Question

【题目】家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，某同学拟对其原理及条件进行分析：

（1）该同学准备了下列实验用品：20%NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等；请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物，简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。

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（2）将一铜棒、碳棒用导线连接后，插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中，请根据此装置在下列两项中择一回答：

①若不是原电池，请说明原因：__________________________________________

(如果回答此题，下面的②不用回答)。

②若是原电池，现要求利用此装置(电极材料、溶液浓度均不变)，采取适当的措施来提高电池的放电效率，该操作可以是：______________________________。

（3）目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重，在不影响观瞻效果的条件下，除用加保护层法保护外，请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理：_______________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】（1）用导线连接铁丝和碳棒后插入盛有20%NaCl溶液的U形管中，放置数分钟，向插入铁丝的一端滴入1～2滴KSCN溶液未显色，再滴入氯水显红色，证明负极有Fe2＋生成，相关离子方程式为：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。向插入碳棒的一端滴入酚酞溶液，溶液显红色，证明有OH－生成

（2）②向插入碳棒的溶液中通入氧气或空气

（3）将铁块(或锌块)连接文物底座并埋入地下，定期更换；原理是：使文物成为原电池的正极(或使铜文物用导线连接直流电源的负极，正极用导线连接埋入地下的导体。原理是：使文物成为电解池的阴极)

【解析】（1）为加速腐蚀应选用20%NaCl溶液为电解质溶液，以纯铁丝和碳棒做两极，分别针对两极产物Fe2＋和OH－进行检验。

（2）具备构成原电池的基本条件，在正极上发生还原反应的是空气中的O2。

（3）在众多限制下，只能考虑电化学保护法。