Question

4．鐵生銹是比較常見的現(xiàn)象，某實驗小組為研究鐵生銹的條件，設計了以下快速、易行的方法：

首先檢查制取氧氣裝置的氣密性，然后按圖所示連接好裝置，點燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實驗現(xiàn)象為：①直形導管中用蒸餾水浸過的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；②直形導管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發(fā)生銹蝕；③燒杯中潮濕的鐵絲表面依然光亮．
試回答以下問題：
（1）由于與金屬接觸的介質不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于電化學腐蝕．如果用外加電流的陰極保護法防止鐵生銹，鐵應該接電源的負極．
（2）儀器A的名稱為球形干燥管，其中裝的藥品可以是堿石灰（或無水氯化鈣），其作用是干燥O₂．
（3）由實驗可知，該類鐵生銹的條件為①與O₂接觸、②與水接觸．決定鐵生銹快慢的一個重要因素是氧氣濃度．
（4）查資料可知，鐵銹的主要成分是Fe₂O₃•xH₂O，請寫出吸氧腐蝕得到Fe（OH）₂后，繼續(xù)生成鐵銹的兩個化學方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，2Fe（OH）₃═Fe₂O₃•xH₂O+（3-x）H₂O．

Answer 1

分析 （1）弱酸性或中性條件下，鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕，鐵、C和水構成原電池，負極上Fe失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應；
（2）A的名稱是球形干燥管；干燥管中盛放的物質是固態(tài)且具有吸水性；
（3）根據(jù)三團細鐵絲生銹程度確定鐵生銹的條件，根據(jù)不同點確定鐵生銹快慢因素；
（4）吸氧腐蝕得到Fe（OH）₂后，F(xiàn)e（OH）₂先被氧氣氧化為Fe（OH）₃，而后Fe（OH）₃失水生成Fe₂O₃•xH₂O，寫出化學方程式．

解答 解：（1）水呈中性，F(xiàn)e、C和水構成原電池，將化學能轉化為電能，所以鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕，F(xiàn)e作負極，故答案為：電化學腐蝕；負；
（2）A的名稱是球形干燥管，干燥管中盛放的物質是堿石灰（或無水氯化鈣），其作用是干燥氧氣，
故答案為：球形干燥管；堿石灰（或無水氯化鈣）；干燥氧氣；
（3）鋼鐵在潮濕環(huán)境下形成原電池，發(fā)生電化腐蝕；實驗在直形管中的現(xiàn)象說明，潮濕是鐵生銹的必要前提，但沒有潮濕程度對生銹快慢的影響，所以鐵生銹的條件是與氧氣接觸、與水接觸；直形管實驗與燒杯實驗的對比，則說明O₂濃度是影響生銹快慢的一個重要因素，
故答案為：①與O₂接觸、②與水接觸；氧氣濃度；
（4）吸氧腐蝕得到Fe（OH）₂后，F(xiàn)e（OH）₂先被氧氣氧化為Fe（OH）₃：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，而Fe（OH）₃失水生成Fe₂O₃•xH₂O：2Fe（OH）₃═Fe₂O₃•xH₂O+（3-x）H₂O，故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；2Fe（OH）₃═Fe₂O₃•xH₂O+（3-x）H₂O．

點評 本題利用對比實驗分析金屬腐蝕與防護，同時考查學生分析問題、總結歸納問題能力，能根據(jù)實驗現(xiàn)象的不同點確定影響因素，題目難度不大．