我國(guó)高鐵創(chuàng)造的中國(guó)速度令世界矚目,某學(xué)習(xí)小組對(duì)高鐵建設(shè)中的鋼鐵銹蝕進(jìn)行探究。
【提出問(wèn)題】鐵銹蝕與哪些因素有關(guān)。
【查閱資料】炭粉可加快鐵的銹蝕,炭粉不與鹽酸反應(yīng);氧化鐵能與鹽酸反應(yīng),不產(chǎn)生氣體。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)一:定性探究鐵銹蝕的因素
取四枚大小相同的潔凈無(wú)銹鐵釘分別放入試管,進(jìn)行圖1實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象如下表。
試管編號(hào) |
A |
B |
C |
D |
一周后鐵釘表面現(xiàn)象 |
有一層鐵銹 |
無(wú)明顯變化 |
無(wú)明顯變化 |
有較厚鐵銹 |
(1)對(duì)比A、B、C試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)明鐵銹蝕是與空氣中的
氧氣、水蒸氣
氧氣、水蒸氣
發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
(2)得到無(wú)氧蒸餾水可采用煮沸的方法,是因?yàn)檠鯕庠谒械娜芙舛入S溫度的升高而
降低
降低
(填“升高”或“降低”)。
(3)對(duì)比A和D試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)明鐵銹蝕快慢與
氯化鈉
氯化鈉
有關(guān)。
(4)生活中鐵制品易生銹而鋁制品不易生銹的原因是
在常溫下,鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化鋁薄膜
在常溫下,鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化鋁薄膜
。
實(shí)驗(yàn)二:定量探究影響鐵銹蝕的因素
小組設(shè)計(jì)了圖2裝置,檢查氣密性,將5g鐵粉和2g炭粉加入三頸燒瓶,t
1時(shí)刻加入2mL飽和NaCl溶液后,再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上(此時(shí)沒(méi)有推動(dòng)注射器活塞),采集數(shù)據(jù)。
(5)據(jù)圖3,說(shuō)明鐵生銹是
放熱
放熱
(填“放熱”或“吸熱”),t
2~t
3這段時(shí)間反應(yīng)并未停止但溫度卻開始降低,原因是
生銹放熱量小于散失的熱量
生銹放熱量小于散失的熱量
。
(6)據(jù)圖2、圖4分析t
3時(shí)刻后壓強(qiáng)突然變大,原因是
鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強(qiáng)變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應(yīng)生成氫氣
鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強(qiáng)變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應(yīng)生成氫氣
。
【反思評(píng)價(jià)】
(7)小麗同學(xué)猜測(cè):鐵銹蝕的快慢還可能與氧氣的濃度有關(guān),為判斷該猜測(cè)是否正確,請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小麗同學(xué)的猜想,簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案。(實(shí)驗(yàn)方案包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論)
分別將鐵放入不同濃度的氧氣的試管中,并且試管中有等量的水,若觀察到氧氣濃度較高的試管中鐵生銹嚴(yán)重,則說(shuō)明氧氣濃度越高,鐵生銹越快
分別將鐵放入不同濃度的氧氣的試管中,并且試管中有等量的水,若觀察到氧氣濃度較高的試管中鐵生銹嚴(yán)重,則說(shuō)明氧氣濃度越高,鐵生銹越快
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