专题15 定性定量分析实验的探究 -中考化学实验（解析版）.docxVIP

专题15定性定量分析实验的探究

我国高铁创造的中国速度令世界瞩目，某学习小组对高铁建设中的钢铁锈独进行探究。

【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。

【查阅资料】炭粉可加快铁的锈蚀，炭粉不与盐酸反应。

【设计实验】

实验一：定性探究铁锈蚀的因素

取四枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如下表。

试管编号

A

B

C

D

一周后铁钉表面现象

有一层铁锈

无明显变化

无明显变化

有较厚铁锈

(1)对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是铁与空气中的（填化学式）发生化学反应。

(2)得到无氧蒸馏水可采用煮沸的方法，是因为氧气在水中的溶解度随温度的升高而（填“升高”或“降低”）。

(3)对比A和D试管中实验现象，说明铁锈蚀快慢与（填名称）有关。由此现象对比可知，轮船在海里航行比在河流里航行更(填“难”或“易”)生锈。

(4)生活中铁制品易生锈而铝制品不易生锈的原因是。（用化学方程式表示）

实验二：定量探究影响铁锈蚀的因素

小组设计了图2装置。检查气密性，将5g铁粉和2g炭粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaC1溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上（此时没有推动注射器活塞），采集数据。

(5)根据图3，说明铁生锈是（填“放热”或“吸热”）反应，t2一t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是。

(6)根据图4，对比AB段和BC段说明，根据图4，分析t3时刻后压强突然变大的原因是。

实验三：探究影响铁锈蚀消耗氧气速率的因素

同学们想知道炭粉的量对铁粉生锈快慢的影响，于是用上述装置完成了如下4组实验。实验过程中的数据记录如下(实验中其他条件均相同)。

实验

①

②

③

④

铁粉与活性炭的质量比

0.8:1

2:1

3.5:1

8:1

液面不再上升时所需时间/min

20

12

11

15

(7)上述实验是探究对铁锈蚀消耗氧气速率的影响，由此可得出的结论是。

(8)你认为影响铁锈蚀消耗氧气速率的因素还有，请你设计实验进行验证。

实验四：测定部分生锈的铁粉中铁的含量

(9)连接如下图装置。取部分生锈的铁粉（铁和氧化铁的混合物）0.6g于锥形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后，测得生成气体体积为0.2L，已知该条件下氢气密度为0.09g/L，根据以上数据，计算出该固体中铁的质量分数为。

(10)学习小组有同学提出：用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数变大，可能的原因是（填选项字母）。

a.装置气密性不好????????????????????????????????????b.铁与盐酸反应放热

c.生成的气体会部分滞留在锥形瓶中?????????????d.没有减掉加入的盐酸的体积

实验五：研究水样的pH、水中溶解氧浓度与钢铁腐蚀速率的关系。查阅相关文献得到如下资料

(11)左图表示水样温度22℃、氧含量6mL·L-1时，钢铁腐蚀速率与水样pH的关系。当pH4时，钢铁腐蚀速率明显增大的原因是。

(12)右图表示温度22℃、pH=7时，钢铁腐蚀速率与水中溶解氧浓度的关系。当溶解氧超过20mL·L-1时，钢铁腐蚀速率明显下降的原因可能是。

【答案】(1)H2O、O2

(2)降低

(3)氯化钠易

(4)

(5)放热铁生锈放出的热量小于热量的散失

(6)NaCl溶液可加快铁锈蚀速率铁生锈消耗氧气，使得三颈瓶内压强变小，注射器中的稀盐酸被吸入三颈瓶内与铁接触发生反应产生氢气，使瓶内压强迅速变大

(7)铁粉与活性炭的质量比在铁粉与活性炭质量比在0.8:1～8:1的4组实验中，当质量比为3.5:1时，铁锈蚀消耗氧气的速率最快(合理即可)

(8)温度(合理即可)控制其他条件相同，取铁粉与活性炭的质量比相同的药品于图中装置，通过置于不同温度的热水中，测定液面不再上升时所需的时间(与上一空对应)

(9)84%

(10)bd/db

(11)钢铁与水样中的H+发生反应

(12)钢铁表面生成较致密的氧化膜，阻碍O2、H2O与钢铁的接触

【详解】（1）对比A、B、C试管中实验现象，A既与水接触，又与氧气接触，A生锈了，B只与水接触、C只与氧气接触，B、C均没有生锈，对比说明铁锈蚀是与空气中的氧气和水蒸气发生化学反应，故填H2O、O2；

（2）用煮沸的方法可得到无氧蒸馏水，是因为气体在水中的溶解度随温度升高而降低；

（3）对比A和D，D中为氯化钠饱和溶液，且D生锈比较严重，