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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(xí)小組對高鐵建設(shè)中的鋼鐵銹蝕進(jìn)行探究。
【提出問題】鐵銹蝕與哪些因素有關(guān)。
【查閱資料】炭粉可加快鐵的銹蝕,炭粉不與鹽酸反應(yīng);氧化鐵能與鹽酸反應(yīng),不產(chǎn)生氣體。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)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(jìn)行圖1實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象如下表。
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試管編號 A 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(shí)驗(yàn)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?yàn)檠鯕庠谒械娜芙舛入S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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)二:定量探究影響鐵銹蝕的因素
小組設(shè)計(jì)了圖2裝置,檢查氣密性,將5g鐵粉和2g炭粉加入三頸燒瓶,t1時(shí)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(shí)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(shí)間反應(yīng)并未停止但溫度卻開始降低,原因是
生銹放熱量小于散失的熱量
生銹放熱量小于散失的熱量
。
(6)據(jù)圖2、圖4分析t3時(shí)刻后壓強(qiáng)突然變大,原因是
鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強(qiáng)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(qiáng)變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應(yīng)生成氫氣
。
【反思評價(jià)】
(7)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(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小麗同學(xué)的猜想,簡述實(shí)驗(yàn)方案。(實(shí)驗(yàn)方案包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論)
分別將鐵放入不同濃度的氧氣的試管中,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(yán)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氧氣的試管中,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(yán)重,則說明氧氣濃度越高,鐵生銹越快
。
【考點(diǎn)】探究金屬銹蝕的條件
【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;生銹放熱量小于散失的熱量;鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強(qiáng)變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應(yīng)生成氫氣;分別將鐵放入不同濃度的氧氣的試管中,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(yán)重,則說明氧氣濃度越高,鐵生銹越快
【解答】
【點(diǎn)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:142引用:5難度:0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.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(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
    步驟1:利用如圖所示裝置,將干燥的O2從導(dǎo)管a通入U(xiǎn)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(shí)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(qiáng)”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
  • 2.世界上每年因銹蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料,高達(dá)產(chǎn)量的20%~40%。某實(shí)驗(yàn)小組對鐵的銹蝕進(jìn)行如下探究。
    【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
    實(shí)驗(yàn)器材及藥品:汽水瓶4個(gè),酒瓶塞2個(gè),電吹風(fēng)1個(gè)、純凈水、食鹽
    實(shí)驗(yàn)步驟:
    (1)將4個(gè)汽水瓶分別編號為A、B、C、D。
    (2)用電吹風(fēng)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(gè)試驗(yàn)瓶放在家中觀察一周(每天觀察一次)
    【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析】
    編號 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)結(jié)論】
    ①鐵生銹的必要條件是
     
     
    同時(shí)存在。
    ②在有
     
    的情況下,生銹的程度會加深、速度會加快。
    【實(shí)驗(yàn)拓展】興趣小組同學(xué)對影響鐵生銹速率的因素進(jìn)一步進(jìn)行探究(如圖所示)。
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    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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比,可得出鐵生銹與
     
    有關(guān);B、D處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對比說明:決定鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素是
     
    。
    【實(shí)驗(yàn)應(yīng)用】
    要減少鐵的生銹,則可以從實(shí)驗(yàn)的結(jié)論出發(fā),任意切斷生銹條件中的一個(gè)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
  • 3.某?;瘜W(xué)興趣小組用如圖所示裝置對鐵生銹的條件進(jìn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明:決定鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素是
     
    。
    (4)請舉出一種防止鋼鐵腐蝕的生活實(shí)例:
     
    。
    發(fā)布:2024/9/7 12:0:8組卷:6引用:1難度:0.6
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