题目内容

(10+6分)有一研究性学习小组在探究有关钢铁的腐蚀情况,他们进行了如下实验:在一个水槽中盛装1000 mL水,加入一定量的NaCl 固体溶解后通入SO2气体至溶液pH值约为4左右,另取一支试管(带刻度,规格50mL),一条约5cm的细铁丝,将铁丝放入试管中,加入约  10mL前面配好的溶液,迅速用拇指扣住试管口倒扣于水槽中,用铁架台将试管固定,如右下图。过一会儿:

(1)观察到试管中的液面逐渐下降,这说明
在该条件下,铁丝发生了              腐蚀,
正极材料是      电极反应是                  
(2)再过一段时间发现液面停止下降,并且开始逐渐
上升,露在液面上的铁丝表面由原来的银白色变棕褐色,这说明在该条件下,铁丝发生了
           腐蚀,正极的电极反应为                                   
①总反应为:                                    ;①反应的产物极易被进一步氧化,生成红褐色物质,②该反应的化学方程式为:                                   若铁锈的组成为:Fe2O3·xH2O ,试写出由②反应的产物在通常条件下生成铁锈的反应方程式:
                                                                  
附加题(6分)(3)已知原来铁丝质量为2 g,发生(1)情况时,依液面下降的高度折为标准状况下的体积是5.6mL,则此时,铁丝的质量变为         g ,随后液面开始上升,即发生(2)的变化,依最终液面上升的高度折算为标准状况下的体积比最开始刚倒扣于水槽中试管中溶液的体积多了1.12mL,通过计算,(2)的过程共消耗氧气       mL,若x值为2,那么铁丝的质量应为           g(以上计算有效数字保留至小数点后三位)
(1)析氢C或炭 2H2e→ H2                       
(2)吸氧   O2 4e 2H2O → 4OH
①  2Fe +O2+ 2H2O = 2Fe(OH)2                (每空1分共6分)
② 4Fe(OH)2+O2+ 2H2O = 4Fe(OH)3            ( 2分)
③ 2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O +(3-x)H2O          ( 2分)
附加题(每空2分,共6分)
(3)1.986 铁被溶解的物质的量即为氢气的物质的量,0.00025mol 即0.014g,2-0.014=1.986
6.72  被吸收氧气的体积应为  5.6+1.12=6.72 mL
2.003  1.986+增加了氧的质量(0.0003×32)+增加水的质量(0.0004×18)=2.0028  
练习册系列答案
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(10分)高锰酸钾是深紫色的针状晶体,是最常用的氧化剂之一,工业上以软锰矿(主要成分是MnO2)为原料制备高锰酸钾。下面是实验室制取高锰酸钾的过程:

①称取15g固体KOH和8g固体KClO3,导入坩埚内,混合均匀,小火加热,并用铁棒搅拌。待混合物熔融后,一面搅拌,一面将10gMnO2粉末分批加入。随着反应的进行,熔融物的粘度逐渐增大,此时用力搅拌,待反应物干涸后,再强热5~10min。
②待熔体冷却后,从坩埚内取出,放入250mL烧杯中,用80mL蒸馏水分批浸取,并不断搅拌,加热以促进其溶解。趁热减压过滤浸取液,即可得到墨绿色的K2MnO4溶液。
③将K2MnO4溶液倒入烧杯中,加热至60℃,按如图所示进行电解。阳极是光滑的镍片,卷成圆筒状,阴极为粗铁丝。接通直流电源,高锰酸钾在阳极析出沉于烧杯底部,溶液由墨绿色逐渐转为紫红色,电解1h后,停止通电,取出电极。在冷水中冷却电解液,使结晶完全,用玻璃砂布氏漏斗将晶体抽干,称重,计算产率。
  回答下列问题:
(1)步骤①发生的反应方程式为______________________________
(2)步骤①中共熔时要选择__________坩埚(填“铁”、“陶瓷”或“石英”)。
(3)写出步骤③中发生的电极反应式:
  阳极____________________________ 阴极________________________
(4)实验中用到抽滤操作,抽滤装置如下图所示,仪器B的名称是___________。抽滤完毕,吸滤瓶内的液体从_____________________倒出。步骤③抽滤时使用玻璃砂布氏漏斗的原因是_________________________________________________

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