段鴻睿

摘要：質(zhì)疑一道常見習(xí)題，并通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：質(zhì)疑；經(jīng)典；實(shí)驗(yàn)

文章編號：1008-0546（2016）05-0047-01 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.019

一、質(zhì)疑

在談到金屬的析氫腐蝕、吸氧腐蝕時，常會遇到這樣一個“經(jīng)典”題目：

下圖為模擬鐵生銹的實(shí)驗(yàn)。鐵粉中均勻混有少量碳粉，撒入在內(nèi)壁已分別用氯化鈉溶液和稀醋酸潤濕過的甲、乙兩支具支試管。打開止水夾片刻后，以下有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法合理的是（ ）

A.甲裝置中紅墨水倒吸量比乙裝置多

B.甲裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕

C.乙裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕

D.乙裝置開始導(dǎo)管口有氣泡冒出，接著紅墨水又較快倒流

推測，此題應(yīng)該選ABC。理由很簡單：甲中中性條件下，發(fā)生吸氧腐蝕，左面試管中壓強(qiáng)減小，打開止水夾后發(fā)生倒吸；乙中酸性環(huán)境，發(fā)生析氫腐蝕，左面試管中壓強(qiáng)增大，打開止水夾后有氣泡冒出，而不可能倒吸。倒吸相對于不倒吸，當(dāng)然是前者倒吸的多。

但此題參考答案為BD。有些文章引用此題來說明“做實(shí)驗(yàn)”與“想實(shí)驗(yàn)、講實(shí)驗(yàn)”的不同。對此題的解釋為：在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中，由于醋酸和氯化鈉溶液只是“潤濕”試管壁，因此用量很少。當(dāng)乙中少量“醋酸”反應(yīng)完后，溶液變?yōu)槿鯄A性（醋酸鐵溶液顯弱堿性），接下來主要發(fā)生的是吸氧腐蝕。而且由于已經(jīng)有一部分Fe被氧化成為更易被氧化的Fe2+離子，后面的反應(yīng)更快，導(dǎo)致紅墨水較快倒流。

二、驗(yàn)證

究竟是不是這樣呢？筆者懷著“印證”的心理去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果卻大出意料之外！實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：打開止水夾后，甲、乙中的導(dǎo)管內(nèi)均發(fā)生倒吸，而且醋酸中對應(yīng)的導(dǎo)管倒吸更多更快，根本沒有冒氣泡的過程！也就是，從實(shí)驗(yàn)的過程中根本看不出用醋酸潤濕的試管中鐵粉發(fā)生過析氫腐蝕！

懷著惴惴的心理，又重復(fù)做了幾遍，結(jié)果大致相同！也就是說，事實(shí)的確如此。但又如何解釋呢？

筆者想到發(fā)生倒吸的本質(zhì)原因是因?yàn)閴簭?qiáng)差，那么除了化學(xué)反應(yīng)消耗氣體或產(chǎn)生氣體會產(chǎn)生壓強(qiáng)差，物理過程會不會也導(dǎo)致壓強(qiáng)差呢？至此，筆者大膽的推測醋酸具有揮發(fā)性，而且極易溶于水。止水夾打開后，不能否認(rèn)有少量的氫氣生成，但另一方面，更多的醋酸揮發(fā)出來，溶解到紅墨水中，導(dǎo)致乙中左面試管內(nèi)壓強(qiáng)瞬間減小很多，而且壓強(qiáng)減小的程度遠(yuǎn)比產(chǎn)生少量氫氣導(dǎo)致壓強(qiáng)增加的程度大，所以我們只能看到倒吸而根本看不到氣泡。既然如此，改為不易揮發(fā)的稀硫酸潤濕試管，應(yīng)該就可以先看到氣泡而后倒吸。

為了驗(yàn)證該想法，筆者設(shè)計了如下對比實(shí)驗(yàn)：

說明：將原實(shí)驗(yàn)中的右側(cè)試管改為量筒，取三個10mL量筒，裝稀紅墨水，調(diào)液面均為10mL。實(shí)驗(yàn)過程中借用量筒上的刻度讀取導(dǎo)管中液面數(shù)據(jù)，以更好地量化對比。

實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：

三、結(jié)論

從上述實(shí)驗(yàn)可以看出：

①用稀硫酸潤濕的試管中鐵粉的確是先發(fā)生析氫腐蝕，液面下降，后發(fā)生吸氧腐蝕，液面上升。

②用醋酸潤濕過的試管最后倒吸比用NaCl溶液潤濕的多；但用稀硫酸潤濕過的試管最后倒吸的比NaCl溶液潤濕的少。

以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都說明了，由于醋酸本身的揮發(fā)性和極易溶于水的特點(diǎn)，會導(dǎo)致體系壓強(qiáng)減小而倒吸，但這部分倒吸不能歸功于發(fā)生吸氧腐蝕。

綜上實(shí)驗(yàn)和分析，筆者認(rèn)為文中開始引用的“經(jīng)典”題目的答案應(yīng)為：B。