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          化學研究性學習小組對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。同學們設計了如圖所示的對比實驗,并進行實驗。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是鐵與氧氣、水共同作用生成 氫氧化亞鐵,該反應的化學方程式是
          2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
          2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
          。
          (2)探究植物油能否完全隔絕氧氣。
          同學們第二天觀察,發現試管Ⅲ中的鐵釘也有銹斑。為此大家又做了如下探究。
          [進行實驗]
          實驗1:將涂水的鐵片置于植物油中,并放置于密封的無氧容器中,8h后觀察鐵片無銹跡。排除植物油和鐵片上的水中微量氧氣對鐵片銹蝕的影響。
          實驗2:將涂水的鐵片置于植物油中,并敞口放置于空氣中,8h后發現少量銹斑,再過一段時間后觀察,銹斑面積增大。
          ①綜合以上兩個實驗,可得出結論是
          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查閱文獻獲知,植物油對空氣中的水分有較好的隔絕效果,請設計實驗方案加以驗證:
          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后觀察到鐵片無銹跡
          。
          (3)在老師的指導下,進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表示。
          Ⅱ.醋酸具有酸的通性,能與活潑金屬發生反應。
          [實驗探究]
          將4份等質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傳感器采集數據獲得如圖和如表。

          pH 壓強/KPa
          實驗前 實驗后 壓強差
          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
          從①圖中可知,在酸性條件下水溶液中溶解氧隨時間變化均呈下降趨勢,原因是
          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,實驗后系統中氣體壓強增大,是因為
          鐵與醋酸反應產生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
          鐵與醋酸反應產生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
          。

          【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后觀察到鐵片無銹跡;鐵生銹不斷消耗氧氣;鐵與醋酸反應產生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:378引用:4難度:0.1
          相似題
          • 1.在進行“二氧化碳制取和性質實驗”時,小明發現放置小蠟燭的銅架上出現了綠色物質,且綠色物質只出現在下部(伸到燒杯下面的部分),上部和在燒杯外的部分沒有出現,小明思考,銅也會生銹嗎?為什么只出現在下部呢?銅生銹的條件是什么?
            【查閱資料】銅在一定條件下會銹蝕生成一種綠色的物質(銅綠),其主要成分是堿式碳酸銅,化學式時候Cu2(OH)2CO3,受熱易分解.
            【猜想與假設】依據銅綠的化學式,小明猜想銅生銹的條件可能是,銅與氧氣、
             
            共同作用,做出此猜想的依據是
             

            【設計實驗】將四塊銅片分別按如圖放置半個月,觀察現象如下,A中銅片生銹且水面附近銹蝕最嚴重,B、C、D中銅片不生銹,D裝置中氫氧化鈉溶液的作用是
             
            ,寫出該反應的化學方程式
             


            【得出結論】根據A和D中的實驗現象可知銅生銹需要
             

            【反思與應用】利用所得結論填空,依據本實驗結合“二氧化碳澆滅蠟燭”的實驗操作推測銅架下部容易生銹的原因是
             

            【實驗拓展】有資料顯示,氧化銅也能加快過氧化氫溶液的分解速率.
            (1)給你一支已經產生銅綠的銅架,5%過氧化氫溶液,請你設計實驗證明(儀器自選).
             

            (2)請你試著寫出銅生成銅綠的化學方程式
             

            發布:2024/11/10 8:0:1組卷:54引用:1難度:0.3
          • 2.化學小組對鋼鐵的銹蝕進行實驗研究。
            Ⅰ.探究鋼鐵銹蝕的基本條件

            (1)一段時間后,C、D、E中鐵釘生銹,A、B中鐵釘無明顯銹蝕。由A、B、C的現象可知,鐵的銹蝕是鐵跟
             
            等物質作用的過程。
            (2)使用自來水重新進行如圖實驗,一段時間后發現試管B中鐵釘生銹了,其可能的原因是
             
            。
            Ⅱ.探究食鹽水濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響
            用如圖裝置進行實驗,每組實驗加入鐵炭總質量為24g,食鹽水體積為7.5mL,恰好能將固體潤濕。測得的數據見下表:(提供資料:示數差3cm是指U型管左側液面上升3cm。)

            序號 鐵炭質量比 食鹽水濃度/% 示數差3cm所用時間/s 10分鐘時溫度升高值/℃
            實驗① 2:1 26 90 7.8
            實驗② 4:1 26 170 4.2
            實驗③ 6:1 26 190 3.3
            實驗④ 2:1 13 140 6
            實驗⑤ 2:1 6.5 140 6
            (3)分析食鹽水濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響應對比實驗
             
            (填實驗序號)。有同學提出應該再加一組實驗,研究鐵炭質量比為2:1、食鹽水濃度為3.3%時的實驗數據,你覺得是否有必要,并說明理由
             
            。
            (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,并促使鐵發生一系列反應得到氫氧化鐵,它在空氣中風化失水后變成氧化鐵。鋼筋銹蝕過程中生成氧化鐵的反應方程式是
             
            。
            Ⅲ.探究水樣的pH及溶解氧濃度對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內,關閉分液漏斗活塞,一段時間后,至恢復到室溫時,采集的數據見下表:

            序號 鹽酸pH
            P反應前 P反應后 DO反應前 DO反應后 開始降低所需時間/s
            實驗① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131
            實驗② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68
            實驗③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24
            實驗④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98
            實驗⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175
            (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
             
            (填現象),表明裝置的氣密性良好。
            (6)實驗①和實驗②反應后壓強變大。進行實驗③時,觀察到溶液中有氣泡冒出,反應后體系內壓強卻變小了,變小的原因是
             

            (7)分析表中數據,在該實驗條件下,下列說法正確的有
             
            (填字母)。
            a.當pH=2時,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
            c.鐵粉和鹽酸,氧氣在剛接觸時不是同時發生反應

            發布:2024/12/24 10:30:2組卷:227難度:0.5
          • 3.化學小組對鋼鐵的銹蝕進行實驗研究。
            Ⅰ.探究鋼鐵銹蝕的基本條件

            (1)一段時間后,C、D、E中鐵釘生銹,A、B中鐵釘無明顯銹蝕。由A、B、C的現象可知,鐵的銹蝕是鐵跟
             
            (填化學式)等物質作用的過程。D中鐵釘比C中鐵釘銹蝕程度嚴重,說明
             
            。
            (2)使用自來水重新進行如圖實驗,一段時間后發現試管B中鐵釘生銹了,其可能的原因是
             
            。
            Ⅱ.探究食鹽水對鋼鐵腐蝕速率的影響
            用如圖裝置進行實驗,錐形瓶中放生鐵粉末,滴管中預先加入2mL不同濃度的食鹽水,并用氧氣傳感器測定錐形瓶內的氧氣濃度,數據如下表所示:

            實驗組 生鐵粉末質量 食鹽水濃度 3min時瓶內氧氣濃度
            實驗① 3.5g 4% 18.96%
            實驗② 3.5g 8% 18.56%
            實驗③ 3.5g 16% 18.28%
            實驗④ 3.5g 24% 17.99%
            (3)該實驗探究的是
             
            對鋼鐵腐蝕速率的影響,其實驗結論是
             

            (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),并促使鐵發生一系列反應得到Fe(OH)3,Fe(OH)3在空氣中風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,從陽極向陰極轉移的微粒是
             
            。
            ②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應方程式為
             
            。
            Ⅲ.探究水樣的pH及溶解氧濃度對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內,關閉分液漏斗活塞,同時采集數據見下表:
            序號 鹽酸pH 壓強p/kPa 溶解氧/mg?L-1
            p反應前 p反應后 DO反應前 DO反應后 開始降低所需時間/s
            實驗① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131
            實驗② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68
            實驗③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24
            實驗④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98
            實驗⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175
            (5)步驟1中檢查裝置氣密性的方法為
             
            。
            (6)實驗1和實驗2反應后壓強變大的主要原因是
             
            (用化學方程式表示)。
            (7)進行實驗3時,觀察到溶液中有氣泡冒出,反應后體系內壓強卻變小了。其原因是
             

            (8)分析表中數據,在該實驗條件下,下列說法正確的有
             
            。
            A.當pH=2時,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
            C.鐵粉和鹽酸,氧氣的反應可以同時發生

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