Question

【题目】某研究小组对铁制品锈蚀相关问题进行探究。

实验一:探究氧气浓度对铁制品锈蚀的影响

(1)仪器a的名称为______。

(2)写出实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式：______，发生装置应选______（填装置编号）。

(3)收集氧气浓度不同的混合气体(含氮气和氧气),可选用的装置是______（填装置编号）。

(4)设计实验探究氧气浓度对铁制品锈蚀快慢的影响。请简述实验方案(操作步骤、需控制的变量、应观察的现象,可结合图示说明) ___________。

实验二:探究铁锈的成分

若铁锈成分为FexOy·nH2O,用下图所示装置(夹持仪器己省略)进行实验(每步反应和吸收均完全)。FexOy·nH2O受热容易分解产生水蒸气。无水硫酸铜能吸收水而变蓝,碱石灰既能吸收水也能吸收CO2。

(5)指出上图所示实验装置的一个明显缺陷 ______。

(6)加热前,先通CO气体一段时间,目的是______。

(7)为确定铁锈组成,将铁锈样品加热,样品逐渐变黑,无水硫酸铜逐渐变蓝,实验过程测得以下数据(忽略玻璃管中残留水蒸气)：

	铁锈样品的质量/g	装置A的质量(不包括喷灯)/g	装置B的质量/g
反应前	23.2	258.1	232.4
反应后		246.1	239.6

根据以上数据计算该铁锈样品中Fe元素质量为_____g，n的值为______。

Answer 1

【答案】锥形瓶 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ A E 在相同环境下，在规格相同的密闭集气瓶中，收集氧气浓度不同的混合气体，预留相同量的水，放入相同的铁钉，且铁钉露出相同长度；放置相同的时间后，比较铁钉锈蚀程度。根据铁钉锈蚀程度不同，判断氧气浓度不同对铁制品锈蚀快慢的影响 没有对一氧化碳进行尾气处理，会造成大气污染 排出装置内的空气，防止加热时发生爆炸 11.2 4

【解析】

（1）仪器a 的名称是锥形瓶。

（2）高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。该反应的反应物的状态是固态，反应的条件是加热，故选固固加热型装置A。

（3）氧气和氮气的密度比水的密度小，难溶于水，故气体要从短管通入，水从长管排出，故选E。

（4）在相同环境下，在规格相同的密闭集气瓶中，收集氧气浓度不同的混合气体，预留相同量的水，放入相同的铁钉，且铁钉露出相同长度；放置相同的时间后，比较铁钉锈蚀程度。根据铁钉锈蚀程度不同，判断氧气浓度不同对铁制品锈蚀快慢的影响

（5）该实验中有一氧化碳气体参加，一氧化碳是有毒的气体，如直接排放到空气中会造成空气污染，故该装置缺少尾气处理装置。

（6）一氧化碳是可燃性气体，如一氧化碳中混有氧气，温度达到一氧化碳的着火点，则一氧化碳会燃烧，引起爆炸，故要先通入一段时间的一氧化碳，排尽管中的空气，防止加热时发生爆炸。

（7）硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为：FexOynH2O+yCOxFe+yCO2+nH2O，根据实验数据可知，反应中生成水的质量为：（239.6g-232.4g）=7.2g，玻璃管的质量为：258.1g-23.2g=234.9g，反应后生成铁的质量为：246.1g-234.9g=11.2g。由于反应前后元素的种类与质量不变，所以23.2gFexOynH2O中含铁元素的质量为11.2g；含有“H2O”部分质量为7.2g；则余下的氧元素质量为：23.2g-11.2g-7.2g=4.8g

则：x：y：n= ： ： =2：3：4，则FexOynH2O的化学式为Fe2O34H2O．故n=4.