Question

在生產和生活中，金屬腐蝕所帶來的損失非常嚴重，所以防止金屬腐蝕已成為科學研究和技
術領域的重大問題．化學興趣小組的同學在實驗室中對金屬的腐蝕進行了探究．
活動與探究一
分別在三個潔凈干燥的試管中各加一個潔凈無銹的鐵釘，再在其中兩個試管中加入經煮沸迅速冷卻的蒸餾水，其它操作請仔細觀察下圖：

（1）探究結論：______號試管中的鐵釘最容易生銹．由此可見，鐵制品生銹需要的條件是______．
活動與探究二
向鐵粉中加入少量的炭粉（模擬鐵釘的成分），混合均勻后，撒入內壁分別用稀鹽酸和氯化鈉溶液潤濕過的兩只具支試管（分別標記為a、b），按下圖裝好儀器．幾分鐘后，打開止水夾，觀察發現：a裝置右側小試管中液面上升，導管中液面下降；而b裝置右側小試管中液面下降，導管中液面上升；b裝置固體混合物中發現有紅色物質生成．

（2）請你推測：a裝置右側小試管中液面上升的原因是______；b裝置右側小試管中液面下降的原因是______．
（3）將“活動與探究一”中已生銹的鐵釘放入稀鹽酸中，可觀察到______、______，化學方程式為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）鐵生銹的條件是：與氧氣接觸，有水參加．
（2）而單質鐵可以和鹽酸反應生成氫氣，導致支管試管內氣壓增大排出導管內氣體，致使圖a中試管內液體上升．鐵生銹消耗了氧氣，導致支管試管內氣壓降低，致使圖b中試管內液體下降．
（3）生銹的鐵釘放入稀鹽酸，先是鐵銹溶解，后鐵與鹽酸反應．
解答：解：（1）鐵生銹的條件是：與氧氣接觸，有水參加，二者缺一不可
（2）鐵與鹽酸反應生成了氫氣，左側試管中氣體增加；而氧氣與鐵和水發生了反應會減少，左側試管中氣體減少．
（3）鐵銹（Fe₂O₃）與鹽酸反應而消失，溶液成黃色（Fe³⁺顏色）[如果進一步反應，鐵與鹽酸反應生成氫氣，溶液呈淺綠色（Fe²⁺顏色）]
故答案為：（1）Ⅰ；鐵與氧氣、水接觸；
（2）有氫氣產生；氧氣參加了反應．
（3）鐵銹溶解；溶液變黃；Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O[鐵銹溶解，并有氣泡生成，溶液呈淺綠色，Fe₂O₃+6 HCl═2FeCl₃+3 H₂O和Fe+2 HCl═FeCl₂+H₂↑]
點評：鐵生銹的條件是氧氣和水都與鐵接觸，酸與鐵反應生成氫氣，氯化鈉能促進鐵的銹蝕．生銹的鐵釘與酸反應，一般只考慮第一步，第二步反應一般不予考慮．