Question

【題目】研究金屬的腐蝕對資源的利用和保護(hù)意義重大。

（1）為了探究鐵銹蝕的條件，進(jìn)行如圖 1 所示實(shí)驗(yàn)。

①通過觀察實(shí)驗(yàn) A、B、C 中的現(xiàn)象，經(jīng)過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评淼贸鼋Y(jié)論：鐵銹蝕是鐵與____________發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。

②實(shí)驗(yàn) D 和 E 的目的是進(jìn)一步探究鐵在鹽溶液和酸的環(huán)境中是否更容易銹蝕。鐵跟醋酸(CH3COOH) 反 應(yīng)生成醋酸亞鐵[ (CH3COO)2Fe ]和氫氣 ，請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。

（2）家中的刀具若沾有食鹽水銹蝕更快。為了進(jìn)一步探究影響鐵銹蝕速率的因素，做了如下的實(shí)驗(yàn)。

（提出問題）鐵銹蝕速率與哪些因素有關(guān)。

（查閱資料）氯化鈉溶液能導(dǎo)電；乙醇溶液不能導(dǎo)電。

（猜想假設(shè)）鐵的銹蝕速率與下列因素有關(guān)：

I．_________________；

II．氧氣的含量；

Ⅲ．水溶液的導(dǎo)電性。

（實(shí)驗(yàn)探究）每次取兩套如圖 2 所示的裝置，編號為甲、乙。向兩套裝置中分別裝入質(zhì)量、大小相同的鐵釘和等體積的蒸餾水，進(jìn)行如下三組對比實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，各瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持一致）。

影響 因素	實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
I．	裝置甲放入 25℃恒溫環(huán)境中， 裝置乙放入 40℃恒溫環(huán)境中。	兩套裝置中鐵釘均銹蝕，且 U型管中液面均由 b 處上升至 a處，所需時(shí)間甲＞乙	____________
II．	在相同溫度下，向甲、乙兩套裝置的集氣瓶中分別通入氧氣和空氣。	鐵釘均銹蝕，且 U 型管中液面由 b 處上升至 a 處，所需時(shí)間甲___________乙	鐵的銹蝕速率與氧氣的含量有關(guān)，氧氣的含量越多，鐵的銹蝕越快。
Ⅲ．	______________________	兩套裝置中鐵釘均銹蝕，且 U 型管中液面均由 b 處上升至 a 處，所需時(shí)間甲＜乙	鐵的銹蝕速率與水溶液的導(dǎo)電性有關(guān)，在能導(dǎo)電的溶液中，鐵的銹蝕速率加快。

（反思與提高）根據(jù)該探究實(shí)驗(yàn)以及你所學(xué)的知識，判斷下列說法正確的是___________（填序號）。

A 金屬的腐蝕是指金屬單質(zhì)與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程

B 金屬腐蝕不一定要有氧氣參加

C 金屬越活潑，就越容易被銹蝕

Answer 1

【答案】水和氧氣 溫度 鐵的銹蝕速率與反應(yīng)時(shí)的溫度有關(guān)，溫度越高，鐵的銹蝕越快 < 在相同溫度下，向甲、乙兩套裝置的集氣瓶中分別加入等量的氯化鈉溶液和乙醇溶液 AB

【解析】

（1）①A中鐵釘與水和氧氣接觸，生銹，B中鐵釘與水接觸，與氧氣不接觸，不生銹，說明鐵生銹的條件是鐵與氧氣接觸，A中鐵釘與水和氧氣接觸，生銹，C中鐵釘與氧氣接觸，與水不接觸，不生銹，說明鐵生銹的條件是鐵與水接觸，故鐵銹蝕是鐵與水和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程；

②鐵跟醋酸(CH3COOH) 反 應(yīng)生成醋酸亞鐵[ (CH3COO)2Fe ]和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

（2）猜想假設(shè)：由實(shí)驗(yàn)探究可以看出，該實(shí)驗(yàn)分別研究了不同溫度、氧氣含量、水溶液的導(dǎo)電性，對鐵銹蝕的影響，故猜想Ⅰ為：溫度；

實(shí)驗(yàn)探究：裝置甲放入25℃恒溫環(huán)境中，裝置乙放入40℃恒溫環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：兩套裝置中鐵釘均銹蝕，且 U型管中液面均由 b 處上升至 a處，所需時(shí)間甲＞乙，U型管中液面均由 b 處上升至 a處，說明裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，因?yàn)殍F與氧氣、水反應(yīng)生成鐵銹，消耗了氧氣，所需時(shí)間：甲大于乙，說明乙銹蝕的速度快，故鐵的銹蝕速率與反應(yīng)時(shí)的溫度有關(guān)，溫度越高，鐵的銹蝕越快；

Ⅱ、實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：鐵的銹蝕速率與氧氣的含量有關(guān)，氧氣的含量越多，鐵的銹蝕越快，故在相同溫度下，向甲、乙兩套裝置的集氣瓶中分別通入氧氣和空氣，鐵與氧氣、水接觸，發(fā)生銹蝕，由于甲裝置通入的是氧氣，氧氣含量高，乙裝置通入的是空氣，氧氣含量少，故甲銹蝕的速率快，因此，時(shí)間：甲＜乙；

Ⅲ、實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：鐵的銹蝕速率與水溶液的導(dǎo)電性有關(guān)，在能導(dǎo)電的溶液中，鐵的銹蝕速率加快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：兩套裝置中鐵釘均銹蝕，且 U 型管中液面均由 b 處上升至 a 處，所需時(shí)間甲＜乙，由此可知，該實(shí)驗(yàn)是探究的水溶液的導(dǎo)電性對鐵銹蝕速率的影響，所需時(shí)間：甲＜乙，說明甲中鐵銹蝕的速率快，甲中加入了能導(dǎo)電的溶液，乙中鐵銹蝕的速率慢，說明乙中加入了不能導(dǎo)電的溶液，已知，氯化鈉溶液能導(dǎo)電；乙醇溶液不能導(dǎo)電，故實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為：在相同溫度下，向甲、乙兩套裝置的集氣瓶中分別加入等量的氯化鈉溶液和乙醇；

反思與提高：A、金屬的腐蝕是指金屬單質(zhì)與其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，如金屬的銹蝕是金屬與氧氣、水發(fā)生的反應(yīng)，金屬被酸腐蝕是金屬與酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，符合題意；

B、金屬腐蝕不一定要有氧氣參加，如金屬與稀鹽酸反應(yīng)，無氧氣參與，符合題意；

C、金屬越活潑，不一定越容易被銹蝕，如鋁比鐵活潑，但是鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)，在其表面形成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步被銹蝕，反而鐵比鋁更容易被銹蝕，不符合題意。

故選AB。