研究金属的腐蚀对资源的利用和保护意义重大.
(1)为了探究铁锈蚀的条件,进行如图1所示实验.经过一周后观察,试管A和C中的铁钉无明显变化,试管B中的铁钉明显锈蚀.

①通过实验发现:铁锈蚀是铁与
水和氧气
水和氧气
发生化学反应的过程.
②A中加入的蒸馏水要事先煮沸,其目的是
将溶解在水中的氧气赶出把溶解在水中的氧气排出
将溶解在水中的氧气赶出把溶解在水中的氧气排出

(2)家中的刀具若沾有食盐水锈蚀更快.为了进一步探究影响铁锈蚀速率的因素,做了如下的实验.
【提出问题】铁锈蚀速率与哪些因素有关.
【查阅资料】①物质溶解在水中得到的混合物称为水溶液,如氯化钠溶解在水中得到氯化钠溶液,乙醇溶解在水中得到乙醇溶液.        ②氯化钠溶液能导电;乙醇溶液不能导电.
【猜想】铁的锈蚀速率与下列因素有关:①反应时的温度;②氧气的含量;③水溶液的导电性.
【实验】每次取两套如图2所示的装置,编号为I、II.向两套装置中分别装入质量、大小相同的铁钉和等体积的蒸馏水,进行如下三组对比实验(实验开始时,各瓶内气体压强保持一致).
影响因素 实验设计 实验现象 实验结论及解释
①温度 装置I放入25℃恒温环境中,装置II放入40℃恒温环境中. 两套装置中铁钉均锈蚀,且U型管中液面均由b处上升至a处,则所需时间I>II. 锈蚀的速率I<II;铁的锈蚀速率与反应时的温度有关,
温度越高,铁的锈蚀速率越快
温度越高,铁的锈蚀速率越快
②氧气含量
在相同温度下,向I、II两套装置的集气瓶中分别通入氧气和空气.
在相同温度下,向I、II两套装置的集气瓶中分别通入氧气和空气.
铁钉均锈蚀,且U型管中液面由b处上升至a处所需时间I<II.
铁钉均锈蚀,且U型管中液面由b处上升至a处所需时间I<II.
铁的锈蚀速率与氧气的含量有关,氧气的含量越多,铁的锈蚀越快.
③水溶液的导电性 在相同温度下,装置I集气瓶中加入10mL氯化钠溶液;装置II集气瓶中加入10mL乙醇. 两套装置中铁钉均锈蚀;
且U型管中液面均由b处上升至a处,则所需时间I<II.
铁的锈蚀速率与水溶液的导电性有关,在能导电的溶液中,锈蚀的速率加快.
铁的锈蚀速率与水溶液的导电性有关,在能导电的溶液中,锈蚀的速率加快.
(3)若将两根铁钉分别放入两支试管中,在一支试管中加入稀硫酸,另一支试管中加入稀盐酸,观察到两支试管内均有大量气泡产生,铁钉逐渐溶解,在酸溶液中被快速腐蚀.
【反思与提高】根据该探究实验以及你所学的知识,判断下列说法正确的是
AC
AC
(填序号).
A.金属的腐蚀是指金属单质与其它物质发生化学反应的过程[
B.金属越活泼,就越容易被锈蚀
C.金属腐蚀不一定要有氧气参加.
学习中和反应时,老师和同学们展开了如下探究:
【探究一】:探究实验过程中的能量变化
用胶头滴管将10%的稀盐酸逐滴加入盛有NaOH溶液的烧杯中,并用温度计测量温度变化.
小军发现:随着稀盐酸的不断滴入,溶液的温度先升高后降低.对此合理的解释是
盐酸和氢氧化钠溶液反应要放出热量,等反应完全后不再放热,
盐酸和氢氧化钠溶液反应要放出热量,等反应完全后不再放热,

而加入的盐酸会使溶液的温度降低
而加入的盐酸会使溶液的温度降低

【探究二】:探究反应发生及反应终点问题
实验中,除了温度有变化外,没有任何现象能证明反应是否发生及反应是否已至终点,小雯同学在老师的帮助下,进行了下图所示的探究实验(滴加试剂时同时搅拌).
①通过实验现象,小雯排除了实验B,你认为她的理由是
石蕊遇碱变蓝,遇中性溶液变紫,而这两种颜色比较接近,现象不明显
石蕊遇碱变蓝,遇中性溶液变紫,而这两种颜色比较接近,现象不明显

②实验C中溶液的颜色最终变成了红色,但也被排除,原因是
溶液变为红色,表明盐酸和氢氧化钠反应,但是滴加的氢氧化钠过量,不容易判断终点,所以该方案不合适
溶液变为红色,表明盐酸和氢氧化钠反应,但是滴加的氢氧化钠过量,不容易判断终点,所以该方案不合适

③实验时,老师告诉小雯:相对于实验A,实验D也有不足.通过下面的资料,你认为理由是
根据资料可以知道溶液只有达到弱碱性时石蕊才会变成紫色,而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时溶液呈中性,所以滴加的氢氧化钠溶液依然过量,所以该方案不合适
根据资料可以知道溶液只有达到弱碱性时石蕊才会变成紫色,而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时溶液呈中性,所以滴加的氢氧化钠溶液依然过量,所以该方案不合适

【资料卡片】:
紫色石蕊试液和无色酚酞试液在不同酸碱性溶液中的变色情况
紫色石蕊试液 pH<5.0:红色 5.0<pH<8.0:紫色 pH>8.0:蓝色
无色酚酞试液 pH<8.2:无色 8.2<pH<10.0:红色 pH>10.0:无色
④小杰认为:将NaOH溶液和稀盐酸混合后的溶液蒸干,若得到白色固体,则说明反应生成NaCl,从而确认反应已发生,你认为这种观点是否正确,并说出理由?
不正确;氢氧化钠也为白色固体
不正确;氢氧化钠也为白色固体

【探究三】:探究实验过程中的意外情况
(1)为了提高实验的趣味性,老师演示了如下图所示的连贯实验,回答下列问题:
①实验1所得溶液沸腾时的温度
100℃(填“>”、“<”或“=”);
②实验后溶液一定显碱性的试管有
4
4
支,实验3后溶液中NaOH质量分数
(填“>”、“<”或“=”)实验2后溶液中NaOH质量分数;
③通过上述探究,你对酚酞试液在碱性溶液中的颜色变化有何新的认识?
在温度较高的时候酚酞在碱性溶液中不会变红.
在温度较高的时候酚酞在碱性溶液中不会变红.

(2)小岳在他的实验过程中意外发现有气泡出现,你认为原因是
氢氧化钠变质
氢氧化钠变质

【探究四】:从部分变质的NaOH样品中回收较为纯净的NaOH
小江同学查阅了不同温度下NaOH的溶解度(见资料卡片),并按如下步骤进行了实验(其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为实验操作):
【资料卡片】:
温度/°C 10 20 40 60 80 100
溶解度/g 64 85 138 203 285 376

①试剂A是
Ca(OH)2
Ca(OH)2
(填化学式)溶液;
②操作名称:Ⅰ
过滤
过滤
、Ⅱ
蒸发
蒸发
、Ⅲ
降温结晶
降温结晶

③为获得纯度较高的NaOH固体,小江同学应在干燥前将其用
饱和的氢氧化钠溶液来洗涤所得晶体
饱和的氢氧化钠溶液来洗涤所得晶体
进行淋洗.
【探究五】:测定NaOH样品中NaOH的质量分数
小海取13.5g部分变质的NaOH固体样品加适量的水配成溶液,向其中加入足量质量分数为7.3%的稀盐酸,使其充分反应,生成二氧化碳2.2g(假设生成的CO2被完全吸收).
求:①样品中NaOH的质量分数(精确到小数点后一位);
②在图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量,横坐标表示盐酸质量的关系图(不要求精确);解题过程:
①设混合物中碳酸钠的质量为x,消耗盐酸的质量为y
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2
10673 44
xy?7.3%2.2g
106
x
=
73
y?7.3%
=
44
2.2g

解得:x=5.3g,y=50g
所以氢氧化钠的质量分数为:
13.5g-5.3g
13.5g
×100%=60.7%
②根据①的解答可以知道,生成2.2g二氧化碳需要盐酸的质量为50g
故可以作图如下:
①设混合物中碳酸钠的质量为x,消耗盐酸的质量为y
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2
10673 44
xy?7.3%2.2g
106
x
=
73
y?7.3%
=
44
2.2g

解得:x=5.3g,y=50g
所以氢氧化钠的质量分数为:
13.5g-5.3g
13.5g
×100%=60.7%
②根据①的解答可以知道,生成2.2g二氧化碳需要盐酸的质量为50g
故可以作图如下:

【反思】:经过讨论,大家一致认为小海方法有误,求出的NaOH的质量分数比实际值大,造成错误最有可能的原因是什么?
根据氢氧化钠变质的过程可以知道,氢氧化钠要先吸收水分潮解后然后才会和二氧化碳反应,所以13.5g样品中包含了水的质量,而计算时没有考虑到吸收的水的质量,故会使求得的氢氧化钠的质量分数偏大
根据氢氧化钠变质的过程可以知道,氢氧化钠要先吸收水分潮解后然后才会和二氧化碳反应,所以13.5g样品中包含了水的质量,而计算时没有考虑到吸收的水的质量,故会使求得的氢氧化钠的质量分数偏大

【拓展提高】:欲使实验结果准确可靠,你对小海的实验会做怎样的改进?
将氢氧化钠样品烘干后进行实验
将氢氧化钠样品烘干后进行实验

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