Question

【題目】某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發生電化學腐蝕的類型及腐蝕速率，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞，如圖 1 所示。 從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。

（1）請完成以下實驗設計（完成表中空格）：

編號	實驗目的	碳粉/g	鐵粉/g	醋酸/%
①	為以下實驗作參照	0.5	2.0	90.0
②	______________	0.5	____________	36.0
③	碳粉含量的影響	0.2	2.0	90.0

（2）編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖 2。 t2 時，容器中壓強明顯小于起始壓強， 其原因是鐵發生了_____腐蝕， 請在圖 3 中用箭頭標出發生該腐蝕時電子流動方向_____；此時，碳粉表面發生了_____(填“氧化”或“還原”)反應，其電極反應式是_____。

（3）該小組對圖 2 中 0～t1 時壓強變大的原因提出了如下假設，請你完成假設二：

假設一：發生析氫腐蝕產生了氣體；

假設二：_____。

Answer 1

【答案】醋酸濃度的影響 2.0 吸氧 還原 4H＋＋O2＋4e－=2H2O 反應放熱，溫度升高使氣體壓強增大

【解析】

(1)根據對比試驗中保證變量的唯一性進行解答；

(2)根據析氫腐蝕與吸氧腐蝕的區別及錐形瓶中壓強的變化判斷鋼鐵的腐蝕類型；根據鋼鐵的腐蝕類型及原理標出電子轉移的方向；碳粉表面氧氣得到電子生成氫氧根離子，發生還原反應；

(3)根據影響壓強大小的因素分析。

(1)①為參照試驗，由于②中鐵粉與碳粉質量相同，故鐵粉的質量也為2.0g，醋酸的百分含量不同，則②為探究醋酸濃度的影響；

(2)t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，說明錐形瓶中氣體體積減小，說明發生了吸氧腐蝕，電子從負極流向正極，發生吸氧腐蝕時電子流動方向，碳為正極，鐵為負極，碳電極上氧氣得到電子發生還原反應，電極反應式為：4H＋＋O2＋4e－=2H2O；

(3)圖2中0-t1時壓強變大的原因可能為：鐵發生了析氫腐蝕、鐵與醋酸的反應為放熱反應，溫度升高時錐形瓶中壓強增大，所以假設二為：反應放熱使錐形瓶內溫度升高。