某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-08-24 12:05:55 高中化学

某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:

装置

分别进行的操作

现象

1

i. 连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞

ii. 连好装置一段时间后,向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液

铁片表面产生蓝色沉淀

(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。

①实验i中的现象是______。

②用电极反应式解释实验i中的现象:______。

(2)查阅资料:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是______。

②进行下列实验,在实验几分钟后的记录如下:

实验

滴管

试管

现象

2

0.5 mol·L-1

K3[Fe(CN)6]溶液

iii. 蒸馏水

无明显变化

iv. 1.0 mol·L-1NaCl 溶液

铁片表面产生大量蓝色沉淀

v. 0.5 mol·L-1Na2SO4溶液

无明显变化

a. 以上实验表明:在有______存在条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。

b. 为探究Cl-的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是______。

(3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影响,又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是______(填字母序号)。

实验

试剂

现象

A

酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)

产生蓝色沉淀

B

酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)

产生蓝色沉淀

C

铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)

产生蓝色沉淀

D

铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)

产生蓝色沉淀

(4)综合以上实验分析,利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是:连好装置一段时间后,取铁片(负极)附近溶液于试管中,_____(回答相关操作、现象),则说明负极附近溶液中产生了Fe2+,即发生了电化学腐蚀。

【答案】

碳棒附近溶液变红 O2+4e-+2H2O === 4OH- K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2+的检验 Cl- Cl-破坏了铁片表面的氧化膜 AC 滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀

【解析】

(1).连好装置构成原电池,铁是负极,电极反应是1 ,碳棒是正极,电极反应是2 ;(2)①K3[Fe(CN)6]具有氧化性,K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+;a.根据实验iii可知单纯K3[Fe(CN)6]不与铁反应、根据实验 Iv可知有氯化钠存在时,K3[Fe(CN)6]与铁反应、根据实验v可知,在有硫酸钠存在时K3[Fe(CN)6]不与铁反应;b、将铁片用酸洗涤,破坏铁表面的氧化膜; 氧气能把铁氧化为Fe2+、盐酸能把铁氧化为Fe2+;(4)取铁片附近溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,则证明铁发生了电化学腐蚀。

解析: (1).连好装置构成原电池,铁是负极,电极反应是3 ,碳棒是正极,电极反应是4,所以实验i中的现象是碳棒附近溶液变红;(2)①K3[Fe(CN)6]具有氧化性,K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2+的检验;a.根据实验iii可知单纯K3[Fe(CN)6]不与铁反应、根据实验 Iv可知有氯化钠存在时,K3[Fe(CN)6]与铁反应、根据实验v可知,在有硫酸钠存在时K3[Fe(CN)6]不与铁反应,所以以上实验表明:在有Cl-存在条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应,b、补充实验表明Cl-的作用是破坏了铁片表面的氧化膜;(3)将铁片用酸洗涤,破坏铁表面的氧化膜; 氧气能把铁氧化为Fe2+、盐酸能把铁氧化为Fe2+;所以能证实以上影响确实存在的是AC;(4)取铁片附近溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,则证明铁发生了电化学腐蚀。

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