化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)鐵生銹開展深入的探究。
（1）比較與分析鐵釘在不同條件下生銹程度。同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4h后觀察到：試管Ⅰ、Ⅱ中的鐵釘均生銹，試管Ⅰ鐵釘生銹程度大于試管Ⅱ；試管Ⅲ中鐵釘不生銹。
①試管Ⅰ鐵釘生銹程度大于試管Ⅱ的原因是 試管中鐵釘與氧氣接觸面積更大試管中鐵釘與氧氣接觸面積更大。
②試管Ⅲ中，使用冷卻后的沸水的目的是 除去水中溶解的氧氣除去水中溶解的氧氣。
③鐵釘生銹的其中一步反應(yīng)是鐵與氧氣、水共同作用生成 氫氧化亞鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）22Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。
（2）探究植物油能否完全隔絕氧氣。
同學(xué)們第二天觀察，發(fā)現(xiàn)試管Ⅲ中的鐵釘也有銹斑。為此大家又做了如下探究。
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]
實(shí)驗(yàn)1：將涂水的鐵片置于植物油中，并放置于密封的無(wú)氧容器中，8h后觀察鐵片無(wú)銹跡。排除植物油和鐵片上的水中微量氧氣對(duì)鐵片銹蝕的影響。
實(shí)驗(yàn)2：將涂水的鐵片置于植物油中，并敞口放置于空氣中，8h后發(fā)現(xiàn)少量銹斑，再過一段時(shí)間后觀察，銹斑面積增大。
①綜合以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論是 植物油不能完全隔絕空氣中的氧氣植物油不能完全隔絕空氣中的氧氣。
[交流討論]
②查閱文獻(xiàn)獲知，植物油對(duì)空氣中的水分有較好的隔絕效果，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以驗(yàn)證：將干燥的鐵片置于油中，并敞口放置于潮濕的空氣中，8h后觀察到鐵片無(wú)銹跡將干燥的鐵片置于油中，并敞口放置于潮濕的空氣中，8h后觀察到鐵片無(wú)銹跡。
（3）在老師的指導(dǎo)下，進(jìn)一步探究酸性條件下鐵銹蝕的情況。
[查閱資料]
Ⅰ．溶解氧是指溶解在水里氧氣的量，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。
Ⅱ．醋酸具有酸的通性，能與活潑金屬發(fā)生反應(yīng)。
[實(shí)驗(yàn)探究]
將4份等質(zhì)量的鐵粉和碳粉的混合物分別加入相同體積不同pH的醋酸的水溶液中，分別用溶解氧傳感器和壓強(qiáng)傳感器采集數(shù)據(jù)獲得如圖和如表。
| pH | 壓強(qiáng)/KPa | ||
| 實(shí)驗(yàn)前 | 實(shí)驗(yàn)后 | 壓強(qiáng)差 | |
| 2.0 | 90.56 | 91.58 | 1.02 |
| 3.0 | 90.46 | 91.23 | 0.77 |
| 4.0 | 90.48 | 90.34 | -0.14 |
| 5.0 | 90.81 | 90.64 | -0.17 |
鐵生銹不斷消耗氧氣
鐵生銹不斷消耗氧氣
。②從表中可知pH為2.0～3.0時(shí)，實(shí)驗(yàn)后系統(tǒng)中氣體壓強(qiáng)增大，是因?yàn)?
鐵與醋酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
鐵與醋酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
。【考點(diǎn)】探究金屬銹蝕的條件．
【答案】試管中鐵釘與氧氣接觸面積更大；除去水中溶解的氧氣；2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2；植物油不能完全隔絕空氣中的氧氣；將干燥的鐵片置于油中，并敞口放置于潮濕的空氣中，8h后觀察到鐵片無(wú)銹跡；鐵生銹不斷消耗氧氣；鐵與醋酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：369引用：4難度：0.1
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(wú)明顯銹蝕。由A、B、C的現(xiàn)象可知，鐵的銹蝕是鐵跟等物質(zhì)作用的過程。
（2）使用自來(lái)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。）
（3）分析食鹽水濃度對(duì)鋼鐵腐蝕速率的影響應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)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 （填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）。有同學(xué)提出應(yīng)該再加一組實(shí)驗(yàn)，研究鐵炭質(zhì)量比為2：1、食鹽水濃度為3.3%時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你覺得是否有必要，并說(shuō)明理由。
（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：
（5）步驟1中檢查裝置氣密性的方法為：先在分液漏斗中加水，再打開活塞，觀察到序號(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 （填現(xiàn)象），表明裝置的氣密性良好。
（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(shuō)法正確的有（填字母）。
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：208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、共同作用，做出此猜想的依據(jù)是．
【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，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式．
【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(wú)明顯銹蝕。由A、B、C的現(xiàn)象可知，鐵的銹蝕是鐵跟（填化學(xué)式）等物質(zhì)作用的過程。D中鐵釘比C中鐵釘銹蝕程度嚴(yán)重，說(shuō)明。
（2）使用自來(lái)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：
（3）該實(shí)驗(yàn)探究的是實(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% 對(duì)鋼鐵腐蝕速率的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。
（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：
（5）步驟1中檢查裝置氣密性的方法為序號(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（用化學(xué)方程式表示）。
（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(shuō)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：251引用：3難度：0.7
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