化學(xué)興趣小組對鐵銹的形成過程展開如下探究。
Ⅰ.為了探究鐵生銹的過程，同學(xué)們設(shè)計了如圖所示實驗。同學(xué)們經(jīng)過一段時間的觀察，發(fā)現(xiàn) AA（填裝置序號）裝置中出現(xiàn)了明顯的銹跡，于是得出鐵生銹是鐵與 水、氧氣水、氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。
Ⅱ.通過上述實驗，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)鐵釘生銹需要幾天的時間，于是詢問老師如何加快鐵釘生銹的速率，告知氯化物可能加快鐵釘生銹的速率。
【提出問題】氯化物對鐵釘生銹有怎樣的影響？
【查閱資料】NaCl、CaCl2、CuCl2等由氯離子與金屬離子構(gòu)成的鹽均屬于氯化物。
【進行實驗】
實驗1：探究氯化物對鐵釘生銹速率的影響。
| 試管編號 | ① | ② | ③ | ④ |
| 實驗 |  |
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| 現(xiàn)象 | 2天后，鐵釘表面出現(xiàn)紅色物質(zhì) | 1天后，鐵釘表面出現(xiàn)紅色物質(zhì) | 1天后，鐵釘表面出現(xiàn)紅色物質(zhì) | 7分鐘時，鐵釘表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)，20分鐘后試管底部出現(xiàn)紅色固體 |
5
5
mL蒸餾水。（2）對比實驗①②③可以得到的結(jié)論是
氯化物能加快鐵釘生銹的速率
氯化物能加快鐵釘生銹的速率
。實驗2：探究試管④中紅色固體的成分。
（3）小組同學(xué)認為，試管④中的紅色沉淀可能是鐵銹，也可能是銅。他們認為紅色沉淀可能是銅的理由是
Fe+CuCl2═FeCl2+Cu
Fe+CuCl2═FeCl2+Cu
。（用化學(xué)方程式表示）【進行實驗】
| 實驗步驟 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象 |
| Ⅰ | 取出④中鐵釘，過濾剩余物，洗滌濾紙上的物質(zhì) | 固體為紅色 |
| Ⅱ | 將步驟Ⅰ中所得紅色固體加入試管中，再向試管中加入足量的X | 紅色固體大部分溶解，溶液變?yōu)辄S色 |
| Ⅲ | 將步驟Ⅱ所得混合物過濾、洗滌、干燥，得到的固體置于石棉網(wǎng)上灼燒 | 紅色固體變黑 |
| Ⅳ |
將步驟Ⅲ所得黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸 將步驟Ⅲ所得黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸
|
黑色固體全部溶解，溶液變?yōu)樗{色 |
稀鹽酸或稀硫酸
稀鹽酸或稀硫酸
。（5）步驟Ⅳ中進行的實驗操作是
將步驟Ⅲ所得黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸
將步驟Ⅲ所得黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸
。【實驗結(jié)論】（6）由實驗2得出結(jié)論，試管④中紅色固體的成分是
氧化鐵和銅
氧化鐵和銅
。【反思與評價】（7）結(jié)合實驗1、2的探究結(jié)論，對于“氯化物對鐵釘生銹速率的影響”，請你提出進一步的假設(shè)。
【答案】A；水、氧氣；5；氯化物能加快鐵釘生銹的速率；Fe+CuCl2═FeCl2+Cu；將步驟Ⅲ所得黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸；稀鹽酸或稀硫酸；將步驟Ⅲ所得黑色固體于試管中，加入足量稀硫酸；氧化鐵和銅
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：55引用：1難度：0.5
相似題
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1．在進行“二氧化碳制取和性質(zhì)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(zhì)，且綠色物質(zhì)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(zhì)（銅綠），其主要成分是堿式碳酸銅，化學(xué)式時候Cu2（OH）2CO3，受熱易分解．
【猜想與假設(shè)】依據(jù)銅綠的化學(xué)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(shè)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(yīng)的化學(xué)方程式．
【得出結(jié)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(yīng)用】利用所得結(jié)論填空，依據(jù)本實驗結(jié)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(jīng)產(chǎn)生銅綠的銅架，5%過氧化氫溶液，請你設(shè)計實驗證明（儀器自選）．
（2）請你試著寫出銅生成銅綠的化學(xué)方程式．發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：52引用：1難度：0.3 -
2．化學(xué)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(zhì)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(zhì)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(cè)液面上升3cm。）
（3）分析食鹽水濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響應(yīng)對比實驗序號 鐵炭質(zhì)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(xué)提出應(yīng)該再加一組實驗，研究鐵炭質(zhì)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(yīng)得到氫氧化鐵，它在空氣中風(fēng)化失水后變成氧化鐵。鋼筋銹蝕過程中生成氧化鐵的反應(yīng)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(nèi)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(nèi)，關(guān)閉分液漏斗活塞，一段時間后，至恢復(fù)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(yīng)前 P反應(yīng)后 DO反應(yīng)前 DO反應(yīng)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(yīng)后壓強變大。進行實驗③時，觀察到溶液中有氣泡冒出，反應(yīng)后體系內(nèi)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(dāng)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(guān)
c.鐵粉和鹽酸，氧氣在剛接觸時不是同時發(fā)生反應(yīng)發(fā)布：2024/12/24 10:30:2組卷：194引用：4難度：0.5 -
3．化學(xué)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(xué)式）等物質(zhì)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(yù)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(nèi)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(zhì)量 食鹽水濃度 3min時瓶內(nèi)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(jié)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(yīng)得到Fe（OH）3，F(xiàn)e（OH）3在空氣中風(fēng)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(zhuǎn)移的微粒是。
②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應(yīng)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(nèi)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(nèi)，關(guān)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(yīng)前 p反應(yīng)后 DO反應(yīng)前 DO反應(yīng)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(yīng)后壓強變大的主要原因是（用化學(xué)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(yīng)后體系內(nèi)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(dāng)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(guān)
C．鐵粉和鹽酸，氧氣的反應(yīng)可以同時發(fā)生發(fā)布：2024/12/25 12:0:1組卷：245引用：3難度：0.7
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