Question

实验小组探究酸雨对低碳钢腐蚀的影响，实验流程如图：

实验使用了3种模拟酸雨。模拟酸雨中的离子浓度如表所示，其中平衡电荷的阳离子以NH或Na⁺补充，实验均在室温下进行，低碳钢片样品的大小和质量均相同。

（1）将模拟酸雨1和模拟酸雨2进行对比实验，实验的目的是___。模拟酸雨3对钢片的腐蚀速率大于模拟酸雨2对钢片的腐蚀速率，可以得到结论是___。

（2）在用模拟酸雨2进行实验时，腐蚀冲洗液中检测到Fe²⁺和NH的含量升高。腐蚀时硝酸和铁反应的离子方程式为___。

（3）在上述三组腐蚀实验中，都检测到钢片内部持续产生腐蚀电流。产生腐蚀电流的原因是___。

（4）钢铁的腐蚀研究中，通常用“腐蚀速率(单位为mg·h^-1)"对钢铁腐蚀过程和结果进行评估。则计算“腐蚀速率”需要测量的实验数据为___。

Answer

研究硝酸型酸雨对钢铁的腐蚀的效果 酸雨酸性越强，对钢片的腐蚀速率越快 10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O 钢片发生了电化学腐蚀 腐蚀前钢片的质量：(腐蚀结束后)除去铁锈后钢片的质量;腐蚀持续的时间

【解析】

(1)分析实验表格中的数据，比较变量即可知道各自实验目的；

(2)根据Fe2+和NH的含量升高，说明腐蚀时硝酸和铁反应生成了Fe2+和NH，再根据反应物和生成物，进行氧化还原反应配平即可得出；

(3)根据钢铁的组成以及金属的腐蚀种类很容易分析出由于发生了电化学腐蚀；

(4)根据“腐蚀速率的单位”可以推知其计算公式并知道需要测量的数据。

(1)分析实验表格中的数据可知，模拟酸雨1和模拟酸雨2的c()和PH均相同，只有c()不同，故进行这组对比实验的目的是研究硝酸型酸雨对钢铁的腐蚀的效果；比较3和2可知，二者只有溶液的PH值不同，且3的PH值更小即酸性更强，模拟酸雨3对钢片的腐蚀速率大于模拟酸雨2对钢片的腐蚀速率，可以得到结论是酸雨酸性越强，对钢片的腐蚀速率越快；故答案为：研究硝酸型酸雨对钢铁的腐蚀的效果；酸雨酸性越强，对钢片的腐蚀速率越快；

(2)在用模拟酸雨2进行实验时，腐蚀冲洗液中检测到Fe2+和NH的含量升高，说明腐蚀时硝酸和铁反应生成了Fe2+和NH，故该反应的离子方程式为10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O；故答案为：10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O；

(3)由于钢铁均为铁和碳的合金，在电解质溶液中将发生原电池反应即发生了电化学腐蚀，在上述三组腐蚀实验中，都检测到钢片内部持续产生腐蚀电流，产生腐蚀电流的原因是钢片发生了电化学腐蚀；故答案为：钢片发生了电化学腐蚀；

(4)根据“腐蚀速率的单位”可以推知其计算公式为： ，故计算“腐蚀速率”需要测量的实验数据为：腐蚀前钢片的质量；(腐蚀结束后)除去铁锈后钢片的质量；腐蚀持续的时间；故答案为：腐蚀前钢片的质量；(腐蚀结束后)除去铁锈后钢片的质量；腐蚀持续的时间。