世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的20%~40%,某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究
探究一:铁丝燃烧
如图1所示,取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝,将其中两根分别盘成螺旋状,在每根铁丝一端系上粗铜丝,另一端系一根火柴杆,点燃火柴杆待快燃尽时,分别插入充满氧气的集气瓶中,观察到:观察到:Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧,且Ⅱ中铁丝燃烧比I中的更剧烈;Ⅲ中铁丝没有燃烧.
(1)集气瓶中加入少量水的作用:.
(2)为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧.
(3)分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因.
探究二:铁粉腐蚀的条件
如图2所示,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为146mL).当温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零).记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表.
序号 |
样品 |
量筒起始 读数/mL |
量筒最终 读数/mL |
所需时间 /min |
1 |
1g铁粉、0.2g碳和10滴水 |
100 |
72 |
约120 |
2 |
l g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量 | 100 |
72 |
约70 |
3 |
|
\ |
\ |
\ |
(4)金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价(填"升高"或"降低")的过程.
(5)实验①和②说明NaCl可以(填"加快"或"减慢")铁锈蚀的速率.
(6)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是(填"放热"或"吸热")过程.
(7)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,请在表格空白处填写实验③的样品组成是.
(8)该装置还可用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算氧气的体积含量是%(精确到小数点后1位),试分析该实验结果出现误差的原因(写任意一条即可)
查阅资料知:甲酸(HCOOH)是一种无色、有刺激性气味的液体,与浓硫酸混合加热的反应为:HCOOHCO↑+H2O。实验室可利用下图装置制取CO并还原CuO。请回答下列问题:
1)甲酸发生了反应。(填反应类型)
2)实验中应先通入一段时间CO,后加热CuO,目的是。
3)能证明甲酸生成CO的现象是
①;
②。
4)点燃D处酒精灯的目的是。
5)写出B中CO与CuO发生的反应,用化学方程式表示。
类比法是化学研究物质的重要方法之一。草酸(H2C2O4)的化学性质与碳酸相似,受热分解后得到三种氧化物。某兴趣小组对草酸的有关性质进行探究。
【提出猜想】猜想一:草酸也能使紫色石蕊试液变______色;
猜想二:三种氧化物可能是CO2、CO和__________(填化学式),该猜想的依据是_________________。
【查阅资料】1、无水硫酸铜是一种白色粉末,遇水变成蓝色。
2、向氯化钯溶液中通入CO,会产生黑色沉淀。
【实验探究】兴趣小组为验证猜想二,将草酸受热后得到的气体,依次通过下图中的A、B、C装置。
【实验结论】当观察到装置A中变蓝、B中变浑浊、C中__________________的实验现象时,证明猜想二是正确的。写出B中发生反应的化学方程式__________________________________________________。
【实验反思】①根据实验结论,从环保角度考虑,实验中应对尾气进行处理。处理方法是_________________。
②草酸受热分解的化学方程式为_____________________________________________________。
(6分)某兴趣小组围绕“燃烧条件”这一主题开展如下探究活动,请你参与:
【实验内容】
①用棉花分别蘸酒精和水,放在酒精灯火焰上加热片刻,观察现象。
②取一小块乒乓球碎片和滤纸碎片,分别用坩埚钳夹住,放在酒精灯火焰上加热,观察到两种物质都能燃烧。③从乒乓球和滤纸上各剪下一小片(同样大小),如图所示分别放在一片薄铜片的两侧,加热铜片的中部,观察现象。
【分析讨论】
(1)进行实验①时,如果在酒精灯上加热时间较长,蘸水的棉花球也会燃烧起来,其原因是________。
(2)进行实验②的目的是为了证明__________________________。
(3)实验③看到的现象是,这两个对比实验说明,燃烧__________________________________。
【反思与应用】
(4)乒乓球的材料名叫赛璐璐。它是由胶棉、增塑剂、染料等加工而成的塑料,燃烧会生成二氧化氮等有毒气体。为了保护我们的地球,废弃兵乓球最佳的处理方式是_________________________。
小红和她的同学学习了金属活动性及稀硫酸的一些性质后,对铜与浓硫酸能否发生反应产生了兴趣,并进行了如下探究:
【提出问题】猜想Ⅰ:铜与浓硫酸不能反应;
猜想Ⅱ:铜与浓硫酸能反应,且可能生成氢气。
【实验探究】实验Ⅰ:在一支试管中加入一小片铜,再加入少量的浓硫酸,放置一段时间,试管中无现象;
实验Ⅱ:再给上述试管加热,试管中产生有刺激性气味的气体,将反应后的溶液小心地注入到盛有少量水的烧杯中,溶液呈现出明显的蓝色。
【分析猜想】(1)溶液呈蓝色,说明生成了
(2)根据实验现象及已有的知识推断,产生的气体不可能是氢气,很可能是一种含硫元素的气体。
【查阅资料】(1)常见的含硫元素的气体有二氧化硫和硫化氢。
(2)二氧化硫和二氧化碳相似,都能和氢氧化钠等碱溶液反应生成盐和水。
(3)二氧化硫能使品红溶液褪色,加热,又能恢复原来的红色。硫化氢不能使品红溶液褪色。
(4)二氧化硫和硫化氢均有毒。
【实验探究】为了检验产生的有刺激性气味的气体的成分,小红和她的同学进一步实验:将产生的气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热,溶液又恢复了红色。
【实验结论】(1)在常温下,铜与浓硫酸不能反应。
(2)在加热条件下铜与浓硫酸反应产生的气体是,此反应还生成了水,请写出该反应的化学方程式;
(3)浓硫酸与铜加热时能反应,而稀硫酸与铜即使加热也不能反应,由此说明:物质的化学性质除了与物质本身的性质有关外,还可能与溶液中溶质的有关。
【拓展延伸】为了防止污染空气,小红和她的同学采用氢氧化钠溶液来吸收多余的气体,请写出该反应的化学方程式。
氯化铁溶液能与铜反应生成可溶性的氯化铜和氯化亚铁,工业上常用此原理生产印刷线路板。以下是印刷线路板的生产及废液的处理过程:
请回答下列问题:
(1)步骤②③中实验操作的名称是。步骤②实验操作前发生了两个反应:2FeCl3+Fe = 3FeCl2和,
(2)某固体的成分有。
(3)步骤③中适量稀盐酸的标志是;发生反应的化学方程式是。
(4)该流程中可以循环、回收利用的物质是。