Question

17．小明對(duì)鐵的銹蝕進(jìn)行如下探究．室溫時(shí)，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡膠塞上，迅速塞緊，裝置如圖．觀察到量筒內(nèi)水沿導(dǎo)管慢慢進(jìn)入廣口瓶（凈容積為146mL）．當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫，且量筒內(nèi)水面高度不變時(shí)讀數(shù)（此時(shí)瓶?jī)?nèi)氧氣含量近似為零）．記錄起始和最終量筒的讀數(shù)以及所需時(shí)間如表．

序號(hào)	樣品	量筒起始讀數(shù)/mL	量筒最終讀數(shù)/mL	所需時(shí)間/min
①	1 g鐵粉、0.2 g碳和10滴水	100	70	約120
②	l g鐵粉、0.2 g碳、10滴水和少量NaCl	100	70	約70
③		0	0	0

（1）實(shí)驗(yàn)①和②說(shuō)明NaCl可以加快 （填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率．
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，廣口瓶?jī)?nèi)溫度有所上升，說(shuō)明鐵的銹蝕過(guò)程是放熱 （填“放熱”或“吸熱”）過(guò)程．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出濾紙包，觀察到有紅棕色物質(zhì)生成，該物質(zhì)的化學(xué)式是Fe₂O₃•xH₂O[Fe₂O₃或Fe（OH）₃]；．
（4）實(shí)驗(yàn)①和③是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響，請(qǐng)?jiān)诒砀窨瞻滋幪顚?xiě)實(shí)驗(yàn)③的樣品組成．
（5）該裝置還可用于測(cè)量空氣中氧氣的含量，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算氧氣的體積含量是20.5%（保留3位有效數(shù)字）．
（6）現(xiàn)僅提供：置筒、大燒杯、玻璃棒、水、濾紙包（內(nèi)含1g鐵粉、O.2g碳、10滴水和少量NaCl），請(qǐng)你幫助小明再設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量空氣中氧氣體積含量的實(shí)驗(yàn)方案，在圖中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖即可（注明濾紙包的位置）．

Answer 1

分析 通過(guò)鐵生銹的探究實(shí)驗(yàn)，分析緩慢氧化過(guò)程中的能量變化及鐵銹的主要成分．從探究實(shí)驗(yàn)中，對(duì)照試驗(yàn)組之間只能有一個(gè)變量，從而根據(jù)唯一變量所出現(xiàn)的不同結(jié)果，得出科學(xué)的結(jié)論．分析表中數(shù)據(jù)，根據(jù)唯一變量是碳，得出碳對(duì)鐵生銹的影響．通過(guò)空氣體積的變化得出，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)①和②之間唯一的變量為是否有NaCl，根據(jù)含有NaCl的②組實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)所需的時(shí)間較短，得到NaCl能加快鐵銹蝕的速率；
（2）通過(guò)溫度升高，可以直接得出鐵銹蝕的過(guò)程是放熱的過(guò)程；
（3）根據(jù)題干“小明對(duì)鐵的銹蝕進(jìn)行如下探究”及“紅棕色物質(zhì)生成”，我們可以判定此物質(zhì)為鐵銹，主要成分為Fe₂O₃•xH₂O[Fe₂O₃或Fe（OH）₃]；
（4）“實(shí)驗(yàn)①和③是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響”，所以該對(duì)照組間唯一的變量應(yīng)為是否含有碳，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)①還有碳，則實(shí)驗(yàn)③不含碳，而其它的因素應(yīng)完全相同，所以實(shí)驗(yàn)③的樣品組成為1g鐵粉、10滴水；
（5）因?yàn)榱客矁?nèi)液體減少的體積即為廣口瓶?jī)?nèi)所含有的全部氧氣的體積，所以氧氣的體積含量是$\frac{30ml}{146ml}$×100%=20.5%．
該題答案為：（1）加快；（2）放熱；（3）Fe₂O₃•xH₂O[Fe₂O₃或Fe（OH）₃]；（4）1g鐵粉、10滴水；（5）20.5；
（6）

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生根據(jù)鐵生銹的條件和防止金屬的腐蝕的方法進(jìn)行分析解題，并將知識(shí)應(yīng)用到生活中去．