）探究影响化学反应速率，每次只能改变一个变量，故有②中铁的量不变，为2.0g；③中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率的影响；（2）压强与气体的物质的量成正比，从图中可以看出，气体的量开始增加，后减少，故为吸氧腐蚀；活泼金属做负极，故碳为正极，发生还原反应，其电极反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-；（3）经过相当长的一段时间，图1锥形瓶中混合物表面生成了一层红棕色的铁锈，取少量铁锈于试管中，加入稀盐酸，取少量反应之后的溶液检验其中的Fe3+，根据题干所给信息可知：①在试管中加入少量该FeCl3溶液和过量的KI溶液，现象为出现深红色；②将试管中的混合溶液转移至分液漏斗中，倒入一定量的CCl4，塞住活塞，充分振荡（萃取），静置，碘易溶于有机溶剂现象为液体分层，上层接近无色，下层紫红色；③打开活塞，先放出下层液体，再从分液漏斗的上口中倒出水层于试管中，加入KSCN溶液，则若出现血红色，则反应后的混合物中含Fe3+，进而证明这的确是一个可逆反应；反之则不含Fe3+，进而证明不是一个可逆反应。

考点：化学反应原理，探究实验。