Question

【题目】在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整．

（实验目的）铁生锈条件的探究．

（实验内容）取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象．

（实验现象）实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小．

（实验结论）铁生锈实际上是铁与空气中的_______（填名称）发生反应的结果．

（实验思考）

（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的__．

（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和_______两种现象来判断铁丝反应进行的情况．

（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是_______．

（4）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是________．

（5）化学兴趣小组在实验室中用图所示装置模拟炼铁。回答下列问题

①实验过程中，在盛有Fe2O3的硬质玻璃管中能观察到的现象是：_____。涉及的原理用化学方程式表示为____________。

②装置中澄清石灰水的作用是______；写出该反应化学方程式__________。

③实验尾气可采用_________的方式处理

Answer 1

【答案】氧气和水蒸气 1/5 试管内空气体积减少 除去水，防止生锈 铝与空气中氧气反应，生成一层致密氧化膜，覆盖在铝表面防止铝进一步被氧化 红棕色粉末变黑 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 CO2 + Ca(OH)2CaCO3 ↓+ H2O 检验二氧化碳的生成 点燃或者收集

【解析】

实验结论：

根据实验现象：实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小可知，铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水蒸气发生反应的结果；

实验思考：

（1）铁生锈过程中消耗空气中氧气，空气中氧气的体积分数约占空气体积的1/5。当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的1/5；

（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和试管内空气体积减小（或试管内液面上升），两种现象来判断铁丝反应进行的情况；

（3）根据铁生锈的原理可知，用完的菜刀要擦干存放，理由是除去水，防止生锈；

（4）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是：铝与空气中氧气反应，生成一层致密氧化膜，覆盖在铝表面防止铝进一步被氧化；

（5）①一氧化碳和氧化铁高温反应生成铁二氧化碳，会观察到红棕色粉末逐渐变成黑色，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；

②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水能用来检验二氧化碳。装置中澄清石灰水的作用是：检验生成物中的二氧化碳；二氧化碳与氢氧化钱反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式是：CO2 + Ca(OH)2CaCO3 ↓+ H2O；

③一氧化碳在空气中燃烧生成无毒的二氧化碳。实验尾气可采用点燃或者收集方式处理。