中国首个火星探测器祝融号成功着陆火星，传回的火星地表图像主要为橘红色，经分析火星地表广泛分布着赤铁矿等矿石。请你与兴趣小组同学一起开展以下项目研究。
【任务一】铁的冶炼
如图1是CO还原氧化铁的微型实验装置（已知：HCOOH 热浓硫酸 H2O+CO）。实验时先 挤压软塑料滴瓶挤压软塑料滴瓶（填“挤压软塑料滴瓶”或“点燃酒精喷灯”），原因是 防止一氧化碳与空气的混合物受热爆炸防止一氧化碳与空气的混合物受热爆炸。
【任务二】探究铁的锈蚀
小组同学在A、B、C、D、E五只烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过10%食盐水的细铁丝、浸过蒸馏水的细铁丝、浸过10%食盐水的铁粉、完全浸没在蒸馏水中的细铁丝，然后装配成如图2所示的相同的五套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm）所示。
热浓硫酸
| 时间/小时 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
| A瓶（干燥的细铁丝） | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| B瓶（浸过10%食盐水的细铁丝） | 0.2 | 0.8 | 1.6 | 2.6 | 3.9 | 5.4 |
| C瓶（浸过蒸馏水的细铁丝） | 0 | 0 | 0.1 | 0.3 | 0.8 | 1.5 |
| D瓶（浸过10%食盐水的铁粉） | 0.6 | 1.6 | 2.9 | 4.8 | 6.9 | 8.9 |
| E瓶（完全浸没在蒸馏水中的细铁丝） | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
（1）通过实验C和实验
AE
AE
中现象的比较，得出铁生锈需要氧气和水。（2）设计实验B和D的目的是
铁生锈的速率与铁丝与氧气和水接触面积有关
铁生锈的速率与铁丝与氧气和水接触面积有关
。对比实验B和C中的现象，得出的结论是 食盐水和加快铁生锈的速率
食盐水和加快铁生锈的速率
。（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是
铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀
铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀
。【注意：若答对以下小题奖励3分，化学总得分不超过40分。】
【拓展探究】小组同学又将上述D烧瓶中剩余的物质取出，洗涤、干燥，得mg固体，连接如图装置，检查气密性，加入刚得到的mg固体与足量稀盐酸，完全反应后，常温常压下丙中注射器收集到VmL氢气（常温常压下，氢气的密度是ρg/mL）。
（1）mg固体中铁锈的质量分数表达式为
m
-
28
V
ρ
m
×
100
%
m
-
28
V
ρ
m
×
100
%
（2）该实验条件下测得铁锈的质量分数偏小的原因是
滴入稀盐酸占体积，导致氢气体积偏大，所以铁粉质量偏大，而铁锈质量偏低
滴入稀盐酸占体积，导致氢气体积偏大，所以铁粉质量偏大，而铁锈质量偏低
。乙装置中蒸馏水的作用是 降温
降温
。【答案】挤压软塑料滴瓶；防止一氧化碳与空气的混合物受热爆炸；AE；铁生锈的速率与铁丝与氧气和水接触面积有关；食盐水和加快铁生锈的速率；铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀；；滴入稀盐酸占体积，导致氢气体积偏大，所以铁粉质量偏大，而铁锈质量偏低；降温
m
-
28
V
ρ
m
×
100
%
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：47引用：1难度：0.5
相似题
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1．在进行“二氧化碳制取和性质实验”时，小明发现放置小蜡烛的铜架上出现了绿色物质，且绿色物质只出现在下部（伸到烧杯下面的部分），上部和在烧杯外的部分没有出现，小明思考，铜也会生锈吗？为什么只出现在下部呢？铜生锈的条件是什么？
【查阅资料】铜在一定条件下会锈蚀生成一种绿色的物质（铜绿），其主要成分是碱式碳酸铜，化学式时候Cu2（OH）2CO3，受热易分解．
【猜想与假设】依据铜绿的化学式，小明猜想铜生锈的条件可能是，铜与氧气、共同作用，做出此猜想的依据是．
【设计实验】将四块铜片分别按如图放置半个月，观察现象如下，A中铜片生锈且水面附近锈蚀最严重，B、C、D中铜片不生锈，D装置中氢氧化钠溶液的作用是，写出该反应的化学方程式．
【得出结论】根据A和D中的实验现象可知铜生锈需要．
【反思与应用】利用所得结论填空，依据本实验结合“二氧化碳浇灭蜡烛”的实验操作推测铜架下部容易生锈的原因是．
【实验拓展】有资料显示，氧化铜也能加快过氧化氢溶液的分解速率．
（1）给你一支已经产生铜绿的铜架，5%过氧化氢溶液，请你设计实验证明（仪器自选）．
（2）请你试着写出铜生成铜绿的化学方程式．发布：2024/11/10 8:0:1组卷：53引用：1难度：0.3 -
2．化学小组对钢铁的锈蚀进行实验研究。
Ⅰ．探究钢铁锈蚀的基本条件
（1）一段时间后，C、D、E中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟等物质作用的过程。
（2）使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是。
Ⅱ．探究食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响
用如图装置进行实验，每组实验加入铁炭总质量为24g,食盐水体积为7.5mL，恰好能将固体润湿。测得的数据见下表：（提供资料：示数差3cm是指U型管左侧液面上升3cm。）
（3）分析食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响应对比实验序号 铁炭质量比 食盐水浓度/% 示数差3cm所用时间/s 10分钟时温度升高值/℃ 实验① 2：1 26 90 7.8 实验② 4：1 26 170 4.2 实验③ 6：1 26 190 3.3 实验④ 2：1 13 140 6 实验⑤ 2：1 6.5 140 6 （填实验序号）。有同学提出应该再加一组实验，研究铁炭质量比为2：1、食盐水浓度为3.3%时的实验数据，你觉得是否有必要，并说明理由。
（4）查阅资料得知，食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜，并促使铁发生一系列反应得到氢氧化铁，它在空气中风化失水后变成氧化铁。钢筋锈蚀过程中生成氧化铁的反应方程式是。
Ⅲ．探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀速率的影响
步骤1：按如图连接好装置，检查装置气密性。
步骤2：向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。
步骤3：将稀盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，一段时间后，至恢复到室温时，采集的数据见下表：
（5）步骤1中检查装置气密性的方法为：先在分液漏斗中加水，再打开活塞，观察到序号 盐酸pH P反应前 P反应后 DO反应前 DO反应后 开始降低所需时间/s 实验① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 实验② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 实验③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 实验④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 实验⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175 （填现象），表明装置的气密性良好。
（6）实验①和实验②反应后压强变大。进行实验③时，观察到溶液中有气泡冒出，反应后体系内压强却变小了，变小的原因是。
（7）分析表中数据，在该实验条件下，下列说法正确的有（填字母）。
a.当pH=2时，铁粉与氧气的锈蚀速率最快
b.稀盐酸中的溶解氧含量与盐酸的pH有关
c.铁粉和盐酸，氧气在刚接触时不是同时发生反应发布：2024/12/24 10:30:2组卷：219引用：4难度：0.5 -
3．化学小组对钢铁的锈蚀进行实验研究。
Ⅰ．探究钢铁锈蚀的基本条件
（1）一段时间后，C、D、E中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟（填化学式）等物质作用的过程。D中铁钉比C中铁钉锈蚀程度严重，说明。
（2）使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是。
Ⅱ．探究食盐水对钢铁腐蚀速率的影响
用如图装置进行实验，锥形瓶中放生铁粉末，滴管中预先加入2mL不同浓度的食盐水，并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度，数据如下表所示：
（3）该实验探究的是实验组 生铁粉末质量 食盐水浓度 3min时瓶内氧气浓度 实验① 3.5g 4% 18.96% 实验② 3.5g 8% 18.56% 实验③ 3.5g 16% 18.28% 实验④ 3.5g 24% 17.99% 对钢铁腐蚀速率的影响，其实验结论是。
（4）查阅资料得知，食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜（其原理如图所示），并促使铁发生一系列反应得到Fe（OH）3，Fe（OH）3在空气中风化失水后变成氧化铁。
①氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中，从阳极向阴极转移的微粒是。
②钢筋锈蚀过程中得到氧化铁的反应方程式为。
Ⅲ．探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀速率的影响
步骤1：按如图连接好装置，检查装置气密性。
步骤2：向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。
步骤3：将盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，同时采集数据见下表：
（5）步骤1中检查装置气密性的方法为序号 盐酸pH 压强p/kPa 溶解氧/mg•L-1 p反应前 p反应后 DO反应前 DO反应后 开始降低所需时间/s 实验① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 实验② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 实验③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 实验④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 实验⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175 。
（6）实验1和实验2反应后压强变大的主要原因是（用化学方程式表示）。
（7）进行实验3时，观察到溶液中有气泡冒出，反应后体系内压强却变小了。其原因是。
（8）分析表中数据，在该实验条件下，下列说法正确的有。
A．当pH=2时，铁粉与氧气的锈蚀速率最快
B．稀盐酸中的溶解氧含量与盐酸的pH有关
C．铁粉和盐酸，氧气的反应可以同时发生发布：2024/12/25 12:0:1组卷：258引用：3难度：0.7
