题目内容
【题目】化学研究性学习小组对铁生锈开展深入的探究。
(1)比较与分析铁钉在不同条件下生锈程度。同学们设计了如图所示的对比实验,并进行实验。4h后观察到:试管Ⅰ、Ⅱ中的铁钉均生锈,试管1铁钉生锈程度大于试管Ⅱ;试管Ⅲ中铁钉不生锈。
![]()
①试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ的原因是________ 。
②试管Ⅲ中,使用冷却后的沸水的目的是________ 。
③铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成氢氧化亚铁,该反应的化学方程式是________。
(2)探究植物油能否完全隔绝氧气。
同学们第二天观察,发现试管Ⅲ中的铁钉也有些锈斑。为此大家又做了如下探究。
[进行实验]实验1:将涂水的铁片置于植物油中,并放置于密封的无氧容器中,8h后观察铁片无锈迹。排除植物油和铁片上的水中微量氧气对铁片锈蚀的影响。
实验2:将涂水的铁片置于植物油中,并敞口放置于空气中,8h后发现少量锈斑,再过一段时间后观察,锈斑面积增大。
①综合以上两个实验,可得出的结论是________ 。
[交流讨论]②查阅文献获知,植物油对空气中的水分有较好的隔绝效果,请设计实验方案加以验证:________。
(3)在老师的指导下,进一步探究酸性条件下铁锈蚀的情况。
[查阅资料]
Ⅰ.溶解氧是指溶解在水里氧气的量,用每升水里氧气的毫克数表示。
Ⅱ.醋酸具有酸的通性,能与活泼金属发生反应。
[实验探究]
将4份等质量的铁粉和碳粉的混合物分别加入相同体积不同pH的醋酸的水溶液中,分别用溶解氧传感器和压强传感器采集数据获得下图和下表。
[Failed to download image : http://192.168.0.10:8086/QBM/2019/7/3/2238641521827840/2239037686308864/STEM/7adc329db9cd448f8855f4be1c1bba3a.png]
pH | 压强/KPa | ||
实验前 | 实验后 | 压强差 | |
2.0 | 90.56 | 91.58 | 1.02 |
3.0 | 90.46 | 91.23 | 0.77 |
4.0 | 90.48 | 90.34 | -0.14 |
5.0 | 90.81 | 90.64 | -0.17 |
①从左上图中可知,在酸性条件下水溶液中溶解氧随时间变化均呈下降趋势,原因是________。
②从右上表中可知pH为2.0~3.0时,实验后系统中气体压强增大,是因为________。
【答案】试管I中铁钉与氧气接触面积更大 除去水中溶解的氧气
植物油不能完全隔绝空气中的氧气 将干燥的铁片置于油中,并敞口放置于潮湿的空气中,8 h后观察到铁片无锈迹 铁生锈不断消耗氧气 铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积
【解析】
(1)①试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ的原因是:试管中铁钉与氧气接触面积更大;②试管Ⅲ中,使用冷却后的沸水的目的是:除去水中溶解的氧气;③铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成氢氧化亚铁,配平即可;故答案为①试管中铁钉与氧气接触面积更大;(或“试管 I与氧气充分接触”“试管 I氧气浓度大”“试管 I氧气多”“试管 I与氧气接触更充分”等);②除去水中溶解的氧气;③
;
(2)探究植物油能否完全隔绝氧气:①综合以上两个实验,可得出结论是:植物油不能完全隔绝空气中的氧气;②查阅文献获知,植物油对空气中的水分有较好的隔绝效果,设计实验方案验证如下:将干燥的铁片置于油中,并敞口放置于潮湿的空气中,8h后观察到铁片无锈迹;故答案为①植物油不能完全隔绝空气中的氧气(或其他合理答案);(或“植物油对空气隔绝效果差”“植物油不能完全隔绝氧气”等);②将干燥的铁片置于油中,并敞口放置于潮湿的空气中,8h后观察到铁片无锈迹;
(3)探究酸性条件下铁锈蚀的情况,从①图中可知,在酸性条件下水溶液中溶解氧随时间变化均呈下降趋势,原因是:铁生锈不断消耗氧气;②从表中可知pH为2.0~3.0时,实验后系统中气体压强增大,是因为铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积;故答案为①铁生锈不断消耗氧气 (或其他合理答案);②铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积 (或其他合理答案)。
【题目】有一份铜锌合金粉末样品(设只含铜、锌),为认识其组成等,某学习小组进行了以下探究,请参与并完成有关计算:
(1)取样品20g,和足量稀硫酸充分混合,待反应完全后过滤,将滤渣洗涤,干燥后称得其质量为13.5g。该样品中铜的质量分数为______。
(2)再取三份不同质量的样品,分别加入到三份100g相同浓度的硫酸溶液中,充分反应后,测得的数据如下表:
实验序号 | ① | ② | ③ |
样品的质量/g | 10 | 20 | 30 |
生成气体的质量/g | 0.1 | 0.2 | 0.25 |
试计算所用硫酸溶液的溶质质量分数(写出计算过程,结果精确到0.01%)。_______