| I 化学兴趣小组的同学对“影响铁钉锈蚀快慢的因素”展开了如下探究:
(提出问题)溶液的酸碱性对铁钉生锈的快慢是否有影响?溶液中的阴离子种类对铁钉锈蚀的快慢是否有影响?
(设计实验)按图1装置进行实验,测得装置中氯化铵、硫酸铵溶液上方氧气浓度变化曲线如图2。
上述实验中,氧气浓度下降先陡后缓的原因为。 |
将规格、材质相同的打磨过的铁钉放入下列不同溶液中,测得有关数据如下表:
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溶液中的溶质
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氯化铵
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硫酸铵
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氯化钠
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硫酸钠
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氢氧化钠
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0 min时氧气浓度/%
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20.8
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20.8
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20.8
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20.8
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20.8
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500 min时氧气浓度/%
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15.8
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17.0
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18.6
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19.0
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19.8
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实验前溶液pH
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5.31
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5.53
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7.0
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7.0
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13.6
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实验后溶液pH
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7.37
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7.99
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10.5
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10.4
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13.8
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铁钉锈蚀情况
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大量
铁锈
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大量
铁锈
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少量
铁锈
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少量
铁锈
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几乎
无锈
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(结论与拓展)①实验中溶液上方氧气浓度变化越大,证明铁钉锈蚀速率。
②根据表中数据可知,铁钉在(填“酸”、“碱”或“中”)性溶液中更易锈蚀,其中铁钉在含有(填“氯离子”或“硫酸根离子”)的溶液中锈蚀更快。 |
| (拓展应用)化学是把双刃剑,铁制品在使用过程中常常会出现不同程度的锈蚀,会造成资源浪费,但将铁生锈的原理用于食品脱氧时,要求铁能快速生锈从而达到脱氧的目的,因此食品脱氧剂中除了加入铁粉、炭粉外,还可加入。 |
| II某实验小组同学欲通过实验探究金属的性质。
(实验目的)证明金属活动性强弱:Al > Cu
(设计并实施实验)小组内的3位同学分别做了下述实验:
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实验
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现象
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甲
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将铝片直接放入到稀CuCl2溶液中
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一段时间后才出现了预期的实验现象
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乙
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将用砂纸打磨过的铝片放入稀CuCl2溶液(与甲实验浓度相同)中
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十几秒内即观察到明显现象。
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丙
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将用砂纸打磨过的铝片放入稀CuSO4溶液中
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在与乙相同的时间内没有观察到明显现象
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对比甲、乙同学的实验,推测甲同学开始时没有观察到明显实验现象的原因是。 |
| (提出问题)为什么打磨过的铝片放入到CuCl2溶液和CuSO4溶液中观察到的现象不同呢?
(微观探析)查阅资料可知两个反应的微观示意图如下。
图1反应的化学方程式为;Al和CuCl2溶液、CuSO4溶液反应的微观本质是Al和Cu2+反应生成 Al3+和。 |
| (提出猜想)根据上述图示,小组同学提出了如下猜想。
猜想1:产生现象不同的原因是CuCl2溶液比CuSO4溶液中含有的Cu2+浓度大。
猜想2:溶液中Cl-对Al和Cu2+反应有促进作用。
猜想3:溶液中 对Al和Cu2+反应有阻碍作用。 (设计并实施实验) | 序号 | 实验方案及操作 | 现象 | 结论 | | ① | 乙、丙两位同学取Cu2+浓度相同的CuCl2溶液和CuSO4溶液重复实验。 | 与上述乙、丙同学实验现象相同 | 猜想1(填“成立”或“不成立”) | | ② | | 在同一时间内,③最快产生现象,②次之,①无明显现象 | 猜想2成立 | |
| 甲同学认为通过实验2得到的结论证据不充足,理由是溶液中的微粒对实验可能有干扰。 |
| 丙同学通过查阅资料排除了上述干扰,并模仿实验2又设计了一组3支试管的实验,证明了猜想3也成立。请在下列方框中画出实验设计图示。
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