Question

【題目】某研究小組對鐵制品銹蝕相關問題進行探究。

實驗一:探究氧氣濃度對鐵制品銹蝕的影響

(1)儀器a的名稱為______。

(2)寫出實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的化學方程式：______，發生裝置應選______（填裝置編號）。

(3)收集氧氣濃度不同的混合氣體(含氮氣和氧氣),可選用的裝置是______（填裝置編號）。

(4)設計實驗探究氧氣濃度對鐵制品銹蝕快慢的影響。請簡述實驗方案(操作步驟、需控制的變量、應觀察的現象,可結合圖示說明) ___________。

實驗二:探究鐵銹的成分

若鐵銹成分為FexOy·nH2O,用下圖所示裝置(夾持儀器己省略)進行實驗(每步反應和吸收均完全)。FexOy·nH2O受熱容易分解產生水蒸氣。無水硫酸銅能吸收水而變藍,堿石灰既能吸收水也能吸收CO2。

(5)指出上圖所示實驗裝置的一個明顯缺陷 ______。

(6)加熱前,先通CO氣體一段時間,目的是______。

(7)為確定鐵銹組成,將鐵銹樣品加熱,樣品逐漸變黑,無水硫酸銅逐漸變藍,實驗過程測得以下數據(忽略玻璃管中殘留水蒸氣)：

	鐵銹樣品的質量/g	裝置A的質量(不包括噴燈)/g	裝置B的質量/g
反應前	23.2	258.1	232.4
反應后		246.1	239.6

根據以上數據計算該鐵銹樣品中Fe元素質量為_____g，n的值為______。

Answer 1

【答案】錐形瓶 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ A E 在相同環境下，在規格相同的密閉集氣瓶中，收集氧氣濃度不同的混合氣體，預留相同量的水，放入相同的鐵釘，且鐵釘露出相同長度；放置相同的時間后，比較鐵釘銹蝕程度。根據鐵釘銹蝕程度不同，判斷氧氣濃度不同對鐵制品銹蝕快慢的影響 沒有對一氧化碳進行尾氣處理，會造成大氣污染 排出裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸 11.2 4

【解析】

（1）儀器a 的名稱是錐形瓶。

（2）高錳酸鉀在加熱的條件下反應生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應的方程式為：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。該反應的反應物的狀態是固態，反應的條件是加熱，故選固固加熱型裝置A。

（3）氧氣和氮氣的密度比水的密度小，難溶于水，故氣體要從短管通入，水從長管排出，故選E。

（4）在相同環境下，在規格相同的密閉集氣瓶中，收集氧氣濃度不同的混合氣體，預留相同量的水，放入相同的鐵釘，且鐵釘露出相同長度；放置相同的時間后，比較鐵釘銹蝕程度。根據鐵釘銹蝕程度不同，判斷氧氣濃度不同對鐵制品銹蝕快慢的影響

（5）該實驗中有一氧化碳氣體參加，一氧化碳是有毒的氣體，如直接排放到空氣中會造成空氣污染，故該裝置缺少尾氣處理裝置。

（6）一氧化碳是可燃性氣體，如一氧化碳中混有氧氣，溫度達到一氧化碳的著火點，則一氧化碳會燃燒，引起爆炸，故要先通入一段時間的一氧化碳，排盡管中的空氣，防止加熱時發生爆炸。

（7）硬質玻璃管內發生反應的化學方程式為：FexOynH2O+yCOxFe+yCO2+nH2O，根據實驗數據可知，反應中生成水的質量為：（239.6g-232.4g）=7.2g，玻璃管的質量為：258.1g-23.2g=234.9g，反應后生成鐵的質量為：246.1g-234.9g=11.2g。由于反應前后元素的種類與質量不變，所以23.2gFexOynH2O中含鐵元素的質量為11.2g；含有“H2O”部分質量為7.2g；則余下的氧元素質量為：23.2g-11.2g-7.2g=4.8g

則：x：y：n= ： ： =2：3：4，則FexOynH2O的化學式為Fe2O34H2O．故n=4.