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- 2021-07-08 发布
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第四章章末系统总结
一、重知点识梳理
二、实验专项探究——金属腐蚀条件的实验探究
影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面,就金属的本性而言,金属越活泼,就越易失去电子被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响很大,如果金属在潮湿的空气中,接触腐蚀性气体或电解质溶液,都容易被腐蚀。
即时训练
某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验,来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有:材质相同无锈的铁钉数个,一定量的食盐水、碳酸水、植物油,实验温度为298 K或308 K,每次实验取用铁钉的数量相同,液体体积相同且足量,用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验
编号
T/K
试管内
取用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
(Ⅱ)实验①和________探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响
(Ⅲ)实验①和________探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
②
③
④
(2)请根据上述实验,判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是________(填字母)。
A.在铁门、铁窗表面涂上油漆
B.自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施,所以不需要停放在能遮雨的地方
C.家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D.把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路,可减少铁闸门的腐蚀速率
解析:(1)实验Ⅰ探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响,因此保证温度不变(仍为298 K),改变电解质(选用碳酸水)。
实验Ⅱ探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响,因此保证电解质不变(仍为食盐水),改变温度(选308 K)。
实验Ⅲ探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298 K),改变试管内液体(选植物油)。
(2)A项涂油漆保护铁窗,使铁窗与周围物质隔开,正确;自行车放在干燥处,不易形成原电池,能降低腐蚀速率,B错误,C正确;D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连,使之作电解池的阴极,才能起到保护作用,D错误。
答案:(1)
实验
编号
T/K
试管内
取用液体
实验目的
①
298
食盐水
(Ⅱ)③
(Ⅲ)④(只要与
前面③、④对应即可)
②
298
碳酸水
③
308
食盐水
④
298
植物油
(2)AC
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。
图1
(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)该小组对图2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,写出实验步骤和结论。
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程):
解析:(1)对比实验①,实验②中碳粉的质量与实验①相同,醋酸的浓度与实验①不同,所以铁粉的质量应与实验①相同,即2.0 g;实验③中碳粉质量与实验①不同,铁粉质量和醋酸浓度均与实验①相同,显然实验③目的是探究碳粉含量的影响。
(2)t2时,容器中压强明显小于起始压强,说明容器中气体减少,所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁吸氧腐蚀过程中,铁为负极,发生氧化反应,形成Fe2+;碳为正极,发生还原反应:2H2O+O2+4e-===4OH-(或4H++O2+4e-===2H2O)。
(3)0~t1时压强增大,应从两方面考虑,一是生成气体,二是温度升高,则由假设一内容可得假设二应是:此反应是放热反应,温度升高。
答案:(1)
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
②
2.0
③
碳粉含量的影响
(2)吸氧 如图 还原
2H2O+O2+4e-===4OH-(或4H++O2+4e-===2H2O)
(3)反应放热,温度升高
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