Question

【題目】在研究“鐵生銹的條件”的實驗中，某興趣小組對實驗進行了創新設計，請把實驗報告補充完整．

（實驗目的）鐵生銹條件的探究．

（實驗內容）取3段光亮無銹的細鐵絲，繞成螺旋狀，放入3支干燥潔凈的試管底部，進行下列實驗，實驗要保證有足夠長的時間來觀察現象．

（實驗現象）實驗①②無明顯現象，實驗③中鐵絲生銹，且試管內空氣體積減小．

（實驗結論）鐵生銹實際上是鐵與空氣中的_______（填名稱）發生反應的結果．

（實驗思考）

（1）當鐵絲足量，時間足夠長，實驗③進入試管內的水的體積約占試管體積的__．

（2）該實驗創新之處在于：可根據鐵絲表面的鐵銹和_______兩種現象來判斷鐵絲反應進行的情況．

（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是_______．

（4）鋁比鐵活潑，但鋁難腐蝕，原因是________．

（5）化學興趣小組在實驗室中用圖所示裝置模擬煉鐵。回答下列問題

①實驗過程中，在盛有Fe2O3的硬質玻璃管中能觀察到的現象是：_____。涉及的原理用化學方程式表示為____________。

②裝置中澄清石灰水的作用是______；寫出該反應化學方程式__________。

③實驗尾氣可采用_________的方式處理

Answer 1

【答案】氧氣和水蒸氣 1/5 試管內空氣體積減少 除去水，防止生銹 鋁與空氣中氧氣反應，生成一層致密氧化膜，覆蓋在鋁表面防止鋁進一步被氧化 紅棕色粉末變黑 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 CO2 + Ca(OH)2CaCO3 ↓+ H2O 檢驗二氧化碳的生成 點燃或者收集

【解析】

實驗結論：

根據實驗現象：實驗①②無明顯現象，實驗③中鐵絲生銹，且試管內空氣體積減小可知，鐵生銹實際上是鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣發生反應的結果；

實驗思考：

（1）鐵生銹過程中消耗空氣中氧氣，空氣中氧氣的體積分數約占空氣體積的1/5。當鐵絲足量，時間足夠長，實驗③進入試管內的水的體積約占試管體積的1/5；

（2）該實驗創新之處在于：可根據鐵絲表面的鐵銹和試管內空氣體積減小（或試管內液面上升），兩種現象來判斷鐵絲反應進行的情況；

（3）根據鐵生銹的原理可知，用完的菜刀要擦干存放，理由是除去水，防止生銹；

（4）鋁比鐵活潑，但鋁難腐蝕，原因是：鋁與空氣中氧氣反應，生成一層致密氧化膜，覆蓋在鋁表面防止鋁進一步被氧化；

（5）①一氧化碳和氧化鐵高溫反應生成鐵二氧化碳，會觀察到紅棕色粉末逐漸變成黑色，反應的化學方程式為：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；

②二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，澄清石灰水能用來檢驗二氧化碳。裝置中澄清石灰水的作用是：檢驗生成物中的二氧化碳；二氧化碳與氫氧化錢反應生成碳酸鈣和水，反應的化學方程式是：CO2 + Ca(OH)2CaCO3 ↓+ H2O；

③一氧化碳在空氣中燃燒生成無毒的二氧化碳。實驗尾氣可采用點燃或者收集方式處理。