Question

【題目】金屬防腐是科學(xué)研究中的重大課題。某校學(xué)習(xí)小組以鐵的腐蝕為項(xiàng)目進(jìn)行如下研究。

（認(rèn)識(shí)鐵的腐蝕）

（1）下列環(huán)境中的鐵制品最容易生銹的是_______（填字母序號(hào)）。

A 未擦干的鐵鍋 B 除油漆的欄桿 C 盛水的不銹鋼水杯

（2）鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中鐵元素的化合價(jià)是____。

（探究鐵的腐蝕）

（3）該小組用下圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，起始時(shí)量筒內(nèi)水面處于50 mL刻度處，之后水面緩慢上升。幾天后水面最終處于約____（填“40”或“10”）mL刻度處，原因是____。

（拓展探究）

（4）小強(qiáng)同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取鐵釘用砂紙打磨，稱其質(zhì)量，按上圖乙安裝裝置，放置3天，再取出鐵釘稱量。在不同溫度下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到鐵釘質(zhì)量增加情況如下表。

溫度/℃	10	20	30	40	50	60	70
鐵釘質(zhì)量增加/g	0.02	0.04	0.08	0.16	0.18	0.18	0.18

小強(qiáng)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是探究____因素對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響，結(jié)論是____。

（5）有同學(xué)認(rèn)為小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)未能真實(shí)反映50℃以后鐵釘腐蝕的快慢，理由是50℃以后鐵釘質(zhì)量沒有變化。請分析鐵釘質(zhì)量沒有變化的原因：____；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案證明你的____。

Answer 1

【答案】A +3價(jià) 40 鐵銹蝕消耗氧氣，且氧氣約占空氣總體積的1/5 溫度 溫度在10~50℃的范圍內(nèi)，溫度越高，鐵釘腐蝕的速度越快 試管內(nèi)的氧氣已耗盡，剩余的鐵不能繼續(xù)銹蝕 向乙裝置的試管中充入氧氣，并在50℃的環(huán)境中放置3天；若鐵釘增加的質(zhì)量大于0.18g，則分析成立

【解析】

（1）A、未擦干的鐵鍋，跟潮濕的空氣接觸最易生銹；

B、涂油漆的欄桿隔絕了鐵與氧氣、水的接觸，不易銹蝕；

C、不銹鋼是一種鐵合金，抗腐蝕性能強(qiáng)；

（2）氧元素顯-2價(jià)，設(shè)鐵元素的化合價(jià)是x，根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可得：2x+（-2）×3=0，則x=+3價(jià)；

（3）鐵銹蝕消耗氧氣，且氧氣約占空氣總體積的1/5，根據(jù)題意知，量筒內(nèi)有50mL空氣，其中有氧氣10mL，鐵絲生銹要消耗掉這10mL氧氣，在外界大氣壓強(qiáng)的作用下，水進(jìn)入量筒10mL，最后量筒內(nèi)水面最后約在40mL刻度處；

（4）分析表中數(shù)據(jù)可知，小強(qiáng)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是探究溫度因素對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響；由數(shù)據(jù)可知：溫度在10~50℃的范圍內(nèi)，溫度越高，鐵釘腐蝕的速度越快；

（5）由表中數(shù)據(jù)可知，50℃以后鐵釘質(zhì)量不再增加，是因?yàn)樵嚬軆?nèi)的氧氣已耗盡，剩余的鐵不能繼續(xù)銹蝕；可繼續(xù)通如氧氣，并保持在50℃，幾天后觀察現(xiàn)象，可得出結(jié)論，具體操作：向乙裝置的試管中充入氧氣，并在50℃的環(huán)境中放置3天；若鐵釘增加的質(zhì)量大于0.18g，則分析成立。