Question

【題目】I.研究金屬腐蝕和防腐的原理很有現(xiàn)實(shí)意義。

(1)甲圖為人教版教材中探究鋼鐵的吸氧腐蝕的裝置。某興趣小組按該裝置實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)管中液柱的上升緩慢，下列措施可以更快更清晰觀察到水柱上升現(xiàn)象的有______(填序號(hào))。

A.用純氧氣代替試管內(nèi)空氣 B.用酒精燈加熱試管提高溫度

C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉混合粉末 D.換成更細(xì)的導(dǎo)管，水中滴加紅墨水

(2)該小組將甲圖裝置改進(jìn)成乙圖裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)管中紅墨水液柱高度隨時(shí)間的變化如下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷腐蝕的速率隨時(shí)間逐漸______(填“加快”、“不變”、“減慢”)，你認(rèn)為影響因素為_______。

時(shí)間/min	1	3	5	7	9
液柱高度/cm	0.8	2.1	3.0	3.7	4.2

(3)為探究鐵釘腐蝕實(shí)驗(yàn) a、b 兩點(diǎn)所發(fā)生的反應(yīng)，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成表格空白：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞指示劑	a點(diǎn)附近溶液出現(xiàn)紅色	a點(diǎn)電極反應(yīng)為_____
然后再滴加2~3滴鐵氰化鉀溶液	b點(diǎn)周?chē)�出現(xiàn)藍(lán)色沉淀	b點(diǎn)電極反應(yīng)為 Fe -2e-=Fe2+

(4)設(shè)計(jì)下面裝置研究弱酸性環(huán)境中腐蝕的主要形式。測(cè)定錐形瓶?jī)?nèi)氣壓和空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化見(jiàn)圖，從圖中可分析，t1~t2之間主要發(fā)生_______腐蝕(填吸氧或析氫)，原因_______。

(5)金屬陽(yáng)極鈍化是一種電化學(xué)防腐方法。將Fe作陽(yáng)極置于H2SO4溶液中，一定條件下Fe鈍化形成致密Fe3O4氧化膜，試寫(xiě)出該陽(yáng)極電極反應(yīng)式______。

II.已知草酸晶體(H2C2O4·XH2O)可溶于水，并可與酸性高錳酸鉀溶液完全反應(yīng)：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。現(xiàn)用氧化還原滴定法測(cè)定草酸晶體的結(jié)晶水分子數(shù)X，步驟如下：

①用分析天平稱(chēng)取草酸晶體1.260g，將其配制成100.00mL待測(cè)草酸溶液

②用移液管移取25.00mL待測(cè)草酸溶液于錐形瓶中，并加入適量硫酸酸化

③用濃度為span>0.1000mol/L的KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，三次結(jié)果如下：

	第一次滴定	第二次滴定	第三次滴定
待測(cè)溶液體積(mL)	25.00	25.00	25.00
標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)	9.99	10.01	10.00

已知H2C2O4的相對(duì)分子質(zhì)量為90，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)滴定時(shí)，KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該裝在______(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。

(2)到達(dá)滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是________。

(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算X=_______。

(4)誤差分析(填偏高、偏低或無(wú)影響)：若滴定開(kāi)始時(shí)仰視滴定管刻度，滴定結(jié)束時(shí)俯視滴定管刻度，則X值________；

Answer 1

【答案】ACD 減慢 氧氣的濃度 O2+4e-+2H2O=4OH- 吸氧 氧氣含量和瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)都降低，因此主要是吸氧腐蝕 3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+ 酸式 最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入錐形瓶中，溶液恰好由無(wú)色變成紫紅色，且30秒內(nèi)不褪色 2 偏高

【解析】

I.(1)要使現(xiàn)象更快、更清晰，可采取增大反應(yīng)速率等方法；

(2)根據(jù)乙圖中O2的濃度的變化及相同時(shí)間內(nèi)液柱變化高度分析；

(3)O2在正極上獲得電子，變?yōu)?/span>OH-，使附近的溶液顯堿性，負(fù)極Fe失去電子變?yōu)?/span>Fe2+；

(4)根據(jù)析氫腐蝕產(chǎn)生H2氣體，使裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，吸氧腐蝕消耗氧氣，使裝置內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小分析；

(5)電解時(shí)，陽(yáng)極Fe失去電子，被氧化產(chǎn)生致密Fe3O4氧化膜而發(fā)生鈍化現(xiàn)象；

II.(1)KMnO4具有強(qiáng)的氧化性，會(huì)腐蝕堿式滴定管的橡膠管；

(2)KMnO4溶液具有強(qiáng)的氧化性，與草酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生無(wú)色Mn2+，當(dāng)反應(yīng)完全后不再消耗KMnO4溶液，根據(jù)KMnO4溶液自身的顏色作為指示劑判斷滴定終點(diǎn)；

(3)根據(jù)氧化還原滴定結(jié)果計(jì)算草酸物質(zhì)的量，從而計(jì)算X的值；

(4)據(jù)c(測(cè))= ，根據(jù)錯(cuò)誤操作導(dǎo)致V(滴定)的變化分析誤差。

I.(1)用純氧氣代替具支試管內(nèi)的空氣，氧氣的濃度增大，反應(yīng)速率加快，A正確；

B.用酒精燈加熱試管提高溫度，氣體體積由于溫度升高而體積膨脹，氣體逸出，導(dǎo)氣管口冒出氣泡，不能判斷反應(yīng)快慢，B錯(cuò)誤；

C.將鐵釘換成鐵粉和炭粉的混合物，增大反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)速率加快，C正確；

D.換成更細(xì)的導(dǎo)管，水中滴加紅墨水，改變相同的壓強(qiáng)即改變相同的體積，毛細(xì)尖嘴管上升的高度大于玻璃導(dǎo)管，且紅墨水現(xiàn)象更明顯，D正確；

故合理選項(xiàng)是ACD；

(2)改為乙圖后，由于裝置內(nèi)盛有的氧氣的物質(zhì)的量不變，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氧氣的濃度逐漸降低，使反應(yīng)速率減小，這可以通過(guò)相同的時(shí)間間隔內(nèi)液體上述的高度逐漸減慢得到證實(shí)；

(3)根據(jù)表中現(xiàn)象：a點(diǎn)附近溶液出現(xiàn)紅色，說(shuō)明a點(diǎn)溶液為堿性，a點(diǎn)發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-，所以a點(diǎn)為正極；滴加2~3滴鐵氰化鉀溶液，b點(diǎn)周?chē)�出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，這是由于b點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)：Fe -2e-=Fe2+，Fe2+與鐵氰化鉀溶液發(fā)生沉淀反應(yīng)產(chǎn)生鐵氰化亞鐵藍(lán)色沉淀，b點(diǎn)為負(fù)極；

(4)根據(jù)圖示可知：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，裝置內(nèi)的氧氣含量和瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)都降低，說(shuō)明發(fā)生的腐蝕是吸氧腐蝕；

(5)將Fe作陽(yáng)極置于H2SO4溶液中，Fe失去電子，被氧化Fe3O4氧化膜，該陽(yáng)極電極反應(yīng)式為：3Fe-8e-+4H2O=Fe3O4+8H+；

II.(1) KMnO4溶液具有強(qiáng)氧化性，可以腐蝕橡皮管，KMnO4溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中；

(2)草酸反應(yīng)完畢，再加入最后一滴KMnO4溶液，溶液變?yōu)闇\紫紅色，且30s內(nèi)紅色不褪去，說(shuō)明滴定到終點(diǎn)；

(3)三次滴定誤差都不太大，利用滴定結(jié)果計(jì)算所用高錳酸鉀溶液的體積為10.00mL，1.260g草酸晶體所配草酸溶液中所含草酸的物質(zhì)的量為：4××0.1000mol/L×0.010L=0.010mol，X=×()=2；

(4)滴定開(kāi)始時(shí)仰視滴定管刻度，滴定結(jié)束時(shí)俯視滴定管刻度，則消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積變小，則草酸物質(zhì)的量變小，質(zhì)量變小，則結(jié)晶水含量偏多，X值偏高。