Question

3．某化學(xué)興趣小組進(jìn)行鐵生銹的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)．

[探究一]鐵生銹的條件
（1）該興趣小組將潔凈無銹的鐵釘分別置于上圖所示裝置中，經(jīng)過一段時(shí)間觀察A，（填裝置序號(hào)）裝置中出現(xiàn)了明顯的銹跡．
他們的結(jié)論：鐵生銹是因?yàn)殍F與空氣中的氧氣和水蒸氣等發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
（2）甲同學(xué)提出了疑問：空氣中的氮?dú)�、二氧化碳沒有參與鐵的生銹過程嗎？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為甲同學(xué)釋疑．將A裝置中的氧氣換作氮?dú)饣蚨�氧化碳，觀察并記錄現(xiàn)象即可證明．
[探究二]影響鐵生銹速率快慢的因素
乙同學(xué)說：媽媽常說菜刀沾有鹽水生銹更快．這種說法對(duì)嗎？同學(xué)廣泛查閱資料．
資料一：導(dǎo)電性強(qiáng)的溶液都可加速鐵的生銹．
資料二：海上航行的輪船在與海水接觸的部分鑲嵌一鋅塊，能有效降低鋼材被腐蝕的速率．
（3）將上述A裝置中的蒸餾水改為下列液體中的a，可使鐵生銹的速率加快．
a、硫酸鈉溶液        b、無水乙醇       C、蔗糖溶液
（4）一些鐵制品表面覆蓋了某些涂層．不同的涂層被破壞后，鐵生銹的速率不同．你認(rèn)為下列b涂層破壞后，鐵生銹的速率較快．
a、鍍鋅鐵          b、鍍錫鐵
（5）一些建筑的大門刷上了一層銀白色的金屬，你認(rèn)為該金屬可能是c．
a、銀粉            b、銅粉          c、鎂粉
[交流與思考]
（6）寫出一種防止鐵生銹的方法刷油漆．
（7）將一塊已經(jīng)生銹的金屬鐵10g，投入到盛有100g19.6%的稀硫酸的燒杯中，固體全部溶解．得到一杯質(zhì)量為109.9g的溶液，求原鐵塊中已經(jīng)生銹的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)64.3%．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵生銹的條件解答；
（2）控制變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（3）根據(jù)所給資料二分析解釋；
（4）根據(jù)防銹原理解答；
（5）根據(jù)鋁的自我保護(hù)分析．
（6）根據(jù)防銹方法解答．
（7）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，溶液減少的質(zhì)量為氫氣的質(zhì)量，結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算已生銹的鐵的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）鐵生銹的條件是鐵與空氣中的水分和氧氣共同作用的結(jié)果，A中鐵釘滿足鐵生銹的條件，一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)明顯的銹跡．
（2）將A裝置中的氧氣換做氮?dú)饣蚨�氧化碳就可�?yàn)證空氣中氮?dú)饣蚨�氧化碳有沒有參加鐵生銹的反應(yīng)．
（3）因?yàn)閷?dǎo)電的溶液可加速鐵的生銹，硫酸鈉溶液中含有鈉離子和硫酸根離子，如果把蒸餾水換為硫酸鈉溶液可使鐵生銹速率加快．
（4）鐵比錫活潑，錫層破壞后，鐵銹蝕速度加快．
（5）大門上刷一層銀白色金屬，該金屬可能是鎂，因?yàn)殒V在空氣能形成一層致密堅(jiān)固的氧化鎂薄膜，隔絕水分和氧氣，起到防銹作用．
（6）鐵制品防銹的方法有涂保護(hù)層，刷油漆等．
（7）解：生成氫氣的質(zhì)量為10g+100g-109.9 g=0.1 g   
設(shè)還沒有生銹的鐵的質(zhì)量為x．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56                          2
X                         0.1 g
$\frac{56}{X}=\frac{2}{0.1g}$
X=2.8 g 
則已生銹的鐵的質(zhì)量為（10g-2.8 g）×70%=5.04 g
原鐵塊中已經(jīng)生銹的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.04g}{2.8g+5.04g}×100%$=64.3%．
故答案為：
（1）A；氧氣和水蒸氣；
（2）將A裝置中的氧氣換作氮?dú)饣蚨�氧化碳�?br />（3）a；（4）b；（5）c；（6）刷油漆．（其他合理答案均可）
（7）64.3%．

點(diǎn)評(píng) 該題的難點(diǎn)是根據(jù)所給的資料信息提煉出有用的信息并運(yùn)用到題目中解題．如資料一：導(dǎo)電的溶液可加速鐵生銹，這里就要知道什么樣的溶液易導(dǎo)電，一般是溶液電離出陰陽離子的溶液，如氯化鈉溶液、硫酸鈉溶液等；資料二：輪船上鑲嵌鋅塊，防止鋼的腐蝕，說明活潑的金屬更易腐蝕．提煉出這些信息，解題就不難了