Question

16．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如图：

（1）探究结论：（Ⅰ）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和氧气、水同时接触．
【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铁和稀盐酸反应生成氢气，具支试管中气体压强增大，导致导管中液面下降，小试管中液面上升；b装置右侧小试管中液面下降的原因是铁和水、氧气反应生成铁锈，氯化钠溶液能够促进铁锈蚀，具支试管中的气体压强减小，导致导管中液面上升，小试管中液面下降．
（3）将“活动与探究一”中已生锈的铁钉放入稀盐酸中，可观察到溶液由无色变成黄色、产生气泡，化学方程式为Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O，Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．

Answer 1

分析 铁与水和氧气同时接触时容易生锈，因此隔绝水和氧气可以防止铁制品生锈；
铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；
铁锈的主要成分是氧化铁，能和稀盐酸反应生成氯化铁和水，氯化铁溶液是黄色溶液．

解答 解：（1）（Ⅰ）号试管中的铁钉同时和水、氧气接触，最容易生锈．由此可见，铁制品生锈需要的条件是和氧气、水同时接触．
故填：（Ⅰ）；和氧气、水同时接触．
（2）a装置右侧小试管中液面上升的原因是：铁和稀盐酸反应生成氢气，具支试管中气体压强增大，导致导管中液面下降，小试管中液面上升；
b装置右侧小试管中液面下降的原因是：铁和水、氧气反应生成铁锈，氯化钠溶液能够促进铁锈蚀，具支试管中的气体压强减小，导致导管中液面上升，小试管中液面下降．
故填：铁和稀盐酸反应生成氢气，具支试管中气体压强增大，导致导管中液面下降，小试管中液面上升；铁和水、氧气反应生成铁锈，氯化钠溶液能够促进铁锈蚀，具支试管中的气体压强减小，导致导管中液面上升，小试管中液面下降．
（3）将“活动与探究一”中已生锈的铁钉放入稀盐酸中，氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，可观察到溶液由无色变成黄色，产生气泡，反应的化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O，Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．
故填：溶液由无色变成黄色；产生气泡；Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O，Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．