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1、2022秋高中化學 第1章 化學反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化章末系統(tǒng)總結(jié)學案 魯科版選修4
一、重點知識梳理
二、實驗專項探究——金屬腐蝕
影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和介質(zhì)兩個方面,就金屬的本性而言,金屬越活潑,就越易失去電子被腐蝕。介質(zhì)對金屬腐蝕的影響很大,如果金屬在潮濕的空氣中,接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液,都容易被腐蝕。
即時訓練
1.某探究小組用鐵釘被腐蝕的快慢實驗,來研究防止鋼鐵腐蝕的方法。所用試劑有:材質(zhì)相同無銹的鐵釘數(shù)個,一定量的食鹽水、碳酸水、植物油,實驗溫度為298 K或308 K,每次實驗取用鐵釘?shù)臄?shù)量相同,液體體積相同且足量,用大小相同的試管實驗。
(1)請
2、完成以下實驗設(shè)計表,并在實驗?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?yīng)的實驗編號:
實驗
編號
T/K
試管內(nèi)
取用液體
實驗?zāi)康?
①
298
食鹽水
(Ⅰ)實驗①和②探究不同電解質(zhì)溶液對鐵釘腐蝕快慢的影響
(Ⅱ)實驗①和________探究溫度對鐵釘腐蝕快慢的影響
(Ⅲ)實驗①和________探究鐵釘是否接觸電解質(zhì)溶液對鐵釘腐蝕快慢的影響
②
③
④
(2)請根據(jù)上述實驗,判斷下列有關(guān)鋼鐵制品防腐的說法正確的是________(填字母)。
A.在鐵門、鐵窗表面涂上油漆
B.自行車各部件因有防護涂層或電鍍等防腐措施,所以不需要停放在能遮雨的地方
C.
3、家用鐵制廚具每次用完后應(yīng)擦干放置在干燥處
D.把擋水鐵閘門與直流電源的正極連接且構(gòu)成回路,可減少鐵閘門的腐蝕速率
解析:(1)實驗Ⅰ探究不同電解質(zhì)對鐵釘腐蝕快慢的影響,因此保證溫度不變(仍為298 K),改變電解質(zhì)(選用碳酸水)。
實驗Ⅱ探究溫度對鐵釘腐蝕快慢的影響,因此保證電解質(zhì)不變(仍為食鹽水),改變溫度(選308 K)。
實驗Ⅲ探究鐵釘是否接觸電解質(zhì)溶液對鐵釘腐蝕快慢的影響。因此保證溫度不變(仍為298 K),改變試管內(nèi)液體(選植物油)。
(2)A項涂油漆保護鐵窗,使鐵窗與周圍物質(zhì)隔開,正確;自行車放在干燥處,不易形成原電池,能降低腐蝕速率,B錯誤,C正確;D項擋水鐵閘門應(yīng)與直
4、流電源的負極相連,使之作電解池的陰極,才能起到保護作用,D錯誤。
答案:(1)
實驗
編號
T/K
試管內(nèi)
取用液體
實驗?zāi)康?
①
298
食鹽水
(Ⅱ)③
(Ⅲ)④(只要與
前面③、④對應(yīng)即可)
②
298
碳酸水
③
308
食鹽水
④
298
植物油
(2)AC
2.某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學腐蝕類型的影響因素,將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部,塞上瓶塞(如圖1)。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液,同時測量容器中的壓強變化。
1
(1)請完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格):
編號
實驗?zāi)康?
碳粉/
5、g
鐵粉/g
醋酸/%
①
為以下實驗作參照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸濃度的影響
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
(2)編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2。t2時,容器中壓強明顯小于起始壓強,其原因是鐵發(fā)生了________腐蝕,請在圖3中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向;此時,碳粉表面發(fā)生了________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng),其電極反應(yīng)式是_________。
(3)該小組對圖2中0~t1時壓強變大的原因提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二:
假設(shè)一:發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體;
假設(shè)二:__________
6、____________________________________;
……
(4)為驗證假設(shè)一,某同學設(shè)計了檢驗收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設(shè)計一個實驗方案驗證假設(shè)一,寫出實驗步驟和結(jié)論。
實驗步驟和結(jié)論(不要求寫具體操作過程):
解析:(1)對比實驗①,實驗②中碳粉的質(zhì)量與實驗①相同,醋酸的濃度與實驗①不同,所以鐵粉的質(zhì)量應(yīng)與實驗①相同,即2.0 g;實驗③中碳粉質(zhì)量與實驗①不同,鐵粉質(zhì)量和醋酸濃度均與實驗①相同,顯然實驗③目的是探究碳粉含量的影響。
(2)t2時,容器中壓強明顯小于起始壓強,說明容器中氣體減少,所以鐵發(fā)生的是吸氧腐蝕。在鐵吸氧腐蝕過程中,鐵
7、為負極,發(fā)生氧化反應(yīng),形成Fe2+;碳為正極,發(fā)生還原反應(yīng):2H2O+O2+4e-===4OH-(或4H++O2+4e-===2H2O)。
(3)0~t1時壓強增大,應(yīng)從兩方面考慮,一是生成氣體,二是溫度升高,則由假設(shè)一內(nèi)容可得假設(shè)二應(yīng)是:此反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高。
答案:(1)
編號
實驗?zāi)康?
碳粉/g
鐵粉/g
醋酸/%
②
2.0
③
碳粉含量的影響
(2)吸氧 還原
2H2O+O2+4e-===4OH-(或4H++O2+4e-===2H2O)
(3)反應(yīng)放熱,溫度升高
實驗步驟和結(jié)論(不要求寫具體操作過程):
①藥品用量和操作同編號①實驗(多孔橡皮塞增加進、出導管);
②通入氬氣排凈瓶內(nèi)空氣;
③滴入醋酸溶液,同時測量瓶內(nèi)壓強變化(也可測溫度變化、檢驗Fe2+等)。
如果瓶內(nèi)壓強增大,假設(shè)一成立。否則假設(shè)一不成立。