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  • 1. (2020·常州) 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。

    1. (1) 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

    2. (2) 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。

      ①NaOH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。

    3. (3) 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”)。

    4. (4) (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。

    5. (5) (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,
    6. (6) 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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