Question

在生产和生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重，所以防止金属腐蚀已成为科学研究和技
术领域的重大问题．化学兴趣小组的同学在实验室中对金属的腐蚀进行了探究．
活动与探究一
分别在三个洁净干燥的试管中各加一个洁净无锈的铁钉，再在其中两个试管中加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，其它操作请仔细观察下图：

（1）探究结论：______号试管中的铁钉最容易生锈．由此可见，铁制品生锈需要的条件是______．
活动与探究二
向铁粉中加入少量的炭粉（模拟铁钉的成分），混合均匀后，撒入内壁分别用稀盐酸和氯化钠溶液润湿过的两只具支试管（分别标记为a、b），按下图装好仪器．几分钟后，打开止水夹，观察发现：a装置右侧小试管中液面上升，导管中液面下降；而b装置右侧小试管中液面下降，导管中液面上升；b装置固体混合物中发现有红色物质生成．

（2）请你推测：a装置右侧小试管中液面上升的原因是______；b装置右侧小试管中液面下降的原因是______．
（3）将“活动与探究一”中已生锈的铁钉放入稀盐酸中，可观察到______、______，化学方程式为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）铁生锈的条件是：与氧气接触，有水参加．
（2）而单质铁可以和盐酸反应生成氢气，导致支管试管内气压增大排出导管内气体，致使图a中试管内液体上升．铁生锈消耗了氧气，导致支管试管内气压降低，致使图b中试管内液体下降．
（3）生锈的铁钉放入稀盐酸，先是铁锈溶解，后铁与盐酸反应．
解答：解：（1）铁生锈的条件是：与氧气接触，有水参加，二者缺一不可
（2）铁与盐酸反应生成了氢气，左侧试管中气体增加；而氧气与铁和水发生了反应会减少，左侧试管中气体减少．
（3）铁锈（Fe₂O₃）与盐酸反应而消失，溶液成黄色（Fe³⁺颜色）[如果进一步反应，铁与盐酸反应生成氢气，溶液呈浅绿色（Fe²⁺颜色）]
故答案为：（1）Ⅰ；铁与氧气、水接触；
（2）有氢气产生；氧气参加了反应．
（3）铁锈溶解；溶液变黄；Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O[铁锈溶解，并有气泡生成，溶液呈浅绿色，Fe₂O₃+6 HCl═2FeCl₃+3 H₂O和Fe+2 HCl═FeCl₂+H₂↑]
点评：铁生锈的条件是氧气和水都与铁接触，酸与铁反应生成氢气，氯化钠能促进铁的锈蚀．生锈的铁钉与酸反应，一般只考虑第一步，第二步反应一般不予考虑．