21. 某学习小组的同学对铁和铁的化合物的相关知识进行了以下研究。
【知识回顾】铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的
_________(写化学式)等发生化学反应的过程。
【基础实验】
实验步骤 | 实验现象 | 对应反应的化学方程式 |
向装有生锈铁钉的试管中加入过量的质量分数为10%的稀盐酸 | 铁锈逐渐消失,溶液呈黄色 | _________ |
铁钉表面有气泡产生 | _________ |
一段时间后溶液由黄色变为浅绿色 | |
【提出猜想】溶液由黄色变为浅绿色,可能是因为氯化铁与某些物质发生了反应。
【探究实验】进行如下3个实验(持续10小时,已知氢气不影响该反应)。
| 实验1 | 实验2 | 实验3 |
示意图 | | | |
实验现象 | 溶液始终呈黄色 | 产生红褐色沉淀 | 溶液逐渐由黄色变为浅绿色 |
实验结论 | ①对比实验_________和_________,说明溶液由黄色变为浅绿色需要HCl参与; ②对比实验_________和_________,说明溶液由黄色变为浅绿色需要Fe参与。 |
【查阅资料】经查阅资料确认,溶液由黄色变为浅绿色,是因为在酸性条件下,氯化铁与铁发生反应生成了氯化亚铁。
【拓展延伸】取一定量X溶液于烧杯中,向其中逐滴滴加Y溶液,利用磁力搅拌器不断搅拌,利用pH传感器采集数据,得到下图。同时观察到:0~t
1阶段,未产生沉淀;t
1~t
2阶段,产生红褐色沉淀,且沉淀不断增加;t
2之后,沉淀不再增加。
【实验分析】
(1)X、Y两种溶液依次为
_________(填字母)。
A 氢氧化钠溶液
B 氢氧化钡溶液
C 硫酸和硫酸铁的混合溶液
D 硝酸和硝酸镁的混合溶液
(2)t
1~t
2阶段产生沉淀的反应的化学方程式为
_________。
【定量计算】根据流程图进行计算。
理论上,最终得到的溶液中溶质的质量为
_________g,沉淀的质量为
_________g。