Question

17．以NaCl為主要成分的融雪劑會腐蝕橋梁、鐵軌等鋼鐵設備．某研究小組探究NaCl溶液對鋼鐵腐蝕的影響．
（1）將濾紙用3.5%的NaCl溶液潤濕，涂上鐵粉、碳粉的混合物，貼在表面皿上．在濾紙上加幾滴檢驗試劑，再緩慢加入NaCl溶液至沒過濾紙，操作如圖1所示：

①實驗ⅰ的現象說明，得電子的物質是O₂．
②碳粉的作用是與鐵組成原電池，作原電池的正極．
③為了說明NaCl的作用，需要補充的對照實驗是用水代替NaCl溶液進行上述實驗．
（2）向圖示裝置的燒杯a、b中各加入30mL 3.5%的NaCl溶液，閉合K，指針未發(fā)生偏轉．加熱燒杯a，指針向右偏轉．
①取a、b中溶液少量，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，a中出現藍色沉淀，b中無變化，b中鐵片作正極．
②加熱后，指針發(fā)生偏轉的原因可能是溫度升高，Fe還原性增強，反應速率加快．
（3）用圖2示裝置探究不同濃度NaCl溶液對鋼鐵腐蝕的影響，向燒杯a、b中各加入30mL不同質量分數的NaCl溶液，實驗記錄如表所示．

實驗	a	b	指針偏轉方向
Ⅰ	0.1%	0.01%	向右
Ⅱ	0.1%	3.5%	向左
Ⅲ	3.5%	飽和溶液	向右

①Ⅱ中，b中電極發(fā)生的電極反應式是Fe-2e^-=Fe²⁺．
②Ⅲ中，鐵在飽和NaCl溶液中不易被腐蝕．
查閱資料可知：在飽和NaCl溶液中O₂濃度較低，鋼鐵不易被腐蝕．設計實驗證明：另取兩個燒杯，分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液，再分別滴加幾滴
K₃Fe（CN）₆溶液，然后往其中一個燒杯中通入O₂，觀察現象．
（4）根據上述實驗，對鋼鐵腐蝕有影響的因素是溫度、NaCl溶液的濃度、O₂的濃度．

Answer 1

分析 （1）鐵、碳以氯化鈉溶液為電解質形成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕生成氫氧根離子，溶液顯堿性，遇到酚酞變紅；
（2）①K₃[Fe（CN）₆]溶液與二價鐵離子反應生成藍色沉淀；
②溫度升高，Fe還原性增強，反應速率加快；
（3）①依據不同濃度下，檢流計指針偏轉方向判斷電極，書寫電極反應式；
②要證明在飽和NaCl溶液中O₂濃度較低，鋼鐵不易被腐蝕，可以設計對比試驗，一個實驗中通入氧氣，另一個實驗中不通入氧氣，觀察鐵的腐蝕情況；
（4）依據上述實驗總結歸納解答．

解答 解：（1）①鐵、碳以氯化鈉溶液為電解質形成原電池，酚酞變紅說明生成氫氧根離子，發(fā)生吸氧腐蝕，故答案為：O₂；
②鐵與碳以氯化鈉溶液為電解質形成原電，鐵做原電池負極，碳做正極，故答案為：與鐵組成原電池，作原電池的正極；   
③為了說明NaCl的作用，需要補充的對照實驗是，用水做電解質，代替氯化鈉進行上述實驗，故答案為：用水代替NaCl溶液進行上述實驗；  
（2）①K₃[Fe（CN）₆]溶液與二價鐵離子反應生成藍色沉淀，而取a、b中溶液少量，滴加K₃[Fe（CN）₆]溶液，a中出現藍色沉淀，說明a中生成二價鐵離子，b中無變化，b中沒有二價鐵離子生成，所以a做負極，b做正極；
故答案為：正； 
②加熱后，指針發(fā)生偏轉的原因可能是：溫度升高，Fe還原性增強，反應速率加快；
故答案為：溫度升高，Fe還原性增強，反應速率加快；
（3）①依據圖表中Ⅱ組數據及指針向左偏轉，則可知：b極為負極，失去電子發(fā)生氧化反應，電極反應式：Fe-2e^-=Fe²⁺；
故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；
②要證明氧氣濃度對金屬腐蝕速率的影響，可以設計對比實驗，如下：另取兩個燒杯，分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液，再分別滴加幾滴K₃Fe（CN）₆溶液，然后往其中一個燒杯中通入O₂，觀察現象；
故答案為：另取兩個燒杯，分別往其中加入鐵片和一定量的飽和NaCl溶液，再分別滴加幾滴K₃Fe（CN）₆溶液，然后往其中一個燒杯中通入O₂，觀察現象；
（4）通過上述實驗可知：對鋼鐵腐蝕有影響的因素是有溫度、NaCl溶液的濃度、O₂的濃度；
故答案為：溫度、NaCl溶液的濃度、O₂的濃度．

點評 本題為實驗題，考查了金屬腐蝕速率的影響因素，明確原電池工作原理是解題關鍵，注意實驗設計嚴密性，題目難度中等．