Question

【題目】世界上每年因銹蝕而報廢的金屬設備和材料高達產量的20%～40%，某實驗小組對鐵的銹蝕和鐵銹的成分進行如下探究。

（一）如圖所示，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡膠塞上，迅速塞緊，觀察到量筒內水沿著細導管慢慢進入廣口瓶。當溫度恢復至室溫，且量筒內水面高度不變時讀數（此時瓶內氧氣含量近似為零）。記錄起始和最終量筒的讀數以及所需時間如表

序號	樣品	量筒起始讀數mL	量筒最終讀數mL	所需時間/min
①	1g鐵粉、0.2g碳和10滴水	100	72	約120
②	1g鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100	72	約70
③	--	--	--	--

（1）實驗開始后，廣口瓶內溫度有所上升，說明鐵的銹蝕過程是______（填“放熱”或吸熱”）過程。

（2）實驗①和②說明NaCl可以______（填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率。

（3）實驗①和③是探究碳對鐵銹蝕速率的影響，請在表格空白處填寫實驗③的樣品組成是______。

（二）為探究鐵銹的成分，用如圖所示裝置（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：無水硫酸銅吸水會由白色變為藍色，堿石灰既能吸水也能吸收CO2。

（4）該裝置有一個明顯缺陷是______。

（5）加熱前，先通入CO一段時間，目的是______；將鐵銹樣品加熱，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。

（6）若將鐵銹的成分表示為FexOynH2O，為了準確測定該成分，除要稱量鐵銹樣品的質量外，還需要測定裝置______（填標號）反應前后的質量。若缺少裝置D，則測算出的x：y值將______（填“偏大”“偏小”或“無影響”）

Answer 1

【答案】放熱 加快 1g鐵粉、10滴水 沒有處理尾氣 排出裝置中的空氣，防止發生爆炸 氫 水 BC 偏小

【解析】

廣口瓶中鐵生銹，是鐵和空氣中的氧氣反應，所以廣口瓶中氣體壓強減小量筒中的水會進入廣口瓶，實驗①和③是探究碳對鐵銹蝕速率的影響，無水硫酸銅逐漸變藍，說明反應生成了水。

（1）實驗開始后，廣口瓶內溫度有所上升，說明鐵生銹的過程是放熱過程。

（2）實驗①和②其它條件相同，實驗②加入氯化鈉，時間縮短，說明NaCl可以加快鐵銹蝕的速率。

（3）實驗①和③是探究碳對鐵銹蝕速率的影響并比較①方案中實驗設計，控制鐵和水的用量相同不加碳進行，即1g鐵粉、10滴水。

（4）該實驗裝置的一個缺陷是沒有處理尾氣，一氧化碳擴散到空氣中污染環境。

（5）A中加熱前，先通入CO一段時間，目的是排出裝置中的空氣，防止發生爆炸；將鐵銹樣品加熱，樣品逐漸變黑，無水硫酸銅逐漸變藍，說明反應生成了水，由此推知鐵銹中一定含有氫元素，從而推斷出空氣中的水參加了鐵生銹反應。

（6）為了準確測定該成分，除要稱量鐵銹樣品的質量外，還需要測定裝置BC反應前后的質量；若缺少D裝置，空氣中的水蒸氣和二氧化碳會被C裝置吸收，導致二氧化碳質量偏大，從而導致鐵銹中氧元素質量偏大，進一步導致x:y的值偏小。