Question

铁生锈是比较常见的现象，某实验小组，为研究铁生锈的条件，设计了以下快速易行的方法：

首先检查制氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③中潮湿的铁丝依然光亮．
试回答以下问题：
（1）由于与接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于

电化学腐蚀

．能表示其原理的电极反应为负极

Fe-2e^-═Fe²⁺

；
正极

2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-

；
（2）仪器A的名称为

球形干燥管

，其中装的药品可以是

碱石灰

，其作用是

干燥氧气

（3）由实验可知，该类铁生锈的条件为①

与氧气接触

；②

与水接触

；决定铁生锈快慢的一个重要因素是③

氧气浓度

（4）将洁净的金属片A、B、C、D 分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧（如图2所示）．在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如表所示：

金属	电子流动方向	电压/V
A	A→Fe	+0.76
B	Fe→b	-0.18
C	C→Fe	+1.32
D	D→Fe	+0.28

已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大．请判断：
①A、B、C、D四种金属中活泼性最强的是

C

（用字母表示）
②若滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后，则在滤纸上能看到有白色物质析出，后迅速变为灰绿色，最后变成褐色．则滤纸上方的金属片为

B

（用字母表示）

Answer 1

分析：（1）在潮湿的环境中Fe易发生电化学腐蚀，负极铁失电子，正极氧气得电子；
（2）根据图中的装置分析；根据实验目的分析药品及其作用；
（3）根据题中的对比实验分析；
（4）①构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大，结合表中数据分析；
②根据实验现象可知铁作负极失电子，依此分析．

解答：解：（1）在潮湿的环境中Fe易发生电化学腐蚀，负极铁失电子，其电极反应为：Fe-2e^-═Fe²⁺，正极氧气得电子生成氢氧根离子，其电极反应为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，故答案为：电化学腐蚀；Fe-2e^-═Fe²⁺；2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
（2）根据图中的装置可知：仪器A为球形干燥管；实验目的是对比干燥的团状细铁丝与潮湿的团状细铁丝在氧气中的腐蚀，所以前面干燥管内药品为干燥剂碱石灰，作用是干燥氧气；
故答案为：球形干燥管；碱石灰；干燥氧气；
（3）根据题中的对比实验可知：该类铁生锈的条件为与氧气接触，与水接触；根据3分钟后直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀，③中潮湿的铁丝依然光亮，说明增大氧气的浓度能加快铁丝的锈蚀，所以决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度；
故答案为：与氧气接触，与水接触；氧气浓度；
（4）①构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大，由表中数据可知，在A、C、D与铁形成原电池中电子流向铁，则铁为正极，所以A、C、D活泼性都大于Fe，而C与Fe形成的原电池中电压最大，所以C最活泼；
故答案为：C；
②若滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后，则在滤纸上能看到有白色物质析出，后迅速变为灰绿色，最后变成褐色，说明铁被腐蚀，铁做负极，由表中电子流向可知，B与Fe形成的原电池中电子由Fe流向B，Fe作负极，故答案为：B．

点评：本题考查金属腐蚀的化学原理，题目难度中的，注意金属发生电化学腐蚀和化学腐蚀的区别，以及形成电化学腐蚀的条件．