16. 某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关?
【查阅资料】1.氯化钙固体可作干燥剂。2.碳粉可加快铁的锈蚀,碳粉不与盐酸反应。3.常温常压,氢气密度是dg/mL。4.铁锈与盐酸反应不产生气体。
【设计与实验】
实验一:定性探究铁锈蚀的因素
试管一周后现象A铁钉表面有一层铁锈B铁钉表面无明显变化C铁钉表面无明显变化D铁钉表面有较厚铁锈取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如表。
试管 | 一周后现象 |
A | 铁钉表面有一层铁锈 |
B | 铁钉表面无明显变化 |
C | 铁钉表面无明显变化 |
D | 铁钉表面有较厚铁锈 |
(1)对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀是与空气中的
________发生化学反应。
(2)对比
______和D试管中实验现象,说明铁锈蚀快慢与
_______有关。
(3)得到无氧蒸馏水可采用煮沸的方法,是因为氧气在水中的溶解度随温度的升高而
_______(填“升高”或“降低”)。
实验二:定量探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置,检查气密性,将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t
1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸(盐酸有挥发性)的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞),采集数据。
(4)据图3,说明铁生锈是
________(填“放热”或“吸热”),t
2~t
3这段时间反应并未停止温度却开始降低,原因是
_________。
(5)据图4,分析t
3时刻后压强突然变大的原因是
______。
实验三:测定部分生锈的铁粉中铁的含量
连接图5装置,检查气密性。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)mg于锥形瓶中,加入足量稀盐酸进行实验。
(6)完全反应后,测得生成气体体积为VmL,其反应的化学方程式为
_______。
(7)根据以上数据,则该固体中铁的质量分数表达式为
_______。