Question

19．如圖所示，大試管里放入一段光亮無銹的彎成螺旋狀的鐵絲，試管倒插入液面下，放置約一周后，觀察到鐵絲發生的變化是鐵絲表面形成一層紅棕色鐵銹．
①若試管內液面上升，原因是鐵生銹的過程中消耗了試管中的氧氣，從而使得試管內的壓強減小，則原溶液呈中性性，發生吸氧
腐蝕，則最終上升高度約為$\frac{1}{5}$，原因是O₂約占空氣的$\frac{1}{5}$，因正極發生反應O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，當O₂消耗盡時，水上升高度約為$\frac{1}{5}$．
②若試管內液面下降，則原溶液呈酸性性，發生析氫腐蝕，電極反應式為：負極Fe-2e^-=Fe²⁺；正極2H⁺+2e^-=H₂↑．

Answer 1

分析 鐵絲與氧氣接觸，有水參加發生吸氧腐蝕，鐵絲表面形成紅棕色的鐵銹；
①若試管內液面上升，說明試管中氧氣被消耗，則鋼鐵發生吸氧腐蝕，Fe易失電子作負極、C作正極，負極上鐵失電子生成亞鐵離子，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子；
②若試管內液面下降，說明有氣體生成，則鋼鐵發生析氫腐蝕，負極上鐵失電子發生亞鐵離子，正極上氫離子得電子生成氫氣．

解答 解：在大試管里固定一段光亮無銹的彎成螺旋狀的鐵絲，把試管倒插入水中，把這個裝置這樣放置一周后，鐵絲發生吸氧腐蝕，鐵絲表面形成一層紅棕色鐵銹，
故答案為：鐵絲表面形成一層紅棕色鐵銹；
①若試管內液面上升，說明試管中氧氣被消耗，則鋼鐵發生吸氧腐蝕，溶液呈中性，Fe易失電子作負極、C作正極，負極上鐵失電子生成亞鐵離子，電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
由于O₂約占空氣的$\frac{1}{5}$，因正極發生反應O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，所以當O₂消耗盡時，水上升高度約為$\frac{1}{5}$，
故答案為：鐵生銹的過程中消耗了試管中的氧氣，從而使得試管內的壓強減小；中；吸氧；$\frac{1}{5}$；O₂約占空氣的$\frac{1}{5}$，因正極發生反應O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，當O₂消耗盡時，水上升高度約為$\frac{1}{5}$；
②若試管內液面下降，說明有氣體生成，則鋼鐵發生析氫腐蝕，溶液呈酸性，負極上鐵失電子發生亞鐵離子，電極反應式為Fe-2e^-=Fe²⁺，正極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應式為2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案為：酸；析氫；Fe-2e^-=Fe²⁺；2H⁺+2e^-=H₂↑．

點評 本題考查了鐵的腐蝕類型及反應原理，題目難度中等，明確原電池工作原理為解答關鍵，注意掌握金屬的析氫腐蝕與吸氧腐蝕的區別，試題培養了學生的靈活應用能力．