Question

4．鐵生銹是比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，某實(shí)驗(yàn)小組為研究鐵生銹的條件，設(shè)計(jì)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(diǎn)燃酒精燈給藥品加熱，持續(xù)3分鐘左右，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：①直形導(dǎo)管中用蒸餾水浸過(guò)的光亮鐵絲表面顏色變得灰暗，發(fā)生銹蝕；②直形導(dǎo)管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒(méi)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(wèn)題：
（1）由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實(shí)驗(yàn)中鐵生銹屬于電化學(xué)腐蝕．如果用外加電流的陰極保護(hù)法防止鐵生銹，鐵應(yīng)該接電源的負(fù)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(wú)水氯化鈣），其作用是干燥O₂．
（3）由實(shí)驗(yàn)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(gè)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(qǐng)寫(xiě)出吸氧腐蝕得到Fe（OH）₂后，繼續(xù)生成鐵銹的兩個(gè)化學(xué)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(gòu)成原電池，負(fù)極上Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）A的名稱是球形干燥管；干燥管中盛放的物質(zhì)是固態(tài)且具有吸水性；
（3）根據(jù)三團(tuán)細(xì)鐵絲生銹程度確定鐵生銹的條件，根據(jù)不同點(diǎn)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(xiě)出化學(xué)方程式．

解答 解：（1）水呈中性，F(xiàn)e、C和水構(gòu)成原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，所以鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，F(xiàn)e作負(fù)極，故答案為：電化學(xué)腐蝕；負(fù)；
（2）A的名稱是球形干燥管，干燥管中盛放的物質(zhì)是堿石灰（或無(wú)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(wú)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(shí)驗(yàn)在直形管中的現(xiàn)象說(shuō)明，潮濕是鐵生銹的必要前提，但沒(méi)有潮濕程度對(duì)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(shí)驗(yàn)與燒杯實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，則說(shuō)明O₂濃度是影響生銹快慢的一個(gè)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(diǎn)評(píng) 本題利用對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析金屬腐蝕與防護(hù)，同時(shí)考查學(xué)生分析問(wèn)題、總結(jié)歸納問(wèn)題能力，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不同點(diǎn)確定影響因素，題目難度不大．