17.铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气(或O2、H2O)等发生化学反应的过程,铁锈的主要成分是Fe2O3?xH2O.某化学兴趣小组在实验室中用足量一氧化碳还原铁锈,装置如图,酒精灯b的作用是点燃多余的一氧化碳,防止污染空气.

【现象分析】实验过程中,观察到玻璃管中固体红色粉末逐渐变黑,澄清石灰水变浑浊,证明一氧化碳还原了铁锈.
【】提出问题一氧化碳还原铁锈的固体产物是铁吗?
【实验设计】上述反应进行完全后,冷却到室温,取少量玻璃管中的固体,加入稀盐酸,若观察到有气泡产生,则证明有铁生成.该小组同学按上述设计进行实验,并未观察到预期现象.
【查阅资料】一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关,可能生成四氧化三铁、氧化亚铁、铁.
【实验反思】一氧化碳还原铁锈的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间.上图所示实验装置中,应作的一处修改是将酒精灯a换成酒精喷灯(或给酒精灯a加网罩).
【重新实验】该小组同学用修改后的装置重新进行实验,完全反应后,冷却到室温,取少量玻璃管中的固体,加入硫酸铜溶液,观察到有红色固体析出,证明有铁生成.
【拓展应用】该小组同学用修改后的装置进行一氧化碳还原赤铁矿的实验,使赤铁矿中的氧化铁全部转变为铁(已知赤铁矿中的杂质不与一氧化碳反应),测得下列数据:
①反应前玻璃管和内盛赤铁矿粉末的总质量70.0g(玻璃管的质量为60.0g);
②反应后玻璃管和内盛固体的总质量67.6g(冷却到室温称量).
则该赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%.
14.天然气作为清洁能源已成为我国现代化城市的首选燃料,LNG船是低温运输天然气的专用船舶,被喻为世界造船“皇冠上的明珠”.某兴趣小组的同学围绕着船舶使用的金属材料进行了研究.
【阅读与思考】
(1)在焊接不锈钢管道时,通常要使用氩气作保护气,这是因为氩气的化学性质稳定.
(2)金属在海水中易生锈腐蚀.造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀,通常在轮船外壳镶嵌另外一种金属.利用该金属与铁的活动性的不同,保护铁不易被腐蚀.
【研究课题1】一般情况下,两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时,哪种金属先被腐蚀呢?
【实验设计1】将打磨后的金属片进行如图1所示的实验,放置一段时间后将观察到的现象及分析填入下表
现象分析
甲中:铝片表面出现灰白色物质,铁片表面几乎没有明显现象铝与铁在潮湿的环境中接触,铁首先被腐蚀.
乙中:铁片表面出现红棕色固体,铜片表面几乎没有明显现象.铁与铜在潮湿的环境中接触,铁首先被腐蚀.
【得出结论】一般情况下,两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时,活动性较强填“强”或“弱”)的金属首先被腐蚀.
【知识应用】造船工业为避免轮船的钢铁外壳被腐蚀,通常在轮船外壳镶嵌的金属是D(填编号)
A.银块     B.铜块      C.锡块          D.锌块
(3)LNG船还使用了大量的锌铜合金.
【研究课题2】测定锌铜合金中锌、铜的质量分数
【实验设计2】进行如图2所示的实验.
(1)图中量气管和水准管可用来测量气体体积,为准确测量氢气的体积,在读取量气管中液面读数的过程中,应注意AB(填字母).
A.读数时视线与凹液面最低处相平
B.读数前应上下移动水准管,待两管液面相平再读数
C.保持水准管静止,待水准管中液面不再上升时再读数
(2)实验前,将已经打磨过的块状锌铜合金加工成碎屑,其目的是:增大和稀硫酸的接触面积,加快反应速度.
(3)实验操作步骤:检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,再次检查装置的气密性,记录量气管的液面位置为5mL,由A向B滴加足量试剂,待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录量气管的液面位置为85mL;将B中剩余固体过滤,洗涤,干燥,用电子天平称其质量为0.416克.
【数据处理】该实验条件下,氢气的密度是0.09g•L-1.根据上述的数据计算锌铜合金中铜的质量分数.(请写出计算过程)
【误差分析】如果操作规范,计算正确,但通过本方案测出的铜的质量分数计算值总是低于真实值,其主要原因是:①加入的稀硫酸占有一定的体积;②有一部分氢气留在试管和导管中.
 0  144580  144588  144594  144598  144604  144606  144610  144616  144618  144624  144630  144634  144636  144640  144646  144648  144654  144658  144660  144664  144666  144670  144672  144674  144675  144676  144678  144679  144680  144682  144684  144688  144690  144694  144696  144700  144706  144708  144714  144718  144720  144724  144730  144736  144738  144744  144748  144750  144756  144760  144766  144774  211419 

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