化學研究性學習小組對鐵生銹開展深入的探究。
（1）比較與分析鐵釘在不同條件下生銹程度。同學們設計了如圖所示的對比實驗，并進行實驗。4h后觀察到：試管Ⅰ、Ⅱ中的鐵釘均生銹，試管Ⅰ鐵釘生銹程度大于試管Ⅱ；試管Ⅲ中鐵釘不生銹。
①試管Ⅰ鐵釘生銹程度大于試管Ⅱ的原因是 試管中鐵釘與氧氣接觸面積更大試管中鐵釘與氧氣接觸面積更大。
②試管Ⅲ中，使用冷卻后的沸水的目的是 除去水中溶解的氧氣除去水中溶解的氧氣。
③鐵釘生銹的其中一步反應是鐵與氧氣、水共同作用生成 氫氧化亞鐵，該反應的化學方程式是 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）22Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。
（2）探究植物油能否完全隔絕氧氣。
同學們第二天觀察，發(fā)現(xiàn)試管Ⅲ中的鐵釘也有銹斑。為此大家又做了如下探究。
[進行實驗]
實驗1：將涂水的鐵片置于植物油中，并放置于密封的無氧容器中，8h后觀察鐵片無銹跡。排除植物油和鐵片上的水中微量氧氣對鐵片銹蝕的影響。
實驗2：將涂水的鐵片置于植物油中，并敞口放置于空氣中，8h后發(fā)現(xiàn)少量銹斑，再過一段時間后觀察，銹斑面積增大。
①綜合以上兩個實驗，可得出結論是 植物油不能完全隔絕空氣中的氧氣植物油不能完全隔絕空氣中的氧氣。
[交流討論]
②查閱文獻獲知，植物油對空氣中的水分有較好的隔絕效果，請設計實驗方案加以驗證：將干燥的鐵片置于油中，并敞口放置于潮濕的空氣中，8h后觀察到鐵片無銹跡將干燥的鐵片置于油中，并敞口放置于潮濕的空氣中，8h后觀察到鐵片無銹跡。
（3）在老師的指導下，進一步探究酸性條件下鐵銹蝕的情況。
[查閱資料]
Ⅰ．溶解氧是指溶解在水里氧氣的量，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。
Ⅱ．醋酸具有酸的通性，能與活潑金屬發(fā)生反應。
[實驗探究]
將4份等質量的鐵粉和碳粉的混合物分別加入相同體積不同pH的醋酸的水溶液中，分別用溶解氧傳感器和壓強傳感器采集數(shù)據(jù)獲得如圖和如表。
| pH | 壓強/KPa | ||
| 實驗前 | 實驗后 | 壓強差 | |
| 2.0 | 90.56 | 91.58 | 1.02 |
| 3.0 | 90.46 | 91.23 | 0.77 |
| 4.0 | 90.48 | 90.34 | -0.14 |
| 5.0 | 90.81 | 90.64 | -0.17 |
鐵生銹不斷消耗氧氣
鐵生銹不斷消耗氧氣
。②從表中可知pH為2.0～3.0時，實驗后系統(tǒng)中氣體壓強增大，是因為
鐵與醋酸反應產(chǎn)生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
鐵與醋酸反應產(chǎn)生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
。【考點】探究金屬銹蝕的條件．
【答案】試管中鐵釘與氧氣接觸面積更大；除去水中溶解的氧氣；2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2；植物油不能完全隔絕空氣中的氧氣；將干燥的鐵片置于油中，并敞口放置于潮濕的空氣中，8h后觀察到鐵片無銹跡；鐵生銹不斷消耗氧氣；鐵與醋酸反應產(chǎn)生氫氣的體積大于鐵生銹消耗的氧氣體積
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：368引用：4難度：0.1
相似題
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1．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(jīng)產(chǎn)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 -
2．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 -
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