全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一.下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究.
来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/08/20 05:49:42
全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一.下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究.
问题一:探究铁生锈的条件
课本实验中,铁生锈所需要时间较长,某实验小组设计如下改进实验.
![](http://img.wesiedu.com/upload/c/7a/c7a9780d296b1f089084a16173a430c5.jpg)
(1)检查装置的气密性:连接好装置,关闭分液漏斗的活塞,将C导管接人到装有水的烧杯中,微热甲装置,说明气密性良好的现象是 ___ .
(2)反应开始后,甲装置中反应现象是 ___ ,MnO2的作用 ___ .
(3)4分钟后观察:A处铁丝依然光亮,B处铁丝表面灰暗,D处铁丝依然光亮.该实验说明铁生锈主要与 ___ 和 ___ 有关.B、D处实验现象对比说明:决定铁生锈快慢的一个重要因素是 ___ .
问题二:测定铁锈的组成
铁锈的成分主要为Fe2O3•H2O,还含有少量的FeCO3.某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成.取一高度腐蚀的干燥铁钉(含有少量铁),称其质量为20.08g,在N2氛围中,充分加热到质量不再减少.该过程中仅考虑发生:Fe2O3•H2O
问题一:探究铁生锈的条件
课本实验中,铁生锈所需要时间较长,某实验小组设计如下改进实验.
![](http://img.wesiedu.com/upload/c/7a/c7a9780d296b1f089084a16173a430c5.jpg)
(1)检查装置的气密性:连接好装置,关闭分液漏斗的活塞,将C导管接人到装有水的烧杯中,微热甲装置,说明气密性良好的现象是 ___ .
(2)反应开始后,甲装置中反应现象是 ___ ,MnO2的作用 ___ .
(3)4分钟后观察:A处铁丝依然光亮,B处铁丝表面灰暗,D处铁丝依然光亮.该实验说明铁生锈主要与 ___ 和 ___ 有关.B、D处实验现象对比说明:决定铁生锈快慢的一个重要因素是 ___ .
问题二:测定铁锈的组成
铁锈的成分主要为Fe2O3•H2O,还含有少量的FeCO3.某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成.取一高度腐蚀的干燥铁钉(含有少量铁),称其质量为20.08g,在N2氛围中,充分加热到质量不再减少.该过程中仅考虑发生:Fe2O3•H2O
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![全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一.下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究.](/uploads/image/z/17334855-63-5.jpg?t=%E5%85%A8%E4%B8%96%E7%95%8C%E6%AF%8F%E5%B9%B4%E8%A2%AB%E8%85%90%E8%9A%80%E6%8D%9F%E8%80%97%E7%9A%84%E9%92%A2%E9%93%81%E6%9D%90%E6%96%99%E7%BA%A6%E5%8D%A0%E5%85%A8%E5%B9%B4%E9%92%A2%E9%93%81%E4%BA%A7%E9%87%8F%E7%9A%84%E5%8D%81%E5%88%86%E4%B9%8B%E4%B8%80%EF%BC%8E%E4%B8%8B%E9%9D%A2%E6%98%AF%E5%AF%B9%E9%93%81%E7%9A%84%E8%85%90%E8%9A%80%E6%9D%A1%E4%BB%B6%E5%8F%8A%E9%93%81%E9%94%88%E7%BB%84%E6%88%90%E7%9A%84%E6%8E%A2%E7%A9%B6%EF%BC%8E)
问题一:(1)检查装置的气密性,说明气密性良好的现象是C导管口有气泡;
(2)反应开始后,过氧化氢分解产生大量氧气,反应现象是 产生大量是气泡,MnO2的作用催化剂;
(3)实验现象说明铁生锈主要与 水和 氧气有关.B、D处实验现象对比说明:决定铁生锈快慢的一个重要因素是 氧气的浓度,氧气浓度越大,铁生锈速度越快;
问题二:(1)根据质量守恒定律,反应生成的CO2和水蒸气的总质量为102.24g-100.00g=2.24g,D装置中碱石灰的作用是 防止空气中的二氧化碳和水进入装置C中,影响实验结果.
(2)仅有上述实验数据,无法计算组成,在B、C之间增加 洗气瓶、浓硫酸,目的是测量生成水的质量;
(3)经过改进后,测得m(H2O)=1.80g,m(CO2)=0.44g,请计算锈铁钉的组成.
①锈铁钉中Fe2O3•H2O的质量=
1.8g
18×178=17.8g.
②锈铁钉中FeCO3的质量=
0.44g
44×116=1.16 g.
③锈铁钉中单质铁的质量=20.08-17.8-1.16=1.12g
铁的质量分数=
20.08g-17.8g-1.16g
20.08g=5.6%
(4)将20.08g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸,充分反应后,产生的气体中没有H2.
计算过程:
设铁钉与硫酸反应生成硫酸铁的质量为x,与硫酸铁反应的金属铁的质量为y,
Fe2O3的质量=17.8×160/178=16g
Fe的质量=20.08-17.8-1.16=1.12g
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
160 400
16g x
160
16g=
400
x
x=40g
Fe+Fe2(SO4)3═3FeSO4
56 400
y 40g
56
y=
400
40g
y=5.6g
5.6g>1.12g,故铁的量少,不能和酸反应放出氢气.
故答案为:问题一(1)C导管口有气泡.
(2)产生大量是气泡,催化剂.
(3)水和氧气,氧气的浓度.
问题二:(1)2.24;防止空气中的二氧化碳和水进入装置C中.
(2)洗气瓶、浓硫酸.
(3)①17.8g.
②1.16g.
③5.6%.
(4)无.
(2)反应开始后,过氧化氢分解产生大量氧气,反应现象是 产生大量是气泡,MnO2的作用催化剂;
(3)实验现象说明铁生锈主要与 水和 氧气有关.B、D处实验现象对比说明:决定铁生锈快慢的一个重要因素是 氧气的浓度,氧气浓度越大,铁生锈速度越快;
问题二:(1)根据质量守恒定律,反应生成的CO2和水蒸气的总质量为102.24g-100.00g=2.24g,D装置中碱石灰的作用是 防止空气中的二氧化碳和水进入装置C中,影响实验结果.
(2)仅有上述实验数据,无法计算组成,在B、C之间增加 洗气瓶、浓硫酸,目的是测量生成水的质量;
(3)经过改进后,测得m(H2O)=1.80g,m(CO2)=0.44g,请计算锈铁钉的组成.
①锈铁钉中Fe2O3•H2O的质量=
1.8g
18×178=17.8g.
②锈铁钉中FeCO3的质量=
0.44g
44×116=1.16 g.
③锈铁钉中单质铁的质量=20.08-17.8-1.16=1.12g
铁的质量分数=
20.08g-17.8g-1.16g
20.08g=5.6%
(4)将20.08g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸,充分反应后,产生的气体中没有H2.
计算过程:
设铁钉与硫酸反应生成硫酸铁的质量为x,与硫酸铁反应的金属铁的质量为y,
Fe2O3的质量=17.8×160/178=16g
Fe的质量=20.08-17.8-1.16=1.12g
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
160 400
16g x
160
16g=
400
x
x=40g
Fe+Fe2(SO4)3═3FeSO4
56 400
y 40g
56
y=
400
40g
y=5.6g
5.6g>1.12g,故铁的量少,不能和酸反应放出氢气.
故答案为:问题一(1)C导管口有气泡.
(2)产生大量是气泡,催化剂.
(3)水和氧气,氧气的浓度.
问题二:(1)2.24;防止空气中的二氧化碳和水进入装置C中.
(2)洗气瓶、浓硫酸.
(3)①17.8g.
②1.16g.
③5.6%.
(4)无.