Question

下表所列數據是在某高溫下金屬鎂和鎳分別在氧氣中進行氧化反應時，在金屬表面生成氧化薄膜的實驗記錄：

反應時間t/h	1	4	9	16	25
MgO層厚Y/nm	0.05a	0.20a	0.45a	0.80a	1.25a
NiO層厚Y′/nm	b	2b	3b	4b	5b

注：a和b均為與溫度有關的常數。

（1）金屬高溫氧化腐蝕速率可用金屬氧化膜的生長速率來表示，其理由是_______________。

（2）金屬氧化膜的膜厚Y跟時間t所呈現的關系是_____________，_____________；MgO氧化膜膜厚Y屬_____________型，NiO氧化膜膜厚Y′屬_____________型（填“直線”或“拋物線”，“對數”或“雙曲線”等類型）。

（3）Mg與Ni相比較，金屬具_____________有更良好的耐高溫氧化腐蝕性，其理由是______________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)化學反應速率既可用反應物消耗速率來表示，也可用生成物的生成速率來表示。

（2）Y=0.05t  Y′=  直線  拋物線

（3）Ni  Y′隨時間t增長要比Y隨時間t增長得慢，故鎳的耐高溫氧化腐蝕性比鎂的好。

解析:

本題考查我們獲取、分析和處理圖表信息的能力及應用數學工具解決化學問題的能力，體現了學生的綜合素質。（1）金屬因高溫被氧化而遭到破壞是常見的一種腐蝕現象。不同的金屬因其形成的氧化膜質密程度不同，它們的耐腐蝕性亦不同。化學反應的快慢既可由反應物的消耗速率表示，也可由生成物的生成速率表示，顯然，金屬的腐蝕速率可用其氧化膜的生長速率表示。（2）根據題給數據不難導出以下數學關系式：MgO膜厚Y與時間t的關系為Y=0.05 t;NiO膜厚Y′與時間t的關系為Y′=bt^1/2。由數學知識知，前者為直線型，后者為拋物線型。（3）據此可知Y′隨時間t增長要比Y隨時間t增長得慢，故而鎳的耐高溫氧化腐蝕性要比鎂的好。