25.我國已成長為一個高鐵大國,高鐵運營里程居世界第一,高鐵建設大國的背后,離不開攀鋼對百米重軌的有效支持,目前已建設的高鐵線路中,有70%的軌道來自我市,某學習小組對攀鋼煉鋼廠的某型號的鋼鐵銹蝕進行探究。
【提出問題】鐵銹蝕與哪些因素有關。
【查閱資料】炭粉可加快鐵的銹蝕,炭粉不與鹽酸反應;氧化鐵能與鹽酸反應,不產(chǎn)生氣體。
【設計實驗】
實驗一:定性探究鐵銹蝕的因素
?取四枚大小相同的潔凈某型號無銹鐵釘分別放入試管,進行圖1實驗,現(xiàn)象如下表。
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試管中實驗現(xiàn)象,說明鐵銹蝕是與空氣中的
發(fā)生化學反應。
(2)對比A和D試管中實驗現(xiàn)象,說明鐵銹蝕快慢與
(填化學式)有關;
實驗二:定量探究影響鐵銹蝕的因素小組設計了圖2裝置,檢查氣密性,將5g某型號鐵粉和2g炭粉加入三頸燒瓶,t
1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)。
(3)據(jù)圖3,說明鐵生銹是
(填“放熱”或“吸熱”),t
2~t
3這段時間反應并未停止但溫度卻開始降低,原因是
。
(4)據(jù)圖2、圖4分析t
3時刻后壓強突然變大,原因是
。
實驗三:測定部分生銹的鐵粉中鐵的含量
(5)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量分數(shù)是
。
【反思評價】
(6)學習小組有同學提出:用這種方法測得的氣體體積不夠準確,可能會導致測定的鐵的質量分數(shù)變大,可能的原因是
(填序號)。
A.裝置的氣密性不好
B.鐵與鹽酸反應放熱
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