1.  实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置,约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进,使出现明显现象的时间缩短至5~10分钟,改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。

(1) 图1实验中,对比(填序号)可知,铁生锈与氧气有关。
(2) 图2实验中,证明铁生锈与水有关的现象为
(3) 图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是
(4) 图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间,但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处(答一条即可)。
【考点】
探究金属锈蚀的条件;
【答案】

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1. 铁是生产生活中使用最广泛的金属,但铁制品容易腐蚀生锈。

探究一:铁制品锈蚀的条件

步骤1:利用图一所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内充满O2后,将导管a、b处的止水夹K1、K2夹紧。

步骤2:一段时间后,观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。

回答下列问题:

(1) 步骤1中,观察到①处没有明显变化,说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有(填化学式),②处可能观察到的现象是,③处没有明显变化,说明纯铁的抗腐蚀能力较(填“强”或“弱”)。
(2) 待U形管内有明显现象后,将b导管插入水中,打开止水夹K2 , 观察到现象,说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了O2
(3) 探究二:酸性条件下铁发生腐蚀的影响因素

将混合均匀的铁粉和炭粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图二)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。

编号

实验目的

炭粉/g

铁粉/g

醋酸/%

为以下实验做参照

1.0

3.0

80.0

探究醋酸浓度的影响

1.0


32.0


0.5

3.0

80.0

资料:炭粉不参与锥形瓶中的化学反应,醋酸溶液显酸性。

上表中编号②实验中铁粉的质量为;编号③实验的实验目的是

(4) 编号①实验测得容器中压强随时间变化如图三,t2时容器中压强明显小于起始压强,其原因是
(5) 兴趣小组总结了图四中0~t1时压强增大的原因,可能是
实验探究题 困难
3. 化学小组对钢铁的锈蚀进行实验研究。
(1) I.探究钢铁锈蚀的基本条件

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(填化学式)等物质作用的过程。D中铁钉比C中铁钉锈蚀程度严重,说明

(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
(3) II.探究食盐水对钢铁腐蚀速率的影响

用如图装置进行实验,锥形瓶中放生铁粉末,滴管中预先加入2mL不同浓度的食盐水,并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度,数据如下表所示:

实验组

生铁粉末质量

食盐水浓度

3min时瓶内氧气浓度

实验①

3.5g

4%

18.96%

实验②

3.5g

8%

18.56%

实验③

3.5g

16%

18.28%

实验④

3.5g

24%

17.99%

该实验探究的是对钢铁腐蚀速率的影响,其实验结论是
(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(其原理如图所示),并促使铁发生一系列反应得到Fe(OH)3 , Fe(OH)3在空气中风化失水后变成氧化铁。

①氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中,从阳极向阴极转移的微粒是

②钢筋锈蚀过程中得到氧化铁的反应方程式为

(5) 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:按如图连接好装置,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:将盐酸全部注入三颈烧瓶内,关闭分液漏斗活塞,同时采集数据见下表:

序号

盐酸pH

压强p/kPa

溶解氧/mg·L-1

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

步骤1中检查装置气密性的方法为

(6) 实验1和实验2反应后压强变大的主要原因是(用化学方程式表示)。
(7) 进行实验3时,观察到溶液中有气泡冒出,反应后体系内压强却变小了。其原因是
(8) 分析表中数据,在该实验条件下,下列说法正确的有____。 A. 当pH=2时,铁粉与氧气的锈蚀速率最快 B. 稀盐酸中的溶解氧含量与盐酸的pH有关 C. 铁粉和盐酸,氧气的反应可以同时发生
实验探究题 困难