全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下面是对铁
的腐蚀条件及废铁的回收冶炼的探究。
问题一：探究铁生锈的条件
课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计如下改进实验。
（1）4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与 氧气氧气和 水水有关。
（2）B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是 氧气的浓度氧气的浓度。
问题二：废铁的回收冶炼
目前全球钢铁产量的45%是通过对废钢铁的冶炼来完成的，我国的金属废料的回收利用技术已达到国际水平。
已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和
CO2．现利用如图1的实验装置进行实验，反应中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2。
（1）利用图1显示的相关信息，回答如下问题。
①图1中的仪器甲是一种加热仪器。查阅资料发现，酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400～500℃，酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800～1200℃．实验室要利用图1来制取金属铁，仪器甲应选用的加热仪器是 酒精喷灯酒精喷灯（填“酒精灯”或“酒精喷灯”）；
②加热Fe2O3之前要先通一会儿CO，目的是 排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸
③方框中进行尾气处理，a连接的是如图3装置，导管接口的连接顺序为a→dd→bb→e,如果导管连接错误，后果是 CO会排入空气中从而污染空气CO会排入空气中从而污染空气
④用这种方法“炼”得的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是 A中炼得的铁不含碳，工业上炼得铁含有碳A中炼得的铁不含碳，工业上炼得铁含有碳。
（2）利用图2显示的相关信息，回答如下问题。
为确定A、B、C点固体的合理化学式，某化学兴趣小组作了如下探究：
【查阅资料】
资料一：Fe2O3和CO反应是逐步进行的，铁的氧化物的热稳定性顺序是FeO（黑色）＞Fe3O4＞Fe2O3；
资料二：在用酒精灯加热（400℃-600℃）条件下，CO很难和Fe2O3反应生成Fe；
资料三：Fe2O3、FeO不能被磁铁吸引，Fe3O4和Fe能被磁铁吸引；
【实验探究】
| 实验方案 | 实验现象 |
| 分别取少量A、B、C点固体用磁铁感应，然后加入硫酸铜溶液中 | A点固体可被磁铁感应，硫酸铜溶液中无任何现象 |
| B点固体不可被磁铁感应，硫酸铜溶液中无任何现象 | |
| C点固体可被磁铁感应，硫酸铜溶液中有红色固体出现 |
①在0～400℃温度范围内，管内固体质量不变，其原因是
未达到反应所需的最低温度
未达到反应所需的最低温度
。②A点固体的化学式是
Fe3O4
Fe3O4
。③写出反应生成B点固体的化学方程式：
Fe3O4+CO 3FeO+CO2
高温
Fe3O4+CO 3FeO+CO2
高温
④图中x=
1.68
1.68
g。⑤将5.6g铁与94.6g稀盐酸恰好完全反应，得到的溶液中溶质的质量分数为多少？（写计算过程）（2分）
【答案】氧气；水；氧气的浓度；酒精喷灯；排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸；d；b；CO会排入空气中从而污染空气；A中炼得的铁不含碳，工业上炼得铁含有碳；未达到反应所需的最低温度；Fe3O4；Fe3O4+CO 3FeO+CO2；1.68
高温
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：110引用：1难度：0.1
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1．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：228引用：4难度：0.5 -
2．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：54引用：1难度：0.3 -
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：264引用：3难度：0.7
