19. 我国高铁创造的中国速度令世界瞩目,某学习小组对高铁建设中的钢铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。
【查阅资料】碳粉可加快铁的锈蚀,碳粉不与盐酸反应;氧化铁能与盐酸反应,不产生气体。
【设计实验】
实验一:定性探究铁锈蚀的因素
取四枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如下表。
试管编号 | A | B | C | D |
一周后铁钉表面现象 | 有一层铁锈 | 无明显变化 | 无明显变化 | 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A和D试管中实验现象,说明铁锈蚀快慢与
______有关。
(3)生活中铁制品易生锈而铝制品不易生锈的原因是
______(用化学方程式表示)。
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2分液后,再将一只装有5mL稀盐酸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但温度却开始降低,原因是
______。
(5)根据图2、图4分析,t
3时刻后压强突然变大,原因是
______。
实验三:测定部分生锈的铁粉中铁的含量
(6)连接如图5装置。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)0.6g于锥形瓶中,加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后,测得生成气体体积为0.2L,已知该条件下氢气密度为0.09g/L,根据以上数据,请计算该固体中铁的质量分数。(写出计算过程)
(7)学习小组有同学提出;用这种方法测得的气体体积不够准确,可能会导致测定的铁的质量分数变大,可能的原因是
______(填序号)。
a、装置的气密性不好
b、铁与盐酸反应放热
c、生成的气体会部分滞留在锥形瓶中
d、没有扣掉加入的盐酸的体积
【反思评价】
(8)小丽同学猜测:铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关,为判断该猜测是否正确,请你设计实验验证小丽同学的猜想,简述实验方案
______。(实验方案包括操作、现象和结论)