Question

【題目】一些金屬易生銹，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，對(duì)金屬銹蝕進(jìn)行探究． 【實(shí)驗(yàn)一】取5枚去油去銹的潔凈鐵釘，分別裝入下表的試管中，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

實(shí)驗(yàn)圖示
生銹時(shí)間	8min	較長(zhǎng)時(shí)間不生銹	5min	3min	1min

（1）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可知，溫度越高鐵釘生銹速率越（填“慢”或“快”）；在（填“酸性”、“堿性”或“中性”）環(huán)境中鐵釘生銹速率較快．
（2）【實(shí)驗(yàn)二】為探究鐵銹的成分，用圖1所示裝置（夾持儀器已省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（每步反應(yīng)和吸收均完全）．
【查閱資料】無(wú)水硫酸銅能吸收水而變藍(lán)，堿石灰既能吸收水也能吸收CO2 ．
請(qǐng)指出圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)明顯缺陷： ．
（3）加熱前，先通入CO一段時(shí)間，目的是 ．
（4）將鐵銹樣品加熱，樣品逐漸變黑，無(wú)水硫酸銅逐漸變藍(lán)，由此推知鐵銹中一定含有元素，從而推斷出空氣中的參加了鐵生銹反應(yīng)．
（5）【實(shí)驗(yàn)記錄】

	鐵銹樣品的質(zhì)量/g	裝置B的質(zhì)量/g	裝置C的質(zhì)量/g
反應(yīng)前	23.2	232.4	198.2
反應(yīng)后	/	239.6	211.4

根據(jù)上表數(shù)據(jù)推算，可確定鐵銹的成分，用FexOynH2O表示，則n=；若缺少D裝置，x：y的值（填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）．
（6）欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究鎂帶在空氣中銹蝕的條件，用圖2所示裝置，試管內(nèi)可選用的物質(zhì)如下：
①O2②水③CO2④O2和CO2⑤CO2和水⑥O2和水⑦O2、CO2和水
至少需要選用（填數(shù)字序號(hào)），才能達(dá)到探究鎂帶銹蝕的條件．
（7）請(qǐng)寫(xiě)出鎂帶在空氣中銹蝕，生成堿式碳酸鎂[Mg3（OH）2（CO3）2]的化學(xué)方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）快；酸性
（2）沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理
（3）排盡裝置內(nèi)的空氣，防止發(fā)生爆炸
（4）氫；水
（5）4；偏小
（6）④⑤⑥⑦
（7）6Mg+3O2+4CO2+2H2O=2Mg3（OH）2（CO3）2
【解析】解：（1）對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4，實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)5可知，溫度越高鐵釘生銹速率越快；對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、2、3可知，鐵釘在酸性環(huán)境中銹蝕較快；故填：快；酸性；（2）尾氣中含有有毒的一氧化碳?xì)怏w，該裝置中沒(méi)有將其處理；故填：；沒(méi)有進(jìn)行尾氣處理（3）一氧化碳具有可燃性，不純時(shí)加熱或點(diǎn)燃易發(fā)生爆炸，所以先通入CO一段時(shí)間，排凈裝置內(nèi)的空氣；故填：排盡裝置內(nèi)的空氣，防止發(fā)生爆炸；（4）無(wú)水硫酸銅能吸收水而變藍(lán)，將鐵銹樣品加熱，樣品逐漸變黑，無(wú)水硫酸銅逐漸變藍(lán)，這說(shuō)明了反應(yīng)后有水生成，說(shuō)明鐵銹中含有氫元素，也就是鐵銹蝕的過(guò)程中有水參與；故填：氫；水；（5）硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FexOynH2O+yCO xFe+yCO2+nH2O，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)中生成水的質(zhì)量為：（239.6g﹣232.4g）=7.2g，生成二氧化碳的質(zhì)量為：（211.4g﹣198.2g）=13.2g．設(shè)參加反應(yīng)的CO的質(zhì)量為w，則

FexOynH2O+	yCO xFe+	yCO2+nH2O
	28y	44y
	w	13.2g

w=8.4g
由質(zhì)量守恒定律可知，生成鐵的質(zhì)量為：23.2g+8.4g﹣13.2g﹣7.2g=11.2g；
由于反應(yīng)前后元素的種類與質(zhì)量不變，所以23.2gFexOynH2O中含鐵元素的質(zhì)量為11.2g；含有“H2O”部分質(zhì)量為7.2g；則余下的氧元素質(zhì)量為：23.2g﹣11.2g﹣7.2g=4.8g
則：x：y：n= ： ： =2：3：4，則FexOynH2O的化學(xué)式為Fe2O34H2O．
D裝置中的堿石灰既能吸收水也能吸收CO2 ， 防止了空氣中二氧化碳與水被裝置C吸收而造成質(zhì)量偏大，若沒(méi)有裝置D，則裝置C因?yàn)槲�收了空氣中的水蒸氣和二氧化碳而質(zhì)量偏大，由此計(jì)算出的二氧化碳質(zhì)量偏大，導(dǎo)致氧元素的質(zhì)量偏大，x：y的值偏小；故填：4；偏�。唬�6）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究鎂帶在空氣中銹蝕的條件，應(yīng)該選擇這樣幾組實(shí)驗(yàn)：④O2和CO2；⑤CO2和水；⑥O2和水；⑦O2、CO2和水四組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比；故填：④⑤⑥⑦；（7）由鎂帶在空氣中銹蝕，生成堿式碳酸鎂[Mg3（OH）2（CO3）2]可以推測(cè)，是鎂與氧氣、水和二氧化碳反應(yīng)生成了堿式碳酸鎂；故填：6Mg+3O2+4CO2+2H2O=2Mg3（OH）2（CO3）2 ．
【考點(diǎn)精析】掌握書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式是解答本題的根本，需要知道注意：a、配平 b、條件 c、箭號(hào)．