某品牌暖足贴的主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠、水和蛭石。化学小组利用所学知识开展“自制暖足贴”探究活动。【查阅资料】暖足贴里面的铁粉在空气当中可以产生氧化反应，然后发出热量，具有保暖的作用。利用活性炭的强吸附性，在治性炭的疏松结构中储有水蒸气，水蒸气液化成水滴，水滴流出与空气和铁粉接触，在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生氧化反应，放出热量。此外，蛭石是一种超级保温材料，加入蛭石能够延长暖足贴的发热时间并且还能持续保温，从而起到更好的保暖效果。【自制暖足贴】I.取一定量铁粉和活性炭，加入无纺袋中(与市售所用无纺布相同)，按比例加入氯化钠和水，混合均匀。II.相同环境下，利用温度传感器测定两种暖足贴温度随时间的变化，如图所示。【数据分折】

1. 某品牌暖足贴的主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠、水和蛭石。化学小组利用所学知识开展“自制暖足贴”探究活动。

【查阅资料】暖足贴里面的铁粉在空气当中可以产生氧化反应，然后发出热量，具有保暖的作用。利用活性炭的强吸附性，在治性炭的疏松结构中储有水蒸气，水蒸气液化成水滴，水滴流出与空气和铁粉接触，在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生氧化反应，放出热量。此外，蛭石是一种超级保温材料，加入蛭石能够延长暖足贴的发热时间并且还能持续保温，从而起到更好的保暖效果。

【自制暖足贴】I.取一定量铁粉和活性炭，加入无纺袋中(与市售所用无纺布相同)，按比例加入氯化钠和水，混合均匀。II.相同环境下，利用温度传感器测定两种暖足贴温度随时间的变化，如图所示。

【数据分折】

(1) 发热的原因是铁粉与反应生锈并放热。

(2) 分析比较，自制暖足贴的明显不足是(答出一点即可)，由推测此市售暖足贴成分中蛭石的作用是。

(3) 铁生锈也造成了一定程度的金属资源浪费，写出一种防止铁生锈的方法。

【考点】

金属锈蚀的条件及其防护;

【答案】

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实验探究题普通

化学小组对钢铁的锈蚀进行实验研究。

I．探究钢铁锈蚀的基本条件

（1）一段时间后，C、D、E中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟等物质作用的过程。

（2）使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是。

II．探究食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响

用下图装置进行实验，每组实验加入铁炭总质量为24g，食盐水体积为7.5mL，恰好能将固体润湿。测得的数据见下表：（提供资料：示数差3cm是指U型管左侧液面上升3cm。）

序号	铁炭质量比	食盐水浓度/%	示数差3cm所用时间/s	10分钟时温度升高值/℃
实验①	2：1	26	90	7.8
实验②	4：1	26	170	4.2
实验③	6：1	26	190	3.3
实验④	2：1	13	140	6
实验⑤	2：1	6.5	140	6

（3）分析食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响应对比实验（填实验序号）。有同学提出应该再加一组实验，研究铁炭质量比为2：1、食盐水浓度为3.3%时的实验数据，你觉得是否有必要，并说明理由。

（4）查阅资料得知，食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜，并促使铁发生一系列反应得到氢氧化铁，它在空气中风化失水后变成氧化铁。钢筋锈蚀过程中生成氧化铁的反应方程式是。

III．探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀速率的影响

步骤1：按下图连接好装置，检查装置气密性。

步骤2：向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。

步骤3：将稀盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，一段时间后，至恢复到室温时，采集的数据见下表：

序号	盐酸pH
序号	盐酸pH	P_反应前	P_反应后	DO_反应前	DO_反应后	开始降低所需时间/s
实验①	2.0	90.8	91.8	5.2	4.3	131
实验②	3.0	90.8	91.5	5.0	3.7	68
实验③	4.0	90.8	90.3	4.9	3.4	24
实验④	5.0	90.8	90.5	4.9	3.7	98
实验⑤	6.0	90.8	90.6	4.4	3.7	175