全世界每年因銹蝕造成浪費(fèi)的金屬高達(dá)產(chǎn)量的20%以上,但鐵銹蝕原理卻在日常生活中被廣泛應(yīng)用,例如暖寶寶、食品脫氧劑等。小組同學(xué)對(duì)暖寶寶發(fā)熱產(chǎn)生興趣,展開探究。
【資料卡片】某品牌暖寶寶的使用說明如圖。
(1)暖寶寶使用時(shí)能量的轉(zhuǎn)化形式為:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 熱能熱能。
(2)暖寶寶“不使用時(shí)請(qǐng)勿拆開密封包裝”的原因是 防止鐵粉與空氣接觸反應(yīng)而失效防止鐵粉與空氣接觸反應(yīng)而失效。
【猜想與假設(shè)】暖寶寶成分中氯化鈉、活性炭可能加快鐵銹蝕速率,使反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)放出大量的熱。
【實(shí)驗(yàn)方案】小組同學(xué)通過反應(yīng)過程中溫度的變化,探究氯化鈉、活性炭及兩者共同存在對(duì)鐵銹蝕速率的影響,設(shè)計(jì)完成如下4組實(shí)驗(yàn)。(實(shí)驗(yàn)在密閉容器中進(jìn)行)
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 鐵粉/g | 水/mL | 活性炭/g | 氯化鈉/g | 測(cè)得10min內(nèi)溫度上升值/℃ |
1 | 2 | 5 | 0 | 0 | 0.1 |
2 | 2 | 5 | 0 | m | 3.1 |
3 | 2 | 5 | 0.2 | 0 | 22.0 |
4 | 2 | 5 | 0.2 | 0.1 | 56.3 |
(3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和2,可探究氯化鈉對(duì)鐵銹蝕速率的影響,表中m=
0
0
。(4)為探究活性炭對(duì)鐵銹蝕速率的影響,應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)組合是
1、3
1、3
(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))。(5)綜合以上4組實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:
氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率
氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率
。【拓展與應(yīng)用】小組同學(xué)運(yùn)用該原理設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)定空氣中氧氣的含量。
反應(yīng)結(jié)束后,測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表:
裝置 | 集氣瓶?jī)?nèi)空氣體積/mL | 實(shí)驗(yàn)前燒杯內(nèi)水的體積/mL | 實(shí)驗(yàn)后燒杯內(nèi)水的體積/mL | 空氣中氧氣的體積百分含量 |
A | 200.0 | 100.0 | 59.6 | n |
B | 200.0 | 100.0 | 66.0 | 17.0% |
20.2
20.2
%(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。(7)結(jié)合反應(yīng)原理和結(jié)果思考裝置A的優(yōu)點(diǎn):
更環(huán)保、更準(zhǔn)確
更環(huán)保、更準(zhǔn)確
(寫1點(diǎn))。【表述與交流】人類智慧無窮,趨利避害,化學(xué)讓我們的生活變得更美好。
【考點(diǎn)】探究金屬銹蝕的條件;物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)的能量變化.
【答案】熱能;防止鐵粉與空氣接觸反應(yīng)而失效;0;1、3;氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率;20.2;更環(huán)保、更準(zhǔn)確
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:130引用:3難度:0.7
相似題
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1.化學(xué)小組對(duì)鋼鐵的銹蝕進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
Ⅰ.探究鋼鐵銹蝕的基本條件
(1)一段時(shí)間后,C、D、E中鐵釘生銹,A、B中鐵釘無明顯銹蝕。由A、B、C的現(xiàn)象可知,鐵的銹蝕是鐵跟
(2)使用自來水重新進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn),一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)試管B中鐵釘生銹了,其可能的原因是
Ⅱ.探究食鹽水濃度對(duì)鋼鐵腐蝕速率的影響
用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),每組實(shí)驗(yàn)加入鐵炭總質(zhì)量為24g,食鹽水體積為7.5mL,恰好能將固體潤(rùn)濕。測(cè)得的數(shù)據(jù)見下表:(提供資料:示數(shù)差3cm是指U型管左側(cè)液面上升3cm。)序號(hào) 鐵炭質(zhì)量比 食鹽水濃度/% 示數(shù)差3cm所用時(shí)間/s 10分鐘時(shí)溫度升高值/℃ 實(shí)驗(yàn)① 2:1 26 90 7.8 實(shí)驗(yàn)② 4:1 26 170 4.2 實(shí)驗(yàn)③ 6:1 26 190 3.3 實(shí)驗(yàn)④ 2:1 13 140 6 實(shí)驗(yàn)⑤ 2:1 6.5 140 6
(4)查閱資料得知,食鹽水中的氯離子能破壞鋼筋表面的鈍化膜,并促使鐵發(fā)生一系列反應(yīng)得到氫氧化鐵,它在空氣中風(fēng)化失水后變成氧化鐵。鋼筋銹蝕過程中生成氧化鐵的反應(yīng)方程式是
Ⅲ.探究水樣的pH及溶解氧濃度對(duì)鋼鐵腐蝕速率的影響
步驟1:按如圖連接好裝置,檢查裝置氣密性。
步驟2:向三頸燒瓶中放入3.5g生鐵粉末,向分液漏斗內(nèi)加入10mL不同濃度的稀鹽酸。
步驟3:將稀鹽酸全部注入三頸燒瓶?jī)?nèi),關(guān)閉分液漏斗活塞,一段時(shí)間后,至恢復(fù)到室溫時(shí),采集的數(shù)據(jù)見下表:序號(hào) 鹽酸pH P反應(yīng)前 P反應(yīng)后 DO反應(yīng)前 DO反應(yīng)后 開始降低所需時(shí)間/s 實(shí)驗(yàn)① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 實(shí)驗(yàn)② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 實(shí)驗(yàn)③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 實(shí)驗(yàn)④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 實(shí)驗(yàn)⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175
(6)實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后壓強(qiáng)變大。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)③時(shí),觀察到溶液中有氣泡冒出,反應(yīng)后體系內(nèi)壓強(qiáng)卻變小了,變小的原因是
(7)分析表中數(shù)據(jù),在該實(shí)驗(yàn)條件下,下列說法正確的有
a.當(dāng)pH=2時(shí),鐵粉與氧氣的銹蝕速率最快
b.稀鹽酸中的溶解氧含量與鹽酸的pH有關(guān)
c.鐵粉和鹽酸,氧氣在剛接觸時(shí)不是同時(shí)發(fā)生反應(yīng)發(fā)布:2024/12/24 10:30:2組卷:194引用:4難度:0.5 -
2.在進(jìn)行“二氧化碳制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”時(shí),小明發(fā)現(xiàn)放置小蠟燭的銅架上出現(xiàn)了綠色物質(zhì),且綠色物質(zhì)只出現(xiàn)在下部(伸到燒杯下面的部分),上部和在燒杯外的部分沒有出現(xiàn),小明思考,銅也會(huì)生銹嗎?為什么只出現(xiàn)在下部呢?銅生銹的條件是什么?
【查閱資料】銅在一定條件下會(huì)銹蝕生成一種綠色的物質(zhì)(銅綠),其主要成分是堿式碳酸銅,化學(xué)式時(shí)候Cu2(OH)2CO3,受熱易分解.
【猜想與假設(shè)】依據(jù)銅綠的化學(xué)式,小明猜想銅生銹的條件可能是,銅與氧氣、
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】將四塊銅片分別按如圖放置半個(gè)月,觀察現(xiàn)象如下,A中銅片生銹且水面附近銹蝕最嚴(yán)重,B、C、D中銅片不生銹,D裝置中氫氧化鈉溶液的作用是
【得出結(jié)論】根據(jù)A和D中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知銅生銹需要
【反思與應(yīng)用】利用所得結(jié)論填空,依據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)合“二氧化碳澆滅蠟燭”的實(shí)驗(yàn)操作推測(cè)銅架下部容易生銹的原因是
【實(shí)驗(yàn)拓展】有資料顯示,氧化銅也能加快過氧化氫溶液的分解速率.
(1)給你一支已經(jīng)產(chǎn)生銅綠的銅架,5%過氧化氫溶液,請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明(儀器自選).
(2)請(qǐng)你試著寫出銅生成銅綠的化學(xué)方程式發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:52引用:1難度:0.3 -
3.化學(xué)小組對(duì)鋼鐵的銹蝕進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
Ⅰ.探究鋼鐵銹蝕的基本條件
(1)一段時(shí)間后,C、D、E中鐵釘生銹,A、B中鐵釘無明顯銹蝕。由A、B、C的現(xiàn)象可知,鐵的銹蝕是鐵跟
(2)使用自來水重新進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn),一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)試管B中鐵釘生銹了,其可能的原因是
Ⅱ.探究食鹽水對(duì)鋼鐵腐蝕速率的影響
用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),錐形瓶中放生鐵粉末,滴管中預(yù)先加入2mL不同濃度的食鹽水,并用氧氣傳感器測(cè)定錐形瓶?jī)?nèi)的氧氣濃度,數(shù)據(jù)如下表所示:實(shí)驗(yàn)組 生鐵粉末質(zhì)量 食鹽水濃度 3min時(shí)瓶?jī)?nèi)氧氣濃度 實(shí)驗(yàn)① 3.5g 4% 18.96% 實(shí)驗(yàn)② 3.5g 8% 18.56% 實(shí)驗(yàn)③ 3.5g 16% 18.28% 實(shí)驗(yàn)④ 3.5g 24% 17.99%
(4)查閱資料得知,食鹽水中的氯離子能破壞鋼筋表面的鈍化膜(其原理如圖所示),并促使鐵發(fā)生一系列反應(yīng)得到Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3在空氣中風(fēng)化失水后變成氧化鐵。
①氯離子破壞鋼筋表面的鈍化膜的過程中,從陽(yáng)極向陰極轉(zhuǎn)移的微粒是
②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應(yīng)方程式為
Ⅲ.探究水樣的pH及溶解氧濃度對(duì)鋼鐵腐蝕速率的影響
步驟1:按如圖連接好裝置,檢查裝置氣密性。
步驟2:向三頸燒瓶中放入3.5g生鐵粉末,向分液漏斗內(nèi)加入10mL不同濃度的稀鹽酸。
步驟3:將鹽酸全部注入三頸燒瓶?jī)?nèi),關(guān)閉分液漏斗活塞,同時(shí)采集數(shù)據(jù)見下表:序號(hào) 鹽酸pH 壓強(qiáng)p/kPa 溶解氧/mg?L-1 p反應(yīng)前 p反應(yīng)后 DO反應(yīng)前 DO反應(yīng)后 開始降低所需時(shí)間/s 實(shí)驗(yàn)① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 實(shí)驗(yàn)② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 實(shí)驗(yàn)③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 實(shí)驗(yàn)④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 實(shí)驗(yàn)⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175
(6)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2反應(yīng)后壓強(qiáng)變大的主要原因是
(7)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3時(shí),觀察到溶液中有氣泡冒出,反應(yīng)后體系內(nèi)壓強(qiáng)卻變小了。其原因是
(8)分析表中數(shù)據(jù),在該實(shí)驗(yàn)條件下,下列說法正確的有
A.當(dāng)pH=2時(shí),鐵粉與氧氣的銹蝕速率最快
B.稀鹽酸中的溶解氧含量與鹽酸的pH有關(guān)
C.鐵粉和鹽酸,氧氣的反應(yīng)可以同時(shí)發(fā)生發(fā)布:2024/12/25 12:0:1組卷:245引用:3難度:0.7
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