题目内容
【题目】全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一．下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究．
问题一：探究铁生锈的条件
课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计如下改进实验．
（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是______。
（2）反应开始后，甲装置中反应现象是______，MnO2的作用______。
（3）4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮．该实验说明铁生锈主要与______和______有关。B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是______。
问题二：测定铁锈的组成
铁锈的成分主要为Fe2O3H2O，还含有少量的FeCO3．某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成．取一高度腐蚀的干燥铁钉（含有少量铁），称其质量为20.08g，在N2氛围中，充分加热到质量不再减少．该过程中仅考虑发生：
，
，且不需要考虑装置中空气对本实验的影响．（碱石灰成分：CaO和NaOH固体混合物．物质的相对分子质量：Fe2O3H2O178，FeCO3116）
（1）若反应前后称得C装置总质量分别为100.00g和102.24g，则反应生成的CO2和水蒸气的总质量为______g，D装置中碱石灰的作用是______。
（2）仅有上述实验数据，无法计算组成，若在B、C之间增加一套装置即可，则装置名称和药品为______、______。
（3）经过改进后，测得m（H2O）=1.80g，m（CO2）=0.44g，请计算锈铁钉的组成．
①锈铁钉中Fe2O3H2O的质量=______g。
②锈铁钉中FeCO3的质量=______g。
③锈铁钉中单质铁的质量分数=______。
（4）将20.08g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中是否有H2？______（填“有”或“无”），请通过计算说明_____。（假设铁在H2SO4和Fe2(SO4)3，混合溶液中先发生的反应为：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，Fe2(SO4)3的相对分子质量为400）
【答案】C导管口有气泡 产生大量气泡 催化剂 水 氧气 氧气的浓度 2.24 防止空气中的二氧化碳和水进入装置C中 洗气瓶 浓硫酸 17.8 1.16 5.6% 无 解：设铁钉与硫酸反应生成硫酸铁的质量为x，与硫酸铁反应的金属铁的质量为y，
Fe2O3的质量：
Fe的质量为 1.12g
设三氧化二铁与稀硫酸反应生成硫酸铁的质量为x
x=40g
y=5.6g
5.6g＞1.12g，故铁的量少，不能和酸反应放出氢气
【解析】
问题一：（1）检查装置的气密性，将C导管接入装有水的烧杯中，微热甲装置，装置内的气体受热膨胀，会从导管口逸出，故说明气密性良好的现象是：C导管口有气泡；
（2）反应开始后，过氧化氢分解产生大量氧气，故反应现象是：产生大量气泡；
在该反应中，二氧化锰是催化剂，故MnO2的作用是催化剂；
（3）A处铁丝只与氧气接触，依然光亮，B处铁丝与氧气和水接触，表面灰暗，故实验现象说明铁生锈主要与水和氧气有关；
B处铁丝与氧气和水接触，表面灰暗，D处铁丝与空气和水接触，依然光亮，实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度，氧气浓度越大，铁生锈速度越快；
问题二：（1）根据质量守恒定律，反应生成的CO2和水蒸气的总质量为102.24g-100.00g=2.24g；D装置中碱石灰的作用是吸收空气中的二氧化碳和水，防止空气中的二氧化碳和水进入装置C中，影响实验结果；
（2）仅有上述实验数据，只能得到生成二氧化碳和水的总质量，无法计算组成，可在B、C之间增加洗气瓶、里面盛放浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，可以吸收水蒸气，通过浓硫酸质量的变化，测定生成水的质量，然后根据水的质量得出Fe2O3H2O的质量，再根据C装置的质量变化，得出生成二氧化碳的质量，继而得出FeCO3的质量，故填：洗气瓶、浓硫酸；
（3）经过改进后，测得m（H2O）=1.80g，m（CO2）=0.44g，
①设锈铁钉中Fe2O3H2O的质量为x
x=17.8g
②设锈铁钉中FeCO3的质量为y
y=1.16g
③锈铁钉中单质铁的质量为：20.08g-17.8g-1.16g=1.12g
铁的质量分数为
；
（4）将20.08g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中没有H2．
计算过程：
设铁钉与硫酸反应生成硫酸铁的质量为x，与硫酸铁反应的金属铁的质量为y，
Fe2O3的质量： Fe的质量为 1.12g
设三氧化二铁与稀硫酸反应生成硫酸铁的质量为x
x=40g
y=5.6g
5.6g＞1.12g，故铁的量少，不能和酸反应放出氢气，故填：无。
小学生10分钟口算测试100分系列答案
