Question

下圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH=4的雨水和生鐵片．觀察：開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面．以下有關(guān)解釋合理的是（　　）

• A、生鐵片中的碳是原電池的負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)
• B、雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕
• C、墨水回升時(shí)，碳極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-
• D、具支試管中溶液pH逐漸減小

Answer 1

分析：正常雨水的pH是5.6，溶液呈酸性，生鐵中含有碳和鐵，酸性條件下，生鐵發(fā)生析氫腐蝕生成氫氣，導(dǎo)致具支試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于大氣壓，導(dǎo)管內(nèi)液面下降，當(dāng)溶液呈弱酸性或中性時(shí)，生鐵發(fā)生吸氧腐蝕，導(dǎo)致具支試管中氣體壓強(qiáng)小于大氣壓，導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面，據(jù)此分析解答．

解答：解：正常雨水的pH是5.6，溶液呈酸性，生鐵中含有碳和鐵，酸性條件下，生鐵發(fā)生析氫腐蝕生成氫氣，導(dǎo)致具支試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于大氣壓，導(dǎo)管內(nèi)液面下降，當(dāng)溶液呈弱酸性或中性時(shí)，生鐵發(fā)生吸氧腐蝕，導(dǎo)致具支試管中氣體壓強(qiáng)小于大氣壓，導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面；
A．鐵、碳和電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，碳作正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．通過以上分析知，生鐵片發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕，故B錯(cuò)誤；
C．墨水回升時(shí)，生鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，碳極上氧氣得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，故C正確；
D．具支試管中溶液，先呈酸性，發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，溶液酸性逐漸減弱pH增大，當(dāng)發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極上鐵失電子生成亞鐵離子，正極上生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子生成氫氧化鐵沉淀，溶液的pH不變，所以反應(yīng)過程中，溶液的pH先增大達(dá)到一定值后不變，故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了金屬的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，明確雨水的酸堿性及生鐵發(fā)生析氫腐蝕和吸氧腐蝕的條件是解本題的關(guān)鍵，難度不大，注意正常雨水的pH不是7而是5.6，為易錯(cuò)點(diǎn)．