28.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 | | | |
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
。