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  • 更新 2022-09-04
  • 科目 化学
  • 题型 解答题
  • 难度 较难
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化学兴趣小组对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入某品牌的可乐中,观察到铁钉表面有气泡产生,容器底部沉有固体物质。取出铁钉后用水清洗,铁钉恢复光亮。

Ⅰ.容器底部固体成分探究。

【实验探究1】取出容器底部剩余的固体物质,用水清洗后干燥,分成甲、乙两份备用。

实验操作

实验现象

解释与结论

①用磁铁靠近固体物质甲

固体物质  (填“能”或“不能”)被吸引

固体物质中不含铁单质

②将固体物质甲放入20%的盐酸中

固体逐渐消失,溶液变成黄色

固体物质主要是氧化铁,化学反应方程式为  

Ⅱ.溶液中逸出气体成分探究。

【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外,可能还有H2

【查阅资料】①H2可以还原CuO,生成Cu和H2O。

②无水硫酸铜为白色固体,遇水变蓝。

【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。

(1)NaOH溶液的作用是  

(2)实验过程中观察到  现象,证明逸出气体中含有氢气。

Ⅲ.深入探究

【提出问题】铁钉表面已变光亮,而容器底部有大量铁锈剩余的原因是什么?

【猜想假设】①可乐太少,酸性物质量不足。②可乐酸性弱,与铁锈反应太慢。

【实验探究3】取可乐与锈铁钉反应后的剩余液,测得溶液仍然呈酸性,猜想①不成立。

【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1,某品牌可乐的pH值为3.39.质量分数为3%的稀盐酸比该品牌可乐的酸性  (选填“弱”或“强”)。

【实验探究4】取另一份固体物质乙放入3%的稀盐酸中,振荡,观察无明显现象。

【实验结论】对比【实验探究1】和【实验探究4】的不同反应现象可得出:化学反应速率与反应物的  有关。猜想②成立。

【合理推测】可乐能快速去除铁钉表面铁锈的真正原因是:铁锈结构疏松多孔,  

Ⅳ.废液处理

将【实验探究1】和【实验探究4】中废液混合,得到澄清溶液100.0g,通过氯离子检测仪测得氯离子质量分数为7.1%.从环保角度考虑,最好在废液中加入  g氢氧化钠固体,充分反应,过滤后再将废液排放。

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化学兴趣小组对可乐除铁锈实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉