Question

（10＋6分）有一研究性學習小組在探究有關鋼鐵的腐蝕情況，他們進行了如下實驗：在一個水槽中盛裝1000 mL水，加入一定量的NaCl 固體溶解后通入SO₂氣體至溶液pH值約為4左右，另取一支試管（帶刻度，規格50mL），一條約5cm的細鐵絲，將鐵絲放入試管中，加入約  10mL前面配好的溶液，迅速用拇指扣住試管口倒扣于水槽中，用鐵架臺將試管固定，如右下圖。過一會兒：

（1）觀察到試管中的液面逐漸下降，這說明
在該條件下，鐵絲發生了              腐蝕，
正極材料是      電極反應是                  
（2）再過一段時間發現液面停止下降，并且開始逐漸
上升，露在液面上的鐵絲表面由原來的銀白色變棕褐色，這說明在該條件下，鐵絲發生了
           腐蝕，正極的電極反應為                                   
①總反應為：                                    ；①反應的產物極易被進一步氧化，生成紅褐色物質，②該反應的化學方程式為：                                   若鐵銹的組成為：Fe₂O₃·xH₂O ，試寫出由②反應的產物在通常條件下生成鐵銹的反應方程式：
③                                                                  
附加題（6分）（3）已知原來鐵絲質量為2 g，發生（1）情況時，依液面下降的高度折為標準狀況下的體積是5.6mL，則此時，鐵絲的質量變為         g ，隨后液面開始上升，即發生（2）的變化，依最終液面上升的高度折算為標準狀況下的體積比最開始剛倒扣于水槽中試管中溶液的體積多了1.12mL，通過計算，（2）的過程共消耗氧氣       mL，若x值為2，那么鐵絲的質量應為           g（以上計算有效數字保留至小數點后三位）

Answer 1

（1）析氫，C或炭 2H^＋＋2e^―→ H₂↑                       
（2）吸氧   O₂＋ 4e^―＋ 2H₂O → 4OH^―
①  2Fe ＋O₂＋ 2H₂O ＝ 2Fe(OH)₂                （每空1分共6分）
② 4Fe(OH)₂＋O₂＋ 2H₂O ＝ 4Fe(OH)₃            ( 2分)
③ 2Fe(OH)₃＝Fe₂O₃·xH₂O ＋（3－x）H₂O          ( 2分)
附加題(每空2分,共6分)
（3）1.986 鐵被溶解的物質的量即為氫氣的物質的量，0.00025mol 即0.014g，2－0.014＝1.986
6.72  被吸收氧氣的體積應為  5.6＋1.12＝6.72 mL
2.003  1.986＋增加了氧的質量（0.0003×32）＋增加水的質量（0.0004×18）＝2.0028  

略