Question

【題目】一些金屬易生銹，某小組同學設計如下實驗，對金屬銹蝕進行探究． 【實驗一】取5枚去油去銹的潔凈鐵釘，分別裝入下表的試管中，進行實驗．

實驗圖示
生銹時間	8min	較長時間不生銹	5min	3min	1min

（1）通過上述實驗可知，溫度越高鐵釘生銹速率越（填“慢”或“快”）；在（填“酸性”、“堿性”或“中性”）環(huán)境中鐵釘生銹速率較快．
（2）【實驗二】為探究鐵銹的成分，用圖1所示裝置（夾持儀器已省略）進行實驗（每步反應和吸收均完全）．
【查閱資料】無水硫酸銅能吸收水而變藍，堿石灰既能吸收水也能吸收CO2 ．
請指出圖1所示實驗裝置的一個明顯缺陷： ．
（3）加熱前，先通入CO一段時間，目的是 ．
（4）將鐵銹樣品加熱，樣品逐漸變黑，無水硫酸銅逐漸變藍，由此推知鐵銹中一定含有元素，從而推斷出空氣中的參加了鐵生銹反應．
（5）【實驗記錄】

	鐵銹樣品的質(zhì)量/g	裝置B的質(zhì)量/g	裝置C的質(zhì)量/g
反應前	23.2	232.4	198.2
反應后	/	239.6	211.4

根據(jù)上表數(shù)據(jù)推算，可確定鐵銹的成分，用FexOynH2O表示，則n=；若缺少D裝置，x：y的值（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（6）欲通過實驗探究鎂帶在空氣中銹蝕的條件，用圖2所示裝置，試管內(nèi)可選用的物質(zhì)如下：
①O2②水③CO2④O2和CO2⑤CO2和水⑥O2和水⑦O2、CO2和水
至少需要選用（填數(shù)字序號），才能達到探究鎂帶銹蝕的條件．
（7）請寫出鎂帶在空氣中銹蝕，生成堿式碳酸鎂[Mg3（OH）2（CO3）2]的化學方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）快；酸性
（2）沒有進行尾氣處理
（3）排盡裝置內(nèi)的空氣，防止發(fā)生爆炸
（4）氫；水
（5）4；偏小
（6）④⑤⑥⑦
（7）6Mg+3O2+4CO2+2H2O=2Mg3（OH）2（CO3）2
【解析】解：（1）對比實驗1和實驗4，實驗3和實驗5可知，溫度越高鐵釘生銹速率越快；對比實驗1、2、3可知，鐵釘在酸性環(huán)境中銹蝕較快；故填：快；酸性；（2）尾氣中含有有毒的一氧化碳氣體，該裝置中沒有將其處理；故填：；沒有進行尾氣處理（3）一氧化碳具有可燃性，不純時加熱或點燃易發(fā)生爆炸，所以先通入CO一段時間，排凈裝置內(nèi)的空氣；故填：排盡裝置內(nèi)的空氣，防止發(fā)生爆炸；（4）無水硫酸銅能吸收水而變藍，將鐵銹樣品加熱，樣品逐漸變黑，無水硫酸銅逐漸變藍，這說明了反應后有水生成，說明鐵銹中含有氫元素，也就是鐵銹蝕的過程中有水參與；故填：氫；水；（5）硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為：FexOynH2O+yCO xFe+yCO2+nH2O，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，反應中生成水的質(zhì)量為：（239.6g﹣232.4g）=7.2g，生成二氧化碳的質(zhì)量為：（211.4g﹣198.2g）=13.2g．設參加反應的CO的質(zhì)量為w，則

FexOynH2O+	yCO xFe+	yCO2+nH2O
	28y	44y
	w	13.2g

w=8.4g
由質(zhì)量守恒定律可知，生成鐵的質(zhì)量為：23.2g+8.4g﹣13.2g﹣7.2g=11.2g；
由于反應前后元素的種類與質(zhì)量不變，所以23.2gFexOynH2O中含鐵元素的質(zhì)量為11.2g；含有“H2O”部分質(zhì)量為7.2g；則余下的氧元素質(zhì)量為：23.2g﹣11.2g﹣7.2g=4.8g
則：x：y：n= ： ： =2：3：4，則FexOynH2O的化學式為Fe2O34H2O．
D裝置中的堿石灰既能吸收水也能吸收CO2 ， 防止了空氣中二氧化碳與水被裝置C吸收而造成質(zhì)量偏大，若沒有裝置D，則裝置C因為吸收了空氣中的水蒸氣和二氧化碳而質(zhì)量偏大，由此計算出的二氧化碳質(zhì)量偏大，導致氧元素的質(zhì)量偏大，x：y的值偏��；故填：4；偏��；（6）通過實驗探究鎂帶在空氣中銹蝕的條件，應該選擇這樣幾組實驗：④O2和CO2；⑤CO2和水；⑥O2和水；⑦O2、CO2和水四組實驗進行對比；故填：④⑤⑥⑦；（7）由鎂帶在空氣中銹蝕，生成堿式碳酸鎂[Mg3（OH）2（CO3）2]可以推測，是鎂與氧氣、水和二氧化碳反應生成了堿式碳酸鎂；故填：6Mg+3O2+4CO2+2H2O=2Mg3（OH）2（CO3）2 ．
【考點精析】掌握書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式是解答本題的根本，需要知道注意：a、配平 b、條件 c、箭號．