铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀和盐酸除锈时的反应进行了探究。
Ⅰ探究不同条件下铁钉的锈蚀
取四枚铁钉,按第图1所示进行实验。一天后观察到的现象如下表所示。
试管 |
a |
b |
c |
d |
实验现象 |
铁钉表面无明显变化 |
铁钉表面无明显变化 |
蒸馏水和空气交界处铁钉出现轻微锈蚀 |
食盐水和空气交界处铁钉出现较多锈蚀 |
(1)由试管a、b、c中的现象可知铁钉锈蚀的条件是 。
(2)由试管c、d中的现象可以得出的结论是 。
(3)切过咸菜的菜刀不及时处理,易生锈。防止切过咸菜的菜刀生锈,处理的方法是 。
Ⅱ探究盐酸除锈时的反应
步骤1 将一枚表面部分锈蚀的铁钉置于试管中,向其中加入稀盐酸至浸没铁钉。观察到铁钉表面的铁锈逐渐消失,无锈处有气泡产生,溶液变为黄色。
步骤2 将“步骤1”中装有铁钉和盐酸的试管长时间放置后,观察到铁钉变细,溶液变为浅绿色。
[提出问题]①“步骤1”中铁锈消失发生了什么反应?
②“步骤2”中试管长时间放置后,溶液为什么会变色?
[查阅资料]①铁锈中主要含有Fe2O3;
②FeCl3溶液呈黄色,FeCl2溶液呈浅绿色;
③K3[Fe(CN)6]溶液为黄色,FeCl3溶液遇K3[Fe(CN)6]溶液不变色,FeCl2溶液遇K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀。
[实验分析]铁锈消失是因为Fe2O3与盐酸发生了反应,该反应的化学方程式为 。
[提出猜想]对于问题②,实验小组提出如下两个猜想:
猜想1:溶液变色是FeCl3与铁钉表面产生的气体反应所致;
猜想2:溶液变色是FeCl3与铁钉反应所致。
[实验验证1]对“猜想1”进行验证的实验过程用如图2所示装置进行实验,……。
(1)仪器X的名称为 。
(2)实验是验证 (填气体的化学式)与溶液中的FeCl3是否发生反应。
[实验验证2]请设计实验对“猜想2”进行验证,简述实验过程(包括操作、可能的实验现象和对应的结论): 。(实验中必须用到K3[Fe(CN)6]溶液、FeCl3溶液和铁钉)