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我國高鐵創(chuàng)造的中國速度令世界矚目,某學(xué)習小組對高鐵建設(shè)中的鋼鐵銹蝕進行探究。
【提出問題】鐵銹蝕與哪些因素有關(guān)。
【查閱資料】碳粉可加快鐵的銹蝕,碳粉不與鹽酸反應(yīng);氧化鐵能與鹽酸反應(yīng),不產(chǎn)生氣體。
【設(shè)計實驗】
實驗一:定性探究鐵銹蝕的因素
取四枚大小相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管,進行圖1實驗,現(xiàn)象如下表。
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試管編號 B C D
一周后鐵釘表面現(xiàn)象 有一層鐵銹 無明顯變化 無明顯變化 有較厚鐵銹
(1)對比A、B、C試管中實驗現(xiàn)象,說明鐵銹蝕是與空氣中的
氧氣、水蒸氣
氧氣、水蒸氣
發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
(2)得到無氧蒸餾水可采用煮沸的方法,是因為氧氣在水中的溶解度隨溫度的升高而
降低
降低
(填“升高”或“降低”)。
(3)對比A和D試管中實驗現(xiàn)象,說明鐵銹蝕快慢與
氯化鈉
氯化鈉
有關(guān);
(4)生活中鐵制品易生銹而鋁制品不易生銹的原因是
在常溫下,鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化鋁薄膜
在常溫下,鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化鋁薄膜
。
實驗二:定量探究影響鐵銹蝕的因素
小組設(shè)計了圖2裝置,檢查氣密性,將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶,t1時刻加入2mL飽和NaCl溶液后,再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上(此時沒有推動注射器活塞),采集數(shù)據(jù)。
(5)據(jù)圖3,說明鐵生銹是
放熱
放熱
(填“放熱”或“吸熱”),t2~t3這段時間反應(yīng)并未停止但溫度卻開始降低,原因是
生銹放熱量小于熱量散失
生銹放熱量小于熱量散失
。
(6)據(jù)圖2圖4分析t3時刻后壓強突然變大,原因是
鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應(yīng)生成氫氣
鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應(yīng)生成氫氣
。
實驗三:測定部分生銹的鐵粉中鐵的含量
(7)連接如圖5裝置。取部分生銹的鐵粉(鐵和氧化鐵的混合物)0.6g于錐形瓶中,加入足量稀鹽酸進行實驗。完全反應(yīng)后,測得生成氣體體積為0.2L,已知該條件下氫氣密度為0.09g/L,根據(jù)以上數(shù)據(jù),請計算該固體中鐵的質(zhì)量分數(shù)。(寫出計算過程)
84%
84%

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(8)學(xué)習小組有同學(xué)提出;用這種方法測得的氣體體積不夠準確,可能會導(dǎo)致測定的鐵的質(zhì)量分數(shù)變大,可能的原因是
bd
bd
(填序號)。
a、裝置的氣密性不好
b、鐵與鹽酸反應(yīng)放熱
c、生成的氣體會部分滯留在錐形瓶中
d、沒有扣掉加入的鹽酸的體積
【反思評價】
(9)小麗同學(xué)猜測:鐵銹蝕的快慢還可能與氧氣的濃度有關(guān),為判斷該猜測是否正確,請你設(shè)計實驗驗證小麗同學(xué)的猜想,簡述實驗方案。(實驗方案包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論)
分別將鐵放入不同濃度的試管中,并且試管中有等量的水,若觀察到氧氣濃度較高的試管中鐵生銹嚴重,則說明氧氣濃度越高,鐵生銹越快
分別將鐵放入不同濃度的試管中,并且試管中有等量的水,若觀察到氧氣濃度較高的試管中鐵生銹嚴重,則說明氧氣濃度越高,鐵生銹越快
【答案】氧氣、水蒸氣;降低;氯化鈉;在常溫下,鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化鋁薄膜;放熱;生銹放熱量小于熱量散失;鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應(yīng)生成氫氣;84%;bd;分別將鐵放入不同濃度的試管中,并且試管中有等量的水,若觀察到氧氣濃度較高的試管中鐵生銹嚴重,則說明氧氣濃度越高,鐵生銹越快
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:204引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.某?;瘜W(xué)興趣小組用如圖所示裝置對鐵生銹的條件進行了探究。
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    【查閱資料】生石灰極易與水反應(yīng),常用作干燥劑。
    (1)檢查裝置的氣密性:連接好裝置,關(guān)閉分液漏斗的活塞,將末端導(dǎo)管接入裝有水的錐形瓶中,微熱裝置A,說明氣密性良好的現(xiàn)象是
     
    。
    (2)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     
    。
    (3)4分鐘后觀察:B處鐵絲表面灰暗,D處鐵絲依然光亮,E中鐵絲依然光亮。說明鐵生銹主要與
     
     
    有關(guān)。裝置B、E處不同實驗現(xiàn)象說明:決定鐵生銹快慢的一個重要因素是
     
    。
    (4)請舉出一種防止鋼鐵腐蝕的生活實例:
     
    。
    發(fā)布:2024/9/7 12:0:8組卷:6引用:1難度:0.6
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.鐵合金是生產(chǎn)生活中使用最廣泛的金屬材料,但鐵制品容易被腐蝕而在表面生成紅褐色的鐵銹。為探究鐵制品銹蝕的條件,尋找防止鐵制品銹蝕的方法,現(xiàn)進行如下實驗:
    步驟1:利用如圖所示裝置,將干燥的O2從導(dǎo)管a通入U形管(裝置氣密性良好,藥品如圖
    所示);待U形管內(nèi)充滿O2后,將導(dǎo)管a、b處的止水夾k1、k2夾緊。
    步驟2:一段時間后,觀察U形管內(nèi)三處鐵絲表面的變化情況。
    回答下列問題:
    (1)步驟2中,觀察到①處沒有明顯變化,說明鐵制品銹蝕的條件之一是需要有
     
    (填化學(xué)式),②處可能觀察到的現(xiàn)象是
     
    ,③處沒有明顯變化,說明純鐵的抗腐蝕能力較
     
    (填“強”或“弱”)。
    (2)待U形管內(nèi)有明顯現(xiàn)象后,將b導(dǎo)管插入水中,打開止水夾k2,觀察到
     
    現(xiàn)象,說明該條件下鐵制品銹蝕過程消耗了O2
    發(fā)布:2024/9/7 11:0:11組卷:7引用:3難度:0.7
  • 3.世界上每年因銹蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料,高達產(chǎn)量的20%~40%。某實驗小組對鐵的銹蝕進行如下探究。
    【實驗設(shè)計】
    實驗器材及藥品:汽水瓶4個,酒瓶塞2個,電吹風1個、純凈水、食鹽
    實驗步驟:
    (1)將4個汽水瓶分別編號為A、B、C、D。
    (2)用電吹風將A瓶內(nèi)吹干后迅速放入一枚鐵釘,并立即用酒瓶塞將瓶口塞住。將蠟燭熔化后封住瓶口的縫隙,使其與外部的空氣無法接觸。
    (3)在B瓶內(nèi)裝入一滿瓶煮沸后的純凈水,使純凈水將鐵釘完全浸沒。再用酒瓶塞將瓶口塞住,并用相用的方法用蠟燭將瓶口的縫隙封住。
    (4)在C瓶內(nèi)裝入少量純凈水,使鐵釘一部分在水里,另一部分裸露在空氣中,但不封口,使其與外部空氣接觸。
    (5)在D瓶中加入少量的純凈水并加入少量食鹽,將鐵釘一部分浸泡在鹽水中,而另一部分裸露在空氣中,也不封口,使其與外部空氣接觸。
    (6)將4個試驗瓶放在家中觀察一周(每天觀察一次)
    【實驗現(xiàn)象及分析】
    編號 實驗現(xiàn)象
    A 無變化
    B 無變化
    C 整枚鐵釘生銹,但水面部分的鐵銹最多,水呈黃色
    D 整枚鐵釘生銹,與C比較,鐵銹更多,其余現(xiàn)象變化不大
    根據(jù)以上實驗設(shè)計及現(xiàn)象回答下列問題:
    ①A、B瓶不生銹,說明只有
     
    或者只有
     
    ,鐵都不生銹。
    ②C瓶中的鐵釘生銹現(xiàn)象,說明鐵生銹的必要條件是
     
    ;對比D瓶,其鐵生銹的速度比C瓶快,說明鹽在鐵生銹的過程中起到
     
    的作用。
    【實驗結(jié)論】
    ①鐵生銹的必要條件是
     
    、
     
    同時存在。
    ②在有
     
    的情況下,生銹的程度會加深、速度會加快。
    【實驗拓展】興趣小組同學(xué)對影響鐵生銹速率的因素進一步進行探究(如圖所示)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    4分鐘后觀察:A處鐵絲依然光亮,B處鐵絲表面灰暗,D處鐵絲依然光亮,A、B處實驗現(xiàn)象對比,可得出鐵生銹與
     
    有關(guān);B、D處實驗現(xiàn)象對比說明:決定鐵生銹快慢的一個重要因素是
     
    。
    【實驗應(yīng)用】
    要減少鐵的生銹,則可以從實驗的結(jié)論出發(fā),任意切斷生銹條件中的一個便可。如把鐵上面涂上油漆,便切斷了鐵和
     
    的接觸,而把一些鐵制品如菜刀等用完后擦干并放在干燥的地方,則可以切斷鐵和
     
    的接觸,從而防止鐵制品生銹。
    發(fā)布:2024/9/26 9:0:2組卷:68引用:1難度:0.5
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