金屬材料在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用,結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題:
(1)金屬的冶煉、使用、保護(hù)等往往需要考慮其活動性順序,請將金屬活動性順序補充完整
Zn
Zn
。
?
①戰(zhàn)國《韓非子?內(nèi)儲說上》提到,早期采金技術(shù)均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以
單質(zhì)
單質(zhì)
(填“單質(zhì)”或“化合物”)形式存在。
②戰(zhàn)國時期脫碳窯遺址的發(fā)現(xiàn)證明了我國古代冶鐵技術(shù)的高超水平。赤鐵礦(主要成分為Fe
2O
3)與CO在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(2)金屬在使用過程中要注意防止銹蝕,鐵生銹的條件是
與氧氣和水同時接觸
與氧氣和水同時接觸
;某校研究學(xué)習(xí)小組打開計算機軟件,連接3個氧氣傳感器并校準(zhǔn)至數(shù)值相同。在如圖1所示的配套容器中分別放入等質(zhì)量的鐵絲絨,分別倒入10mL純凈水、10mL氯化鈉溶液和10mL氫氧化鈉溶液,立即同時插入3個氧氣傳感器,并開始采集數(shù)據(jù)。300s后停止采集,可以得到實驗數(shù)據(jù)如圖2所示。
圖2實驗數(shù)據(jù)中:
曲線1表示鐵絲絨滴入水后氧氣含量的變化情況;
曲線2表示鐵絲絨滴入氯化鈉溶液后氧氣含量的變化情況;
曲線3表示鐵絲絨滴入氫氧化鈉溶液后氧氣含量的變化情況。
分析對比圖中曲線,可以得出的結(jié)論是
相同條件下,氫氧化鈉和氯化鈉可以加速鐵絲的腐蝕(合理即可)
相同條件下,氫氧化鈉和氯化鈉可以加速鐵絲的腐蝕(合理即可)
。
(3)在生產(chǎn)生活中使用廣泛。如圖3是一種市售的儲水式電熱水器結(jié)構(gòu),熱水器中的聚氨酯泡沫塑料發(fā)泡層是一種保溫材料,聚氨酯屬于
合成
合成
材料,熱水器外殼通常采用的防銹方法是
噴漆
噴漆
。
儲水式電熱水器中的鎂棒能降低水中溶解氧的含量,減弱了鐵制水箱所受到的腐蝕。受此啟發(fā),某校興趣小組將經(jīng)過打磨的鎂條放入冷水中,但實驗中發(fā)現(xiàn)鎂的表面緩慢生成細(xì)小氣泡,反應(yīng)難以持續(xù)進(jìn)行,不能持續(xù)有效的消耗溶解氧,于是他們請教了老師,老師告訴他們:鎂條放入冷水中,在鎂的表面生成了很多細(xì)小的氣泡并附著在鎂的表面,阻止了鎂和水的進(jìn)一步接觸,同時鎂表面生成的氫氧化鎂也對鎂和水的接觸存在隔離作用。生產(chǎn)自來水時加入的含氯消毒劑產(chǎn)生了Cl
-,一定濃度的Cl
-會破壞表面的Mg(OH)
2,從而加速了鎂和水的反應(yīng)。
實驗1:同學(xué)們?nèi)砟碀舛鹊穆然c溶液放入燒杯中,將打磨過的鎂條放入其中,同時在溶液中放入溶解氧傳感器,發(fā)現(xiàn)鎂表面產(chǎn)生大量的氣泡,在溶液底部產(chǎn)生了大量白色沉淀。實驗過程中,溶解氧的變化如圖4所示:
由圖4可知,溶氧量下降,氧氣參加了反應(yīng)。試寫出水中鎂條和溶解氧發(fā)生化合反應(yīng)生成氫氧化鎂的化學(xué)反應(yīng)方程式
2H2O+2Mg+O2=2Mg(OH)2
2H2O+2Mg+O2=2Mg(OH)2
。
實驗結(jié)束后,同學(xué)們又產(chǎn)生了新的疑問:Cl
-對表面Mg(OH)
2的破壞是化學(xué)變化嗎?燒杯底部的白色沉淀一定是氫氧化鎂嗎?
實驗2:他們重復(fù)上面的實驗,將溶解氧傳感器換成了pH傳感器,測得數(shù)據(jù)如圖5,由圖5可知燒杯中溶液的堿性不斷
增強
增強
(填“增強”或“減弱”),最終pH=10.98。
他們查閱資料得知,相同條件下飽和氫氧化鎂溶液的pH約為10.5。因此他們認(rèn)為白色沉淀不全是氫氧化鎂。
白色沉淀是什么呢?老師告訴他們,在一定濃度的Cl
-存在的條件下,Mg(OH)
2可以轉(zhuǎn)化成堿式氯化鎂【Mg(OH)Cl】,堿式氯化鎂加熱能分解成氧化鎂和氯化氫;堿式氯化鎂溶于酸能形成可溶性的鹽酸鹽。請根據(jù)以上信息,設(shè)計實驗證明白色沉淀中含有堿式氯化鎂(寫出實驗操作、現(xiàn)象、結(jié)論)。過濾實驗后燒杯中的物質(zhì),將所得濾渣充分洗滌、干燥、
取濾渣加熱,將生成的氣體通入硝酸銀溶液中,若產(chǎn)生白色沉淀,則濾渣中含堿式氯化鎂(合理即可)
取濾渣加熱,將生成的氣體通入硝酸銀溶液中,若產(chǎn)生白色沉淀,則濾渣中含堿式氯化鎂(合理即可)
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