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世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的,某科学小组想对铁生锈进行探究。 【实验探究】探究一:铁钉锈蚀条件:如图1所示,取3根粗细、长度均相同的 光亮细铁钉,其中两根放入经煮沸迅速冷却的蒸馏水中,A试管上方加一层 植物油;C试管中的铁钉放在干燥的空气中,加盖密封。一段时间后观察到:A、C中铁钉都没有生锈,而 B中铁钉生锈。根据探究回答下列问题。 试管中加植物油的作用______。 将蒸馏水煮沸的目的:______。 分析 A、B、C试管中铁钉的锈蚀情况,由此可以得出铁制品锈蚀的条件______。 【实验探究】探究二:铁粉腐蚀的影响因素探究如图2所示,将包有样品潮湿的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶容积为。当温度恢复至室温,且量筒内液面高度不变时读数此时瓶内氧气含量近似为零,记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如表:
序号 | 铁粉 | 炭粉 | NaC质量分数 | 量筒起始读数 | 量筒最终读数 | 所需时间 |
0 | 100 | 60 | 约190 | |||
5 | 100 | 60 | 约140 | |||
5 | 100 | 60 | 约160 | |||
10 | 100 | 60 | 约175 | |||
15 | 100 | 60 | 约185 |
实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是______ 填“放热”或“吸热”过程。 实验开始一段时间后,量筒内的水会沿着导管进入集气瓶内,原因是______。 从数据表上可以得出结论有______写任意两点。 影响金属锈蚀的因素除了上述的以外还有哪些其他因素______,请设计实验*其中一种因素______。
【回答】
【*】防止空气中的氧气进入水中 排出水中溶解的氧气 铁与氧气、水同时接触 放热 广口瓶中氧气消耗,导致气压减小 *化*溶液能够促进铁生锈;*化*质量分数相等时,铁粉和炭粉质量比是1:1时,铁生锈速率较快 温度、氧气浓度等 取相同的铁钉放入试管中,加入等体积的水浸泡铁钉,在试管内通入不同浓度的氧气,然后观察铁钉生锈所用的时间
【解析】解:试管中,将铁钉完全浸没在蒸馏水中后,在水面上放一层植物油,防止空气中的氧气进入水中,控制了氧气这个条件;故填:防止空气中的氧气进入水中; 气体的溶解度随着温度的升高而减小,所以将蒸馏水煮沸的目的排出水中溶解的氧气;故填:排出水中溶解的氧气; 试管中,将铁钉完全浸没在蒸馏水中后,在水面上放一层植物油,防止空气中的氧气进入水中,控制了氧气这个条件。经过一周后,三个实验的现象是:B试管中,铁钉生锈;A试管和C试管中,铁钉没有生锈;因此铁生锈是铁、氧气和水共同作用的结果。故填:铁与氧气、水同时接触; 实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是放热过程;故填:放热; 铁锈蚀消耗了装置内的氧气,造成装置内的压强减小,在外界大气压的作用下,量筒内的水会沿着导管进入集气瓶内;故填:广口瓶中氧气消耗,导致气压减小; 由表中的数据可知,*化*溶液能够促进铁生锈;*化*质量分数相等时,铁粉和炭粉质量比是1:1时,铁生锈速率较快;故填:*化*溶液能够促进铁生锈;*化*质量分数相等时,铁粉和炭粉质量比是1:1时,铁生锈速率较快; 影响金属锈蚀的因素除了上述的以外还有温度、氧气浓度等,探究氧气浓度对金属锈蚀因素的影响可设计如下实验:取相同的铁钉放入试管中,加入等体积的水浸泡铁钉,在试管内通入不同浓度的氧气,然后观察铁钉生锈所用的时间;故填:温度、氧气浓度等;取相同的铁钉放入试管中,加入等体积的水浸泡铁钉,在试管内通入不同浓度的氧气,然后观察铁钉生锈所用的时间。 根据空气能溶于水来分析; 根据煮沸后溶解在水中的空气会逸出来分析; 根据实验现象以及实验对比来分析; 根据温度的改变情况来分析; 根据铁锈蚀消耗氧气造成装置内的压强减小来分析; 根据实验数据来分析; 根据影响金属锈蚀因素的因素以及探究方法来分析。 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。
知识点:金属资源的利用和保护
题型:实验题
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