Question

某小組按圖1所示的裝置探究鐵的吸氧腐蝕。完成下列填空：
    
（1）圖2 是圖1所示裝置的示意圖，在圖2的小括號(hào)內(nèi)填寫正極材料的化學(xué)式；在方括號(hào)內(nèi)用箭頭表示出電子流動(dòng)的方向。
（2）寫出正、負(fù)極反應(yīng)的方程式。正極：                ，負(fù)極：               。
（3）按圖1裝置實(shí)驗(yàn)，約8分鐘才看到的導(dǎo)管中液柱上升，下列措施可以更快更清晰地觀察到液柱上升的是                 。
a．用純氧氣代替具支試管內(nèi)的空氣
b．用食鹽水浸泡過的鐵釘再蘸取鐵粉和炭粉的混合物
c．用毛細(xì)尖嘴管代替玻璃導(dǎo)管，并向試管的水中滴加少量紅墨水
（4）升高溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，建議用酒精燈加熱具支試管。這一措施        （填“可行”或“不行”）。
（5）有同學(xué)觀察到圖1裝置在組裝時(shí)就會(huì)使導(dǎo)管中液面低于試管中液面，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)導(dǎo)管中液柱上升需要更多的時(shí)間。圖1裝置組裝時(shí)，使導(dǎo)管中液面低于試管中液面的原因是      。消除這一現(xiàn)象的簡(jiǎn)單操作是                                                      。

Answer 1

（1）（各1分，共2分）
（2）2H₂O+ O₂+4e→4OH^－ （1分）Fe-2e→Fe²⁺（1分）
（3）a  b  c （3分）
（4）不行（1分）
（5）不論是后塞塞子還是后將導(dǎo)管插入水中，都會(huì)造成容器中氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，使導(dǎo)管中液面低于試管中液面（2分）；用針筒從橡膠塞處抽氣或把橡皮塞換成帶分液漏斗的單孔塞（2分，合理即給分）

試題分析：（1）氯化鈉溶液顯中性，所以在食鹽水中，鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，鐵作負(fù)極，碳作正極，電子從鐵沿導(dǎo)線流向正極碳，其圖象為
（2）該裝置中，負(fù)極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe－2e^－＝Fe²⁺；正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4 e^－＝4OH ^-。
（3）a．用純氧氣代替具支試管內(nèi)的空氣，氧氣的濃度增大，反應(yīng)速率加快，故a正確；b．用食鹽水浸泡過的鐵釘再蘸取鐵粉和炭粉的混合物，增大反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)速率加快，故b正確；c．用毛細(xì)尖嘴管代替玻璃導(dǎo)管，并向試管的水中滴加少量紅墨水，改變相同的壓強(qiáng)即改變相同的體積，毛細(xì)尖嘴管上升的高度大于玻璃導(dǎo)管，且紅墨水現(xiàn)象更明顯，故c正確，所以答案選a  b  c。
（4）溫度越高，氧氣的溶解度越小，反應(yīng)速率越小，所以用酒精燈加熱具支試管，降低反應(yīng)速率，因此這一措施是不行的。
（5）一定量的氣體，壓強(qiáng)與氣體體積成反比，體積越小，壓強(qiáng)越大，導(dǎo)致導(dǎo)管中液面低于試管中液面，所以可以采用用針筒從橡膠塞處抽氣或把橡皮塞換成帶分液漏斗的單孔塞的方法消除這一現(xiàn)象。因此使導(dǎo)管中液面低于試管中液面的原因是不論是后塞塞子還是后將導(dǎo)管插入水中，都會(huì)造成容器中氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，使導(dǎo)管中液面低于試管中液面；所以消除這一現(xiàn)象的簡(jiǎn)單操作是用針筒從橡膠塞處抽氣或把橡皮塞換成帶分液漏斗的單孔塞。