全世界每年因銹蝕造成浪費(fèi)的金屬高達(dá)產(chǎn)量的20%以上，但鐵銹蝕原理卻在日常生活中被廣泛應(yīng)用，例如暖寶寶、食品脫氧劑等。小組同學(xué)對(duì)暖寶寶發(fā)熱產(chǎn)生興趣，展開探究。
【資料卡片】某品牌暖寶寶的使用說明如圖。
（1）暖寶寶使用時(shí)能量的轉(zhuǎn)化形式為 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。
（2）暖寶寶“不使用時(shí)請(qǐng)勿拆開密封包裝”的原因是 防止鐵粉與空氣接觸反應(yīng)而失效防止鐵粉與空氣接觸反應(yīng)而失效。
【猜想與假設(shè)】暖寶寶成分中氯化鈉、活性炭可能加快鐵銹蝕速率，使反應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)放出大量的熱。
【實(shí)驗(yàn)方案】小組同學(xué)通過反應(yīng)過程中溫度的變化，探究氯化鈉、活性炭及兩者共同存在對(duì)鐵銹蝕速率的影響，設(shè)計(jì)完成如下4組實(shí)驗(yàn)。（實(shí)驗(yàn)在密閉容器中進(jìn)行）
| 實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 鐵粉/g | 水/mL | 活性炭/g | 氯化鈉/g | 測(cè)得10min內(nèi)溫度上升值/℃ |
| 1 | 2 | 5 | 0 | 0 | 0.1 |
| 2 | 2 | 5 | m | 0.1 | 3.1 |
| 3 | 2 | 5 | 0.2 | 0 | 22.0 |
| 4 | 2 | 5 | 0.2 | 0.1 | 56.3 |
（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和2，可探究氯化鈉對(duì)鐵銹蝕速率的影響，表中m=
0
0
。（4）為探究活性炭對(duì)鐵銹蝕速率的影響，應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)組合是
1、3
1、3
（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）。（5）綜合以上4組實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：
氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率
氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率
。【拓展與應(yīng)用】小組同學(xué)運(yùn)用該原理設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)定空氣中氧氣的含量。
反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：
| 裝置 | 集氣瓶?jī)?nèi)空氣體積/mL | 實(shí)驗(yàn)前燒杯內(nèi)水的體積/mL | 實(shí)驗(yàn)后燒杯內(nèi)水的體積/mL | 空氣中氧氣的體積百分含量 |
| A | 200.0 | 100.0 | 59.6 | n |
| B | 200.0 | 100.0 | 66.0 | 17.0% |
20.2
20.2
%（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）。（7）結(jié)合反應(yīng)原理和結(jié)果思考裝置A的優(yōu)點(diǎn)：
更環(huán)保、更準(zhǔn)確
更環(huán)保、更準(zhǔn)確
（寫兩點(diǎn)）。【表述與交流】人類智慧無(wú)窮，趨利避害，化學(xué)讓我們的生活變得更美好。
【答案】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；防止鐵粉與空氣接觸反應(yīng)而失效；0；1、3；氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率；20.2；更環(huán)保、更準(zhǔn)確
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：347引用：1難度：0.7
相似題
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1．化學(xué)小組對(duì)鋼鐵的銹蝕進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
Ⅰ．探究鋼鐵銹蝕的基本條件
（1）一段時(shí)間后，C、D、E中鐵釘生銹，A、B中鐵釘無(wú)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(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)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(duì)鋼鐵腐蝕速率的影響
用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)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(rùn)濕。測(cè)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(duì)鋼鐵腐蝕速率的影響應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)序號(hào) 鐵炭質(zhì)量比 食鹽水濃度/% 示數(shù)差3cm所用時(shí)間/s 10分鐘時(shí)溫度升高值/℃ 實(shí)驗(yàn)① 2：1 26 90 7.8 實(shí)驗(yàn)② 4：1 26 170 4.2 實(shí)驗(yàn)③ 6：1 26 190 3.3 實(shí)驗(yàn)④ 2：1 13 140 6 實(shí)驗(yàn)⑤ 2：1 6.5 140 6 （填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）。有同學(xué)提出應(yīng)該再加一組實(shí)驗(yàn)，研究鐵炭質(zhì)量比為2：1、食鹽水濃度為3.3%時(shí)的實(shí)驗(yàn)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(duì)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?jī)?nèi)，關(guān)閉分液漏斗活塞，一段時(shí)間后，至恢復(fù)到室溫時(shí)，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(hào) 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(shí)間/s 實(shí)驗(yàn)① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 實(shí)驗(yàn)② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 實(shí)驗(yàn)③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 實(shí)驗(yàn)④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②反應(yīng)后壓強(qiáng)變大。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)③時(shí)，觀察到溶液中有氣泡冒出，反應(yīng)后體系內(nèi)壓強(qiáng)卻變小了，變小的原因是。
（7）分析表中數(shù)據(jù)，在該實(shí)驗(yàn)條件下，下列說法正確的有（填字母）。
a.當(dāng)pH=2時(shí)，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(shí)不是同時(shí)發(fā)生反應(yīng)發(fā)布：2024/12/24 10:30:2組卷：193引用：4難度：0.5 -
2．在進(jìn)行“二氧化碳制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”時(shí)，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(huì)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(huì)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(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)】將四塊銅片分別按如圖放置半個(gè)月，觀察現(xiàn)象如下，A中銅片生銹且水面附近銹蝕最嚴(yán)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)合“二氧化碳澆滅蠟燭”的實(shí)驗(yàn)操作推測(cè)銅架下部容易生銹的原因是．
【實(shí)驗(yàn)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(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明（儀器自選）．
（2）請(qǐng)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 -
3．銅器長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中會(huì)生成銅綠[Cu2（OH）2CO3]，銅綠不穩(wěn)定，受熱會(huì)生成三種氧化物。
（1）根據(jù)銅綠的化學(xué)式，你認(rèn)為銅綠的形成是銅與、和氧氣共同作用的結(jié)果，你判斷的依據(jù)是。
（2）為探究銅綠的組成，小芳同學(xué)從銅器上取下適量的銅綠放入下圖所示的裝置中，加熱后，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是。
（3）請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明銅綠的組成中含有銅元素（寫出操作步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）操作步驟 現(xiàn)象 結(jié)論 發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：28引用：1難度：0.4
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