Question

【題目】家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現紅棕色的銹斑，某同學擬對其原理及條件進行分析：

（1）該同學準備了下列實驗用品：20%NaCl溶液、蒸餾水、酚酞試液、KSCN溶液、新制氯水、純鐵絲、碳棒、U形管、導線等；請你幫他設計一個實驗方案來驗證鋼鐵吸氧腐蝕的電極產物，簡述操作過程并寫出溶液中有關反應的離子方程式。

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（2）將一銅棒、碳棒用導線連接后，插入內盛20%氯化鈉溶液的U形管中，請根據此裝置在下列兩項中擇一回答：

①若不是原電池，請說明原因：__________________________________________

(如果回答此題，下面的②不用回答)。

②若是原電池，現要求利用此裝置(電極材料、溶液濃度均不變)，采取適當的措施來提高電池的放電效率，該操作可以是：______________________________。

（3）目前我國許多大型銅質文物露天放置腐蝕嚴重，在不影響觀瞻效果的條件下，除用加保護層法保護外，請你再提出一項簡單而有效的保護方法并簡述其保護原理：_______________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】（1）用導線連接鐵絲和碳棒后插入盛有20%NaCl溶液的U形管中，放置數分鐘，向插入鐵絲的一端滴入1～2滴KSCN溶液未顯色，再滴入氯水顯紅色，證明負極有Fe2＋生成，相關離子方程式為：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3。向插入碳棒的一端滴入酚酞溶液，溶液顯紅色，證明有OH－生成

（2）②向插入碳棒的溶液中通入氧氣或空氣

（3）將鐵塊(或鋅塊)連接文物底座并埋入地下，定期更換；原理是：使文物成為原電池的正極(或使銅文物用導線連接直流電源的負極，正極用導線連接埋入地下的導體。原理是：使文物成為電解池的陰極)

【解析】（1）為加速腐蝕應選用20%NaCl溶液為電解質溶液，以純鐵絲和碳棒做兩極，分別針對兩極產物Fe2＋和OH－進行檢驗。

（2）具備構成原電池的基本條件，在正極上發生還原反應的是空氣中的O2。

（3）在眾多限制下，只能考慮電化學保護法。