Question

【題目】實驗小組探究酸雨對低碳鋼腐蝕的影響，實驗流程如圖：

實驗使用了3種模擬酸雨。模擬酸雨中的離子濃度如表所示，其中平衡電荷的陽離子以NH或Na+補充，實驗均在室溫下進行，低碳鋼片樣品的大小和質量均相同。

（1）將模擬酸雨1和模擬酸雨2進行對比實驗，實驗的目的是___。模擬酸雨3對鋼片的腐蝕速率大于模擬酸雨2對鋼片的腐蝕速率，可以得到結論是___。

（2）在用模擬酸雨2進行實驗時，腐蝕沖洗液中檢測到Fe2+和NH的含量升高。腐蝕時硝酸和鐵反應的離子方程式為___。

（3）在上述三組腐蝕實驗中，都檢測到鋼片內部持續(xù)產(chǎn)生腐蝕電流。產(chǎn)生腐蝕電流的原因是___。

（4）鋼鐵的腐蝕研究中，通常用“腐蝕速率(單位為mg·h-1)"對鋼鐵腐蝕過程和結果進行評估。則計算“腐蝕速率”需要測量的實驗數(shù)據(jù)為___。

Answer 1

【答案】研究硝酸型酸雨對鋼鐵的腐蝕的效果 酸雨酸性越強，對鋼片的腐蝕速率越快 10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O 鋼片發(fā)生了電化學腐蝕 腐蝕前鋼片的質量：(腐蝕結束后)除去鐵銹后鋼片的質量;腐蝕持續(xù)的時間

【解析】

(1)分析實驗表格中的數(shù)據(jù)，比較變量即可知道各自實驗目的；

(2)根據(jù)Fe2+和NH的含量升高，說明腐蝕時硝酸和鐵反應生成了Fe2+和NH，再根據(jù)反應物和生成物，進行氧化還原反應配平即可得出；

(3)根據(jù)鋼鐵的組成以及金屬的腐蝕種類很容易分析出由于發(fā)生了電化學腐蝕；

(4)根據(jù)“腐蝕速率的單位”可以推知其計算公式并知道需要測量的數(shù)據(jù)。

(1)分析實驗表格中的數(shù)據(jù)可知，模擬酸雨1和模擬酸雨2的c()和PH均相同，只有c()不同，故進行這組對比實驗的目的是研究硝酸型酸雨對鋼鐵的腐蝕的效果；比較3和2可知，二者只有溶液的PH值不同，且3的PH值更小即酸性更強，模擬酸雨3對鋼片的腐蝕速率大于模擬酸雨2對鋼片的腐蝕速率，可以得到結論是酸雨酸性越強，對鋼片的腐蝕速率越快；故答案為：研究硝酸型酸雨對鋼鐵的腐蝕的效果；酸雨酸性越強，對鋼片的腐蝕速率越快；

(2)在用模擬酸雨2進行實驗時，腐蝕沖洗液中檢測到Fe2+和NH的含量升高，說明腐蝕時硝酸和鐵反應生成了Fe2+和NH，故該反應的離子方程式為10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O；故答案為：10H++NO+4Fe=4Fe2++NH+3H2O；

(3)由于鋼鐵均為鐵和碳的合金，在電解質溶液中將發(fā)生原電池反應即發(fā)生了電化學腐蝕，在上述三組腐蝕實驗中，都檢測到鋼片內部持續(xù)產(chǎn)生腐蝕電流，產(chǎn)生腐蝕電流的原因是鋼片發(fā)生了電化學腐蝕；故答案為：鋼片發(fā)生了電化學腐蝕；

(4)根據(jù)“腐蝕速率的單位”可以推知其計算公式為： ，故計算“腐蝕速率”需要測量的實驗數(shù)據(jù)為：腐蝕前鋼片的質量；(腐蝕結束后)除去鐵銹后鋼片的質量；腐蝕持續(xù)的時間；故答案為：腐蝕前鋼片的質量；(腐蝕結束后)除去鐵銹后鋼片的質量；腐蝕持續(xù)的時間。