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    9．某研究小组对铁生锈进行研究

    （1）甲同学设计了A、B、C一组实验（如图1所示），探究铁生锈的条件．经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈，C中铁钉不生锈．
    ①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是和空气以及水接触；
    ②A中铁钉发生电化腐蚀的正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-．
    ③实验B所用的水要经过煮沸处理，植物油的作用是隔绝空气中的氧气；
    ④实验C中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气．
    （2）如图2所示，试管中放一根铁钉，铁钉浸入某电解质溶液中，数天后观察，根据观察到的不同现象回答下列问题：
    ①管中液柱左边下降，右边上升．则试管中的电解质溶液的性质为酸性．正极的电极反应式为：4H++4e-═2H2↑．
    ②导管中液柱右边下降，左边上升．则试管中铁钉发生的电化腐蚀为吸氧腐蚀．负极的电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+．
    （3）如图3所示各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是（4）＞（2）＞（1）＞（3）．

    分析 （1）①铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，隔绝空气或在干燥的空气中难以形成原电池反应；
    ②铁发生电化学腐蚀时，正极上是氧气发生得电子的还原反应；
    ③将水煮沸可以将水中的空气排出，植物油和水是互不相溶的；
    ④碱石灰是可以吸水的；
    （2）生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池，在弱酸性或中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，在酸性条件下，铁发生析氢腐蚀，负极上铁失电子发生氧化反应，正极上氢离子得电子发生还原反应；
    （3）金属被腐蚀快慢顺序为：作电解池阳极＞作原电池负极＞化学腐蚀＞作原电池正极＞作电解池阴极，据此分析解答．

    解答 解：（1）①铁生锈的外部条件是金属要和空气中的水以及氧气接触，故答案为：和空气以及水接触；
    ②铁钉发生电化腐蚀，负极上铁为活泼金属，易失去电子而被氧化，正极上是氧气发生得电子的反应O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
    ③水中溶解有一定的空气，煮沸可以将空气排出，植物油和水是互不相溶的，它的作用是隔绝空气中的氧气，故答案为：煮沸；隔绝空气中的氧气；
    ④碱石灰能吸水，它的作用是吸收空气中的水蒸气，故答案为：吸收空气中的水蒸气；
    （2）生铁中含有碳，铁、碳和合适的电解质溶液构成原电池，
    ①管中液柱左边下降，右边上升，说明金属的腐蚀中生成气体导致压强增大，则金属发生的是析氢腐蚀，溶液呈酸性，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：4H++4e-═2H2↑，故答案为：酸性；4H++4e-═2H2↑；
    ②导管中液柱右边下降，左边上升，说明电解质环境是弱酸性或是中性，试管内气体因和水反应而使其压强减小，发生的是吸氧腐蚀，铁作负极，负极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-，
    故答案为：吸氧腐蚀；Fe-2e-═Fe2+；
    （3）金属被腐蚀快慢顺序为：作电解池阳极＞作原电池负极＞化学腐蚀＞作原电池正极＞作电解池阴极，（1）中铁发生化学腐蚀、（2）中Fe活泼性大于Sn而作原电池负极、（3）中Fe的活动性小于Zn而作原电池正极、（4）中Fe作电解池阳极，所以Fe腐蚀快慢顺序是（4）＞（2）＞（1）＞（3），故答案为：（4）＞（2）＞（1）＞（3）．

    点评 本题考查钢铁的电化学腐蚀以及防护，注意酸性条件下钢铁发生析氢腐蚀，弱酸性或中性条件下钢铁发生吸氧腐蚀，明确金属腐蚀快慢顺序是解本题关键，知道原电池和电解池装置中铁所作电极名称即可解答，题目难度不大．

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