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.

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  • 解题思路:问题一:(1)根据检查气密性的现象回答;

    (2)根据实验室用过氧化氢制取氧气的现象回答;

    (3)根据铁生锈的条件分析;

    问题二:(1)根据质量守恒定律分析;

    (2)要测出水的质量,用浓硫酸吸收;

    (3)根据质量守恒定律计算;

    (4)根据化学方程式进行计算.

    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(SO43+3H2O

    160 400

    16gx

    [160/16g=

    400

    x]

    x=40g

    Fe+Fe2(SO43═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.

    点评:

    本题考点: 探究金属锈蚀的条件;实验探究物质的组成成分以及含量;检查装置的气密性;实验室制取氧气的反应原理;催化剂的特点与催化作用;铁锈的主要成分;物质组成的综合计算;根据化学反应方程式的计算.

    考点点评: 解答本题要掌握金属生锈的条件和防止金属生锈的方法,要充分理解探究实验的设计方法,只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断.