Question

(10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炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图所示)。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	炭粉/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实验测得容器中的压强随时间的变化如图(a)所示。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(b)中用箭头标出发生该腐蚀时电子的流动方向；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是__________。

                     

(a)                      (b)

（3）该小组对图(a)中0～t₁时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：

假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：________；

……

（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H₂的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，补全实验步骤和结论。

实验步骤和结论

①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、

出导管)；

②通入氩气排净瓶内空气；

③                                                                 。

Answer

（1）

（2）吸氧 还原 2H2O + O2+4e-=4OH-，

（3）反应放热，温度升高

（4）③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验铁离子等）。如果瓶内压强增大，假设一成立，否则假设一不成立。

【解析】

试题分析：（1）实验②是测定醋酸浓度的影响，其他条件不变，所以铁粉的质量仍是2.0g；实验③中，醋酸和铁粉的量不变，而C粉的质量变化，说明该组实验是测定炭粉含量对电化学腐蚀的影响；

（2）压强减小，说明容器内的气体参加了反应，说明该腐蚀是吸氧腐蚀；金属腐蚀中，Fe失去电子，所以电子的移动方向是 由铁指向碳，如图；C极作原电池的正极，氧气在该极发生还原反应，电极反应式为2H2O + O2+4e-=4OH-，

（3）0～t1时压强变大，可能的原因是发生析氢腐蚀，使压强增大，或是该反应是放热反应，温度升高，压强增大；

（4）③发生析氢腐蚀的条件是溶液为酸性，则滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化，若压强增大，则说明假设一成立，反之不成立。或者将锥形瓶内的溶液过滤，取部分滤液，向其中加入KSCN溶液，溶液不变红色，再加入新制氯水，溶液变红色，则说明假设一正确，反之不正确。

考点：考查金属的电化学腐蚀实验，对实验的分析、设计