某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對鐵和鐵的化合物的相關(guān)知識進(jìn)行了以下研究。
【知識回顧】鐵制品銹蝕的過程,實際上是鐵與空氣中的
H2O、O2
H2O、O2
(化學(xué)式)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。
請寫出鹽酸與鐵銹反應(yīng)的化學(xué)方程式:Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O
Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O
。
【基礎(chǔ)實驗】
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
向裝有生銹鐵釘?shù)脑嚬苤屑尤胍欢ㄙ|(zhì)量的10%的稀鹽酸 |
鐵銹逐漸消失,溶液呈黃色 |
一段時間后溶液由黃色變?yōu)闇\綠色 |
鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生 |
【提出猜想】溶液由黃色變?yōu)闇\綠色,可能是因為氯化鐵與某些物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)。
【探究實驗】進(jìn)行如下3個實驗(持續(xù)10小時,已知氫氣不影響該反應(yīng))
實驗編號 |
實驗1 |
實驗2 |
實驗3 |
實驗 示意圖 |
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實驗現(xiàn)象 |
溶液始終呈黃色 |
溶液始終呈黃色 |
溶液逐漸由黃色變?yōu)闇\綠色 |
實驗結(jié)論 |
①對比實驗 2 2 和實驗 3 3 ,說明溶液由黃色變?yōu)闇\綠色需要HCl參與; ②對比實驗 1 1 和實驗 3 3 ,說明溶液由黃色變?yōu)闇\綠色需要Fe參與。 |
【查閱資料】經(jīng)查閱資料確認(rèn),溶液由黃色變?yōu)闇\綠色,是因為在酸性條件下,發(fā)生以下反應(yīng):2FeCl
3+Fe=3FeCl
2。
【定量計算】學(xué)習(xí)小組的同學(xué)將10g表面生銹的鐵釘(雜質(zhì)不參與反應(yīng))浸泡在100g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸中充分反應(yīng),觀察到鐵銹完全消失,且產(chǎn)生氣泡一段時間,當(dāng)試管內(nèi)的反應(yīng)都結(jié)束后,此時剩余溶液中的離子有:
亞鐵離子、氯離子
亞鐵離子、氯離子
。取出光亮的鐵釘洗滌、干燥、稱量,質(zhì)量為3.6g,則原生銹鐵釘中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
92%
92%
。