我國高鐵創(chuàng)造的中國速度令世界矚目。高鐵建設(shè)過程中因銹蝕報(bào)廢了部分鋼鐵材料。某學(xué)習(xí)小組對鋼鐵銹蝕的因素進(jìn)行探究。
【提出問題】鐵銹蝕與哪些因素有關(guān)？
【查閱資料】氯化鈣是常用的干燥劑。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)一：定性探究影響鐵銹蝕的因素
取五枚大小相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管，進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)。
一段時間后，A、D、E中鐵釘生銹，B、C中鐵釘無明顯銹蝕。
【得出結(jié)論】
（1）對比試管A、B和 CC中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明鐵銹蝕是鐵與空氣中的氧氣和水作用的過程。
（2）試管D、E中鐵釘比試管A中鐵釘銹蝕程度嚴(yán)重，通過對比，說明鐵銹蝕與溶液中 Cl-Cl-（填具體微粒符號）有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)二：定量探究溶液的pH對鐵銹蝕的影響
用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，向三頸燒瓶中放入3.5g相同的生鐵粉末，向分液漏斗內(nèi)加入10mL不同濃度的稀鹽酸。
| 實(shí)驗(yàn)組 | 鹽酸pH | 壓強(qiáng)p/kPa | 氧氣濃度開始降低時間/s | |
| 反應(yīng)前 | 反應(yīng)后 | |||
| 實(shí)驗(yàn)① | 2.0 | 90.8 | 91.8 | 第131 |
| 實(shí)驗(yàn)② | 4.0 | 90.8 | 90.3 | 第24 |
| 實(shí)驗(yàn)③ | 6.0 | 90.8 | 90.6 | 第175 |
（3）實(shí)驗(yàn)①反應(yīng)后壓強(qiáng)變大的主要原因是
鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，而氣體增多，壓強(qiáng)增大
鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，而氣體增多，壓強(qiáng)增大
。（4）實(shí)驗(yàn)①②③中，鐵粉與鹽酸、鐵粉與氧氣的反應(yīng)
不能
不能
（填“能”或“不能”）同時開始。【得出結(jié)論】
（5）當(dāng)pH=
4.0
4.0
時，鐵粉的銹蝕程度最大。【延伸拓展】為了研究溶液中不同離子對鐵釘銹蝕速率的影響，該小組利用相同濃度、相同體積的NaNO3溶液、NaCl溶液分別進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)，用數(shù)字傳感器測定裝置內(nèi)氧氣濃度的變化，結(jié)果如圖所示。
（6）兩條曲線都呈現(xiàn)“先陡后緩”的趨勢，即銹蝕速率先快后慢，請結(jié)合圖分析，可以得出的結(jié)論是：
溶液中Cl-加快鐵釘銹蝕的能力強(qiáng)于
N
O
-
3
溶液中Cl-加快鐵釘銹蝕的能力強(qiáng)于
。N
O
-
3
【考點(diǎn)】探究金屬銹蝕的條件．
【答案】C；Cl-；鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，而氣體增多，壓強(qiáng)增大；不能；4.0；溶液中Cl-加快鐵釘銹蝕的能力強(qiáng)于
N
O
-
3
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/5/1 8:0:8組卷：55引用：2難度：0.6
相似題
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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：204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(jì)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(jì)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．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（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。
（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：
（3）該實(shí)驗(yàn)探究的是實(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% 對鋼鐵腐蝕速率的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)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(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。
②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應(yīng)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(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：
（5）步驟1中檢查裝置氣密性的方法為序號 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 。
（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（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。
（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。
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)生發(fā)布：2024/12/25 12:0:1組卷：247引用：3難度：0.7
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