某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】
1.氯化钙固体可作干燥剂。
2.一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。
3.常温常压，氢气密度是dg/mL。
【设计与实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表1。
表1
试管 |
一周后现象 |
A |
铁钉表面有一层铁锈 |
B |
铁钉表面无明显变化 |
C |
铁钉表面无明显变化 |
D |
铁钉表面有较厚铁锈 |
（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的 发生化学反应。
（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关。
（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是 。写出除铁锈的化学方程式 。
实验二：定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。
（4）据图3，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是 。
（5）据图4，对比AB段和BC段说明 ，分析t3时刻后压强突然变大的原因是 。
实验三：测定铁锈含量
将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得mg固体，连接图5装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。
（6）完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为VmL，则该固体中铁锈质量分数表达式为 。
（7）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是 ，解决方法是 。
【反思与评价】
（8）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是 。
钢铁的腐蚀是重要研究课题。
[知识回顾]用如图1所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈，而试管C中铁钉明显锈蚀，试管D、E中铁钉严重锈蚀。
（1）由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟 （填化学式）等物质作用的过程。
（2）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。
[实验探究]向试管D中（含生锈铁钉）加入过量10%稀盐酸，浸泡。可观察到铁锈逐渐消失，铁钉表面有气泡产生，溶液呈黄色，一段时间后黄色变为浅绿色。
（3）写出铁锈溶于盐酸的化学方程式： 。
（4）推测试管D中溶液由黄色变为浅绿色，可能是因为氯化铁与某些物质发生反应所致。现进行如表3个实验（持续10小时，已知氢气不影响该反应）
序号 |
实验Ⅰ |
实验Ⅱ |
实验Ⅲ |
实验内容 |
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现象 |
溶液颜色始终呈黄色 |
产生红褐色沉淀 |
溶液逐渐由黄色变浅绿色 |
①设计实验Ⅰ的目的是 。
②综合分析上述3个实验，试管D中溶液由黄色变为浅绿色的原因是 。
[拓展延伸]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。
（5）图2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pH＜4时，钢铁腐蚀速率明显增大的原因是 。
（6）图3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 。
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