金屬的性質和應用是化學研究的重要課題。
【知識回顧】
（1）鐵絲在潮濕的空氣中會慢慢銹蝕，是鐵與 O2、H2OO2、H2O（填化學式）等物質作用的過程。
【實驗探究】（以下實驗均在室溫和1標準大氣壓的環(huán)境中進行）
（2）制作暖寶寶要用到鐵粉、活性炭、氯化鈉等物質。
【實驗1】如圖1所示，稱取2.0g鐵粉和2.5g活性炭，攪拌均勻，用濾紙包好，再滴入約1mL溶質質量分數(shù)為5%的氯化鈉溶液，迅速用溫度傳感器測量，實驗進行到450s時搓揉一次濾紙包使表面結塊的混合物松散，實驗過程中別得混合物溫度隨時間變化的曲線如圖2所示。
圖中450s后混合物溫度繼續(xù)升高的原因是 增加氣體與樣品的充分接觸，鐵生銹速率加快，放出熱量增加增加氣體與樣品的充分接觸，鐵生銹速率加快，放出熱量增加。
（3）無煙食品加熱劑（內裝有鎂粉、鐵粉和氯化鈉等化學品）常用于野外加熱食物，使用時向化學品中加入一定量的水，能迅速反應升溫使水沸騰，對食物進行加熱。
【實驗2】向加有100mL水的隔熱容器中分別加入下表各組物質，連續(xù)攪拌，每50s記錄一次溫度，測得溫度變化曲線如圖所示。
| 實驗 | 物質 | ||
| 鎂 | 鐵 | 氯化鈉 | |
| Ⅰ | 2.4g,條狀 | 2.8g粉末狀 | 5.85g粉末狀 |
| Ⅱ | 2.4g,顆粒狀 | ||
| Ⅲ | 2.4g,粉末狀 | ||
①分析上述實驗可以發(fā)現(xiàn)影響鎂和水反應速率的因素是
鎂條形狀
鎂條形狀
。②無煙食品加熱劑的成分不能用于制作暖寶寶的理由是
反應后溫度過高，會燒傷皮膚
反應后溫度過高，會燒傷皮膚
。③從上述實驗可知，“無煙食品加熱劑”需密封保存的原因是與空氣中的
水
水
有關。④在實驗2基礎上，若要證明溫度升高的主要原因是鎂參與了反應，設計實驗方案是
向加有100mL水的隔熱容器中加入5.2g粉末狀鐵與5.85g粉末狀的氯化鈉，連續(xù)攪拌，每50s記錄一次溫度，測得溫度變化曲線
向加有100mL水的隔熱容器中加入5.2g粉末狀鐵與5.85g粉末狀的氯化鈉，連續(xù)攪拌，每50s記錄一次溫度，測得溫度變化曲線
。（4）化學興趣小組按如圖所示裝置進行實驗，瓶中的氧氣可以幾乎耗盡，測得實驗數(shù)據(jù)如下表所示。
| 測量項目 | 實驗前 | 實驗后 | |
| 集氣瓶（扣除內容物）和導管的容積 | 燒杯中水的體積 | 燒杯中水的體積 | |
| 體積/mL | 131.0 | 90.0 | 63.6 |
20.2%
20.2%
（計算結果精確到0.1%）。②銅能與空氣中氧氣、水和二氧化碳反應而銹蝕，生成銅綠【主要成分為Cu2（OH）2CO3】，若將如圖裝置中的鐵粉換成足量的銅粉進行實驗，
不能
不能
（選填“能”或“不能”）比較準確的測定空氣中氧氣的含量，理由是 空氣中氧氣體積分數(shù)是21%，二氧化碳含量只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡
空氣中氧氣體積分數(shù)是21%，二氧化碳含量只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡
。（提示：銅與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應銹蝕時，當參加反應的氧氣和二氧化碳的體積相等時，反應才能恰好完成。）【考點】探究金屬銹蝕的條件．
【答案】O2、H2O；增加氣體與樣品的充分接觸，鐵生銹速率加快，放出熱量增加；鎂條形狀；反應后溫度過高，會燒傷皮膚；水；向加有100mL水的隔熱容器中加入5.2g粉末狀鐵與5.85g粉末狀的氯化鈉，連續(xù)攪拌，每50s記錄一次溫度，測得溫度變化曲線；20.2%；不能；空氣中氧氣體積分數(shù)是21%，二氧化碳含量只有0.03%，銅不能將裝置中的氧氣幾乎耗盡
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：169引用：1難度：0.3
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：200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
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