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	鐵片表面產生藍色沉淀

（1）小組同學認為以上兩種檢驗方法，均能證明鐵發生了吸氧腐蝕。

①實驗i中的現象是________________________________。

②用化學用語解釋實驗i中的現象：________________________________。

（2）查閱資料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①據此有同學認為僅通過ii中現象不能證明鐵發生了電化學腐蝕，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	現象
	0.5 mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液	iii. 蒸餾水	無明顯變化
		iv. 1.0 mol·L-1NaCl溶液	鐵片表面產生大量藍色沉淀
		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，發現鐵片表面產生藍色沉淀。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結果的影響，又利用（2）中裝置繼續實驗。其中能證實以上影響確實存在的是___________（填字母序號）。

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

（4）綜合以上實驗分析，利用實驗ii中試劑能證實鐵發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- K3[Fe(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+的檢驗 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K3[Fe(CN)6]溶液，若出現藍色沉淀，則說明負極附近溶液中產生了Fe2+，即發生了電化學腐蝕

【解析】(1)裝置為鐵的吸氧腐蝕，鐵為負極，碳棒為正極，正極發生 O2+2H2O+4e-═4OH-，呈堿性，滴加酚酞，溶液變紅。

①實驗i中的現象是碳棒附近溶液變紅，故答案為：碳棒附近溶液變紅；

②用化學用語解釋實驗i中的現象：碳棒為正極，正極發生 O2+2H2O+4e-═4OH-，故答案為：O2+2H2O+4e-═4OH-；

(2)①可能為鐵電極能直接和K3[Fe(CN)6]溶液發生氧化還原反應生成Fe2+，產生的Fe2+再與K3[Fe(CN)6]反應生成藍色物質，故答案為：K3[Fe(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+的檢驗；

②a．由實驗iii．蒸餾水，無明顯變化；iv.1.0molL-1NaCl溶液，鐵片表面產生大量藍色沉淀；v.0.5molL-1Na2SO4溶液，無明顯變化．可知在Cl-存在下，K3[Fe(CN)6]溶液可以與鐵片發生反應，故答案為：Cl-存在；

b．由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，發現鐵片表面產生藍色沉淀的實驗可分析是Cl-破壞了鐵表面的氧化膜，故答案為：Cl-破壞了鐵表面的氧化膜；

(3)要驗證K3[Fe(CN)6]具有氧化性，就要排除其它因素的影響，如：O2、鐵表面的氧化膜等。A選項實驗考慮了試劑中溶解的氧氣和鐵表面的氧化膜的影響，故A正確；B選項實驗未考慮了試劑中溶解的氧氣的影響，故B錯誤；C選項實驗考慮了試劑中溶解的氧氣和加入可能破壞鐵表面的氧化膜的NaCl溶液，故C正確；D選項實驗加入了鹽酸和鐵反應產生Fe2+，故D錯誤；故選AC；

(4)綜合以上實驗分析，利用實驗ii中試劑能證實鐵發生了電化學腐蝕的實驗方案是：取出少許鐵片(負極)附近的溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現藍色沉淀，則說明負極附近溶液中產生了Fe2+，即發生了電化學腐蝕，故答案為：連好裝置一段時間后，取鐵片(負極)附近溶液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若出現藍色沉淀，則說明負極附近溶液中產生了Fe2+，即發生了電化學腐蝕。