Question

13、某化學興趣小組的同學將一枚潔凈的鐵釘放入食鹽水中（如圖，裝置氣密性良好），一段時間后，進行觀察．請你一起參與分析，并完成后續實驗設計．
觀察現象：①裝置中右側導管中的液面升高．
②鐵釘生銹，試管底部有黑色固體物質．
提出問題：導管中液體為何升高？黑色固體物質又是什么？
理論分析：小組同學根據已學過的知識分析得知，液面上升的原因是

鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓．（合理即可）

．
[猜想與假設]小組中的小明同學猜測該黑色固體可能含有：
①Fe、②Fe₂O₃、③FeCl₃、④C四種物質．
[分析與驗證]小組同學根據小明的四種猜測做了以下分析：
（1）小紅同學認為不可能含有氯化鐵，該結論得到小組同學的認可，理由是

氯化鐵溶于水

．
（2）小強同學認為一定含有碳，該結論也得到小組同學的認可，理由是

鐵釘是鐵合金，含有碳

．
（3）小組同學不能確定是否含有鐵，請人幫他們設計方案進行確認：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
稀鹽酸（或稀硫酸）	有氣泡產生（無氣泡產生）	含有（或不含有）

知識鏈接：相信你一定在家中做過鐵釘分別在水以及食鹽水中生銹的實驗，你的結論之一是鐵釘在

食鹽水

（填“水”或“食鹽水”）中生銹快．

Answer 1

分析：理論分析：根據鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水同時接觸分析解答；
[分析與驗證]：（1）根據黑色固體是不溶于水的物質，而氯化鐵可溶于水分析；
（2）根據鐵釘是鐵合金，含有碳分析；
（3）根據鐵與酸反應可生成氣體進行驗證；
知識鏈接：酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進金屬生銹．

解答：解：理論分析：
液面上升的原因是：鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓，在外界大氣壓強的作用下裝置中右側導管中的液面升高．
故答案為：鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓；
[分析與驗證]：
（1）因為氯化鐵易溶于水，所以試管底部的黑色固體物質不是氯化鐵．
故答案為：氯化鐵溶于水；
（2）因為鐵釘是鐵合金，含有碳，所以試管底部的黑色固體物質中含有碳．
故答案為：鐵釘是鐵合金，含有碳；
（3）因為鐵與酸反應可生成氣體，我們可以加入稀鹽酸或稀硫酸，若有氣泡生成說明含有鐵，若無氣泡產生說明不含鐵．實驗步驟、現象、結論如表中所示

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
稀鹽酸（或稀硫酸）	有氣泡產生（無氣泡產生）	含有（或不含有）

知識鏈接：食鹽水能夠加快鐵的生銹速率．
故答案為：食鹽水．

點評：解答本題要掌握鐵生銹的條件方面的知識，并且了解常見物質鐵以及其化合物的性質和顏色等，只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的解答．