【題目】全世界每年被腐蝕損耗的鋼鐵材料約占全年鋼鐵產(chǎn)量的十分之一。下面是對(duì)鐵的腐蝕條件及鐵銹組成的探究。
(1)問(wèn)題一:探究鐵生銹的條件。 課本實(shí)驗(yàn)中,鐵生銹所需要時(shí)間較長(zhǎng),某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。
①檢查裝置的氣密性:連接好裝置,關(guān)閉分液漏斗的活塞,將C導(dǎo)管接入到裝有水的燒杯中,微熱甲裝置,說(shuō)明氣密性良好的現(xiàn)象是。
②反應(yīng)開(kāi)始后,甲裝置中反應(yīng)現(xiàn)象是 , MnO2的作用是。
③4 min后觀察:A處鐵絲依然光亮,B處鐵絲表面灰暗,D處鐵絲依然光亮。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明鐵生銹主要與有關(guān)。B、D處實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)比說(shuō)明:決定鐵生銹快慢的一個(gè)重要因素是
(2)問(wèn)題二:測(cè)定鐵銹的組成。
鐵銹的成分主要為Fe2O3·H2O,還含有少量的FeCO3。某興趣小組設(shè)計(jì)如圖裝置測(cè)定銹鐵釘?shù)慕M成。取一高度腐蝕的干燥鐵釘(含有少量鐵),稱(chēng)其質(zhì)量為20.08 g,在N2環(huán)境中,充分加熱到質(zhì)量不再減少。該過(guò)程中僅考慮發(fā)生反應(yīng):Fe2O3·H2O Fe2O3+H2O↑,F(xiàn)eCO3 FeO+CO2↑,且不需要考慮裝置中空氣對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響。
(物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量:Fe2O3·H2O-178,F(xiàn)eCO3-116)

(堿石灰成分:CaO和NaOH固體混合物,能吸收二氧化碳和水)
①若反應(yīng)前后稱(chēng)得C裝置總質(zhì)量分別為100.00 g和102.24 g,則反應(yīng)生成的CO2和水蒸氣的總質(zhì)量為 g,D裝置中堿石灰的作用是
②經(jīng)過(guò)改進(jìn)后,測(cè)得m(H2O)=1.80 g,m(CO2)=0.44 g,請(qǐng)計(jì)算銹鐵釘?shù)慕M成。
銹鐵釘中Fe2O3 . H2O的質(zhì)量= g。
銹鐵釘中FeCO3的質(zhì)量= g。
銹鐵釘中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。
(3)將20.08 g該銹鐵釘溶于足量的稀硫酸,充分反應(yīng)后,產(chǎn)生的氣體中是否有H2?請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。
[已知:①Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O; ②鐵在H2 SO4和Fe2(SO4)3混合溶液中先發(fā)生的反應(yīng)為:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。Fe2(SO4)3的相對(duì)分子質(zhì)量為400]

【答案】
(1)燒杯中C導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生;有氣泡產(chǎn)生;催化作用;O2;H2O;O2的濃度(或氧氣的含量、氧氣的量等均正確,只要提到氧氣即可)
(2)2.24;防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入C裝置;17.8;1.16;5.58%或5.6%
(3)

無(wú)氫氣;

設(shè)鐵釘與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵的質(zhì)量為X,與硫酸鐵反應(yīng)的金屬鐵的質(zhì)量為Y,

Fe2O3的質(zhì)量=17.8×160/178=16g

Fe的質(zhì)量=20.08-17.8-1.16=1.12g

Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O

160      400

16g      x

Fe + Fe2(SO43═3FeSO4

56    400

y     40g

x=40g y=5.6g

5.6g>1.12g 故鐵的量少,不能和酸反應(yīng)放出氫氣.


【解析】(1)①若裝置的氣密性良好,加熱后試管中的空氣只能從C端排出,那么燒杯中C導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生;②甲裝置是利用過(guò)氧化氫制取氧氣,二氧化錳具有催化作用,能催化過(guò)氧化氫分解,故現(xiàn)象是產(chǎn)生大量的氣泡;③由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知鐵生銹的條件是鐵同時(shí)與水和氧氣接觸;B處的鐵絲比D處的鐵絲更容易生銹,說(shuō)明鐵生銹的快慢與氧氣的濃度有關(guān);(2)①堿石灰能吸收水和二氧化碳,故C中增加的質(zhì)量即為生成的水和二氧化碳的質(zhì)量,即:102.24 g-100.00g=2.24g ;由于空氣中也含有二氧化碳和水蒸汽,故D裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳和水進(jìn)入C裝置;②根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,F(xiàn)e2O3 . H2O與水反應(yīng)的質(zhì)量比為178:18,現(xiàn)m(H2O)=1.80 g,故Fe2O3 . H2O的質(zhì)量為17.8g;FeCO3與二氧化碳的反應(yīng)的質(zhì)量為116:44,現(xiàn)m(CO2)=0.44 g,故FeCO3的質(zhì)量為1.16g;鐵銹中單質(zhì)鐵的質(zhì)量=20.08 g-(17.8g+1.16g)=1.12g單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Fe%=1.12g/20.08 g ×100%=5.6% .
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算的相關(guān)知識(shí),掌握各物質(zhì)間質(zhì)量比=系數(shù)×相對(duì)分子質(zhì)量之比.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)寫(xiě)出上述物質(zhì)的名稱(chēng):A , B , C , D , E
(2)寫(xiě)出上述有關(guān)的反應(yīng)的文字表達(dá)式,在后面的括號(hào)寫(xiě)出其反應(yīng)類(lèi)型:


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①稱(chēng)取ag樣品放入燒杯,滴入足量稀鹽酸。②取一張質(zhì)量為bg的濾紙,制作并安裝好過(guò)濾器。③待①中反應(yīng)充分后,過(guò)濾。④取沉淀連同濾紙放在干燥器中干燥后,稱(chēng)量,質(zhì)量為cg。
回答下列問(wèn)題:
(1)稱(chēng)量樣品時(shí),應(yīng)把樣品放在托盤(pán)天平的盤(pán)里。
(2)如何判斷①中反應(yīng)已進(jìn)行充分?
(3)過(guò)濾中發(fā)現(xiàn)濾液出現(xiàn)渾濁,應(yīng)如何處理?。
(4)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管、、玻璃棒、干燥器等。
(5)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得的銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(用a、b、c表示)。
(6)老師指出,③、④之間缺少一個(gè)步驟,使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大。該步驟是。

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【題目】粗鹽提純的主要步驟有:過(guò)濾 蒸發(fā) 溶解。下列操作順序正確的是

A. ①②③ B. ②③① C. ③①② D. ②①③

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A. 糖水 B. 牛奶 C. 米粥 D. 豆?jié){

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【題目】下列四個(gè)圖形的變化趨勢(shì)能正確描述對(duì)應(yīng)操作的是(
A.足量的鐵片和鎂條分別與等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸反應(yīng)
B.將濃鹽酸敞口放置在空氣中
C.向氫氧化鈉和硝酸鋇的混合溶液中逐滴加入稀硫酸
D.向pH=2的鹽酸溶液中加水稀釋

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