化學(xué)小組對鋼鐵的銹蝕進(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 O2和H2OO2和H2O（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(yán)重，說明 食鹽水可以加速鐵的銹蝕食鹽水可以加速鐵的銹蝕。
（2）使用自來水重新進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)，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 自來水中含有溶解的氧氣自來水中含有溶解的氧氣。
Ⅱ．探究食鹽水對鋼鐵腐蝕速率的影響
用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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：
| 實(shí)驗(yàn)組 | 生鐵粉末質(zhì)量 | 食鹽水濃度 | 3min時瓶內(nèi)氧氣濃度 |
| 實(shí)驗(yàn)① | 3.5g | 4% | 18.96% |
| 實(shí)驗(yàn)② | 3.5g | 8% | 18.56% |
| 實(shí)驗(yàn)③ | 3.5g | 16% | 18.28% |
| 實(shí)驗(yàn)④ | 3.5g | 24% | 17.99% |
食鹽水濃度
食鹽水濃度
對鋼鐵腐蝕速率的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 食鹽水濃度越大，鐵的銹蝕速率越快
食鹽水濃度越大，鐵的銹蝕速率越快
。（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
電子
電子
。②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應(yīng)方程式為
2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O
2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O
。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：
| 序號 | 鹽酸pH | 壓強(qiáng)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(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 |
先在分液漏斗內(nèi)加水，再打開活塞，觀察若水不往下滴，表明裝置氣密性良好
先在分液漏斗內(nèi)加水，再打開活塞，觀察若水不往下滴，表明裝置氣密性良好
。（6）實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2反應(yīng)后壓強(qiáng)變大的主要原因是
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
（用化學(xué)方程式表示）。（7）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3時，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。其原因是
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3時，觀察到溶液中有氣泡冒出，是因?yàn)辂}酸和鐵反應(yīng)生成了氫氣，但是鐵生銹消耗氧氣，且消耗的氧氣比生成的氫氣多，故反應(yīng)后體系內(nèi)壓強(qiáng)變小
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3時，觀察到溶液中有氣泡冒出，是因?yàn)辂}酸和鐵反應(yīng)生成了氫氣，但是鐵生銹消耗氧氣，且消耗的氧氣比生成的氫氣多，故反應(yīng)后體系內(nèi)壓強(qiáng)變小
。（8）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
B
B
。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
【考點(diǎn)】探究金屬銹蝕的條件．
【答案】O2和H2O；食鹽水可以加速鐵的銹蝕；自來水中含有溶解的氧氣；食鹽水濃度；食鹽水濃度越大，鐵的銹蝕速率越快；電子；2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O；先在分液漏斗內(nèi)加水，再打開活塞，觀察若水不往下滴，表明裝置氣密性良好；Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3時，觀察到溶液中有氣泡冒出，是因?yàn)辂}酸和鐵反應(yīng)生成了氫氣，但是鐵生銹消耗氧氣，且消耗的氧氣比生成的氫氣多，故反應(yīng)后體系內(nèi)壓強(qiáng)變?。籅
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/12/25 12:0:1組卷：245引用：3難度：0.7
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1．化學(xué)小組對鋼鐵的銹蝕進(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(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)，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(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(shí)驗(yàn)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(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）。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(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，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，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 -
2．在進(jìn)行“二氧化碳制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”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(shí)驗(yàn)】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(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，請你設(shè)計實(shí)驗(yàn)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 -
3．銅器長時間暴露在空氣中會生成銅綠[Cu2（OH）2CO3]，銅綠不穩(wěn)定，受熱會生成三種氧化物。
（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）請你設(shè)計一個實(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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