某興趣小組發(fā)現(xiàn)鐵釘生銹速率較慢，詢問老師如何加快鐵釘生銹的速率。老師提出氯化物可能加快鐵釘生銹的速率，小組同學產生了濃厚的興趣，于是對此展開了探究。
【查閱資料】2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
【實驗探究1】探究氯化物對鐵釘生銹速率的影響。
小組同學分別將4枚鐵釘放入盛有不同液體的試管中，所用液體及觀察到的現(xiàn)象如表。
| 試管編號 | ① | ② | ③ | ④ |
| 加入液體 | 6mL蒸餾水 | 5mL蒸餾水+1mL1%NaCl溶液 | 5mL蒸餾水+1mL1%CaCl2溶液 | 5mL蒸餾水+1mL1%CuCl2溶液 |
| 現(xiàn)象 | 2天后，鐵釘表面出現(xiàn)紅色 | 1天后，鐵釘表面出現(xiàn)紅色 | 1天后，鐵釘表面出現(xiàn)紅色 | 7分鐘時鐵釘表面出現(xiàn)紅色，20分鐘后振蕩試管，底部出現(xiàn)紅色固體 |
鹽溶液能加快鐵釘生銹
鹽溶液能加快鐵釘生銹
。【實驗反思】（2）小組同學認為，試管④底部的紅色固體可能是鐵銹，也可能是銅。他們認為紅色固體可能是銅的理由是
Fe+CuCl2=Cu+FeCl2
Fe+CuCl2=Cu+FeCl2
（用化學方程式解釋）。【實驗探究2】探究試管④底部紅色固體的物質成分。
| 實驗步驟 | 實驗現(xiàn)象 | 實驗結論 | |
| 方法一 | 將試管④底部所得紅色固體加入另一試管中，再向其中加入足量的稀鹽酸 | 紅色固體全部溶解 | 紅色固體是Fe2O3 |
| 方法二 | Ⅰ、將試管④底部所得紅色固體隔絕空氣通足量氫氣加熱 |
紅色固體部分變?yōu)楹谏?/div> 紅色固體部分變?yōu)楹谏?/div>
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紅色固體是Fe2O3和Cu的混合物 |
| Ⅱ、取I反應后的固體用磁鐵吸引，剩余固體灼燒后加入足量稀硫酸 |
黑色固體被磁鐵吸引，剩余固體全部溶解，溶液變?yōu)樗{色 黑色固體被磁鐵吸引，剩余固體全部溶解，溶液變?yōu)樗{色
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氧化鐵和稀鹽酸反應生成的氯化鐵也可以和銅反應而溶解
氧化鐵和稀鹽酸反應生成的氯化鐵也可以和銅反應而溶解
。【拓展延伸】（4）老師提出，稱量反應前紅色固體質量及通氫氣加熱后的固體質量也可得出紅色固體是Fe2O3和Cu的混合物。若反應前紅色固體質量為1.6g,則生成的固體質量m的范圍是
1.12g＜m＜1.6g
1.12g＜m＜1.6g
，說明紅色固體是Fe2O3和Cu的混合物。（5）該實驗中氯化銅加速了鐵釘生銹，除了氯離子加速，還可能是
Cu2+
Cu2+
（用符號表示）。【考點】探究金屬銹蝕的條件．
【答案】鹽溶液能加快鐵釘生銹；Fe+CuCl2=Cu+FeCl2；紅色固體部分變?yōu)楹谏?；黑色固體被磁鐵吸引，剩余固體全部溶解，溶液變?yōu)樗{色；氧化鐵和稀鹽酸反應生成的氯化鐵也可以和銅反應而溶解；1.12g＜m＜1.6g；Cu2+
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：100引用：2難度：0.3
相似題
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1．化學小組對鋼鐵的銹蝕進行實驗研究。
Ⅰ．探究鋼鐵銹蝕的基本條件
（1）一段時間后，C、D、E中鐵釘生銹，A、B中鐵釘無明顯銹蝕。由A、B、C的現(xiàn)象可知，鐵的銹蝕是鐵跟等物質作用的過程。
（2）使用自來水重新進行如圖實驗，一段時間后發(fā)現(xiàn)試管B中鐵釘生銹了，其可能的原因是。
Ⅱ．探究食鹽水濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響
用如圖裝置進行實驗，每組實驗加入鐵炭總質量為24g,食鹽水體積為7.5mL，恰好能將固體潤濕。測得的數(shù)據(jù)見下表：（提供資料：示數(shù)差3cm是指U型管左側液面上升3cm。）
（3）分析食鹽水濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響應對比實驗序號 鐵炭質量比 食鹽水濃度/% 示數(shù)差3cm所用時間/s 10分鐘時溫度升高值/℃ 實驗① 2：1 26 90 7.8 實驗② 4：1 26 170 4.2 實驗③ 6：1 26 190 3.3 實驗④ 2：1 13 140 6 實驗⑤ 2：1 6.5 140 6 （填實驗序號）。有同學提出應該再加一組實驗，研究鐵炭質量比為2：1、食鹽水濃度為3.3%時的實驗數(shù)據(jù)，你覺得是否有必要，并說明理由。
（4）查閱資料得知，食鹽水中的氯離子能破壞鋼筋表面的鈍化膜，并促使鐵發(fā)生一系列反應得到氫氧化鐵，它在空氣中風化失水后變成氧化鐵。鋼筋銹蝕過程中生成氧化鐵的反應方程式是。
Ⅲ．探究水樣的pH及溶解氧濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響
步驟1：按如圖連接好裝置，檢查裝置氣密性。
步驟2：向三頸燒瓶中放入3.5g生鐵粉末，向分液漏斗內加入10mL不同濃度的稀鹽酸。
步驟3：將稀鹽酸全部注入三頸燒瓶內，關閉分液漏斗活塞，一段時間后，至恢復到室溫時，采集的數(shù)據(jù)見下表：
（5）步驟1中檢查裝置氣密性的方法為：先在分液漏斗中加水，再打開活塞，觀察到序號 鹽酸pH P反應前 P反應后 DO反應前 DO反應后 開始降低所需時間/s 實驗① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 實驗② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 實驗③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 實驗④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 實驗⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175 （填現(xiàn)象），表明裝置的氣密性良好。
（6）實驗①和實驗②反應后壓強變大。進行實驗③時，觀察到溶液中有氣泡冒出，反應后體系內壓強卻變小了，變小的原因是。
（7）分析表中數(shù)據(jù)，在該實驗條件下，下列說法正確的有（填字母）。
a.當pH=2時，鐵粉與氧氣的銹蝕速率最快
b.稀鹽酸中的溶解氧含量與鹽酸的pH有關
c.鐵粉和鹽酸，氧氣在剛接觸時不是同時發(fā)生反應發(fā)布：2024/12/24 10:30:2組卷：202引用：4難度：0.5 -
2．在進行“二氧化碳制取和性質實驗”時，小明發(fā)現(xiàn)放置小蠟燭的銅架上出現(xiàn)了綠色物質，且綠色物質只出現(xiàn)在下部（伸到燒杯下面的部分），上部和在燒杯外的部分沒有出現(xiàn)，小明思考，銅也會生銹嗎？為什么只出現(xiàn)在下部呢？銅生銹的條件是什么？
【查閱資料】銅在一定條件下會銹蝕生成一種綠色的物質（銅綠），其主要成分是堿式碳酸銅，化學式時候Cu2（OH）2CO3，受熱易分解．
【猜想與假設】依據(jù)銅綠的化學式，小明猜想銅生銹的條件可能是，銅與氧氣、共同作用，做出此猜想的依據(jù)是．
【設計實驗】將四塊銅片分別按如圖放置半個月，觀察現(xiàn)象如下，A中銅片生銹且水面附近銹蝕最嚴重，B、C、D中銅片不生銹，D裝置中氫氧化鈉溶液的作用是，寫出該反應的化學方程式．
【得出結論】根據(jù)A和D中的實驗現(xiàn)象可知銅生銹需要．
【反思與應用】利用所得結論填空，依據(jù)本實驗結合“二氧化碳澆滅蠟燭”的實驗操作推測銅架下部容易生銹的原因是．
【實驗拓展】有資料顯示，氧化銅也能加快過氧化氫溶液的分解速率．
（1）給你一支已經產生銅綠的銅架，5%過氧化氫溶液，請你設計實驗證明（儀器自選）．
（2）請你試著寫出銅生成銅綠的化學方程式．發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：52引用：1難度：0.3 -
3．化學小組對鋼鐵的銹蝕進行實驗研究。
Ⅰ．探究鋼鐵銹蝕的基本條件
（1）一段時間后，C、D、E中鐵釘生銹，A、B中鐵釘無明顯銹蝕。由A、B、C的現(xiàn)象可知，鐵的銹蝕是鐵跟（填化學式）等物質作用的過程。D中鐵釘比C中鐵釘銹蝕程度嚴重，說明。
（2）使用自來水重新進行如圖實驗，一段時間后發(fā)現(xiàn)試管B中鐵釘生銹了，其可能的原因是。
Ⅱ．探究食鹽水對鋼鐵腐蝕速率的影響
用如圖裝置進行實驗，錐形瓶中放生鐵粉末，滴管中預先加入2mL不同濃度的食鹽水，并用氧氣傳感器測定錐形瓶內的氧氣濃度，數(shù)據(jù)如下表所示：
（3）該實驗探究的是實驗組 生鐵粉末質量 食鹽水濃度 3min時瓶內氧氣濃度 實驗① 3.5g 4% 18.96% 實驗② 3.5g 8% 18.56% 實驗③ 3.5g 16% 18.28% 實驗④ 3.5g 24% 17.99% 對鋼鐵腐蝕速率的影響，其實驗結論是。
（4）查閱資料得知，食鹽水中的氯離子能破壞鋼筋表面的鈍化膜（其原理如圖所示），并促使鐵發(fā)生一系列反應得到Fe（OH）3，F(xiàn)e（OH）3在空氣中風化失水后變成氧化鐵。
①氯離子破壞鋼筋表面的鈍化膜的過程中，從陽極向陰極轉移的微粒是。
②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應方程式為。
Ⅲ．探究水樣的pH及溶解氧濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響
步驟1：按如圖連接好裝置，檢查裝置氣密性。
步驟2：向三頸燒瓶中放入3.5g生鐵粉末，向分液漏斗內加入10mL不同濃度的稀鹽酸。
步驟3：將鹽酸全部注入三頸燒瓶內，關閉分液漏斗活塞，同時采集數(shù)據(jù)見下表：
（5）步驟1中檢查裝置氣密性的方法為序號 鹽酸pH 壓強p/kPa 溶解氧/mg?L-1 p反應前 p反應后 DO反應前 DO反應后 開始降低所需時間/s 實驗① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 實驗② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 實驗③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 實驗④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 實驗⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175 。
（6）實驗1和實驗2反應后壓強變大的主要原因是（用化學方程式表示）。
（7）進行實驗3時，觀察到溶液中有氣泡冒出，反應后體系內壓強卻變小了。其原因是。
（8）分析表中數(shù)據(jù)，在該實驗條件下，下列說法正確的有。
A．當pH=2時，鐵粉與氧氣的銹蝕速率最快
B．稀鹽酸中的溶解氧含量與鹽酸的pH有關
C．鐵粉和鹽酸，氧氣的反應可以同時發(fā)生發(fā)布：2024/12/25 12:0:1組卷：247引用：3難度：0.7