Question

【題目】某小組同學利用下圖所示裝置進行鐵的電化學腐蝕原理的探究實驗：

裝置	分別進行的操作	現(xiàn)象
	i. 連好裝置一段時間后，向燒杯中滴加酚酞
	ii. 連好裝置一段時間后，向燒杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液	鐵片表面產(chǎn)生藍色沉淀

(l)小組同學認為以上兩種檢驗方法，均能證明鐵發(fā)生了電化學腐蝕。

①實驗i中的現(xiàn)象是____。

②用化學用語解釋實驗i中的現(xiàn)象：____。

(2)查閱資料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①據(jù)此有同學認為僅通過ii中現(xiàn)象不能證明鐵發(fā)生了電化學腐蝕，理由是 __________。

②進行下列實驗，在實驗幾分鐘后的記錄如下：

實驗	滴管	試管	現(xiàn)象
	0.5 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液	iii. 蒸餾水	無明顯變化
		iv. 1.0 mol·L-1 NaCl 溶液	鐵片表面產(chǎn)生大量藍色沉淀
		v. 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液	無明顯變化

a．以上實驗表明：在____條件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發(fā)生反應。

b．為探究Cl-的存在對反應的影響，小組同學將鐵片酸洗（用稀硫酸浸泡后洗凈）后再進行實驗iii，發(fā)現(xiàn)鐵片表面產(chǎn)生藍色沉淀。此補充實驗表明Cl-的作用是____。

(3)有同學認為上述實驗仍不嚴謹。為進一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性對實驗ii結(jié)果的影響，又利用(2)中裝置繼續(xù)實驗。其中能證實以上影響確實存在的是____________（填字母序號）。

實驗	試劑	現(xiàn)象
A	酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍色沉淀
B	酸洗后的鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（未除O2）	產(chǎn)生藍色沉淀
C	鐵片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍色沉淀
D	鐵片、K3[Fe(CN)6]和鹽酸混合溶液（已除O2）	產(chǎn)生藍色沉淀

綜合以上實驗分析，利用實驗ii中試劑能證實鐵發(fā)生了電化學腐蝕的實驗方案是 _________。

Answer 1

【答案】碳棒附近溶液變紅 O2 + 4e- +2H2O == 4OH- K3Fe(CN)6 可能氧化Fe生成Fe2+，會干擾由于電化學腐蝕負極生成Fe2+的檢測 Cl-存在 Cl-破壞了鐵片表面的氧化膜 AC 連好裝置一段時間后，取鐵片（負極）附近溶液于試管中，滴加K3Fe(CN)6溶液，若出現(xiàn)藍色沉淀，則說明負極附近溶液中產(chǎn)生Fe2+了，即發(fā)生了電化學腐蝕

【解析】

根據(jù)圖像可知，該裝置為原電池裝置，鐵作負極，失電子生成亞鐵離子；C作正極氧氣得電子與水反應生成氫氧根離子，正極附近顯紅色。

要驗證K3Fe(CN)6具有氧化性，則需要排除其它氧化劑的干擾，如氧氣、鐵表面的氧化膜等。

(l)①根據(jù)分析可知，若正極附近出現(xiàn)紅色，則產(chǎn)生氫氧根離子，顯堿性，證明鐵發(fā)生了電化學腐蝕；

②正極氧氣得電子與水反應生成氫氧根離子，電極反應式O2+4e-+2H2O==4OH-；

(2)①K3[Fe(CN)6]具有氧化性，可能氧化Fe為亞鐵離子，影響實驗結(jié)果；

②a對比試驗iv和v，溶液中的Na+、SO42-對鐵的腐蝕無影響，Cl-使反應加快；

b鐵皮酸洗時，破壞了鐵表面的氧化膜，與直接用NaCl溶液的現(xiàn)象相同，則Cl-的作用為破壞了鐵片表面的氧化膜；

(3)A．實驗時酸洗除去氧化膜及氧氣的氧化劑已排除干擾，A正確；

B．未排除氧氣的干擾，B錯誤；

C．使用Cl-除去鐵表面的氧化膜及氧氣的干擾，C正確；

D．加入了鹽酸，產(chǎn)生亞鐵離子，干擾實驗結(jié)果，D錯誤；

答案為AC。

按實驗A連接好裝置，工作一段時間后，取負極附近的溶液于試管中，用K3[Fe(CN)6]試劑檢驗，若出現(xiàn)藍色，則負極附近產(chǎn)生亞鐵離子，說明發(fā)生了電化學腐蝕。