Question

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)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(shí)間后，進(jìn)行觀察．請你一起參與分析，并完成后續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)．
觀察現(xiàn)象：①裝置中右側(cè)導(dǎo)管中的液面升高．
②鐵釘生銹，試管底部有黑色固體物質(zhì)．
提出問題：導(dǎo)管中液體為何升高？黑色固體物質(zhì)又是什么？
理論分析：小組同學(xué)根據(jù)已學(xué)過的知識(shí)分析得知，液面上升的原因是______．
[猜想與假設(shè)]小組中的小明同學(xué)猜測該黑色固體可能含有：
①Fe、②Fe₂O₃、③FeCl₃、④C四種物質(zhì)．
[分析與驗(yàn)證]小組同學(xué)根據(jù)小明的四種猜測做了以下分析：
（1）小紅同學(xué)認(rèn)為不可能含有氯化鐵，該結(jié)論得到小組同學(xué)的認(rèn)可，理由是______．
（2）小強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為一定含有碳，該結(jié)論也得到小組同學(xué)的認(rèn)可，理由是______．
（3）小組同學(xué)不能確定是否含有鐵，請人幫他們設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確認(rèn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
______	______	______

知識(shí)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(shí)驗(yàn)，你的結(jié)論之一是鐵釘在______（填“水”或“食鹽水”）中生銹快．

Answer 1

解：理論分析：
液面上升的原因是：鐵釘生銹消耗了試管內(nèi)的氧氣，使試管內(nèi)壓強(qiáng)低于大氣壓，在外界大氣壓強(qiáng)的作用下裝置中右側(cè)導(dǎo)管中的液面升高．
故答案為：鐵釘生銹消耗了試管內(nèi)的氧氣，使試管內(nèi)壓強(qiáng)低于大氣壓；
[分析與驗(yàn)證]：
（1）因?yàn)槁然�鐵易溶于水，所以試管底部的黑色固體物質(zhì)不是氯化鐵．
故答案為：氯化鐵溶于水；
（2）因?yàn)殍F釘是鐵合金，含有碳，所以試管底部的黑色固體物質(zhì)中含有碳．
故答案為：鐵釘是鐵合金，含有碳；
（3）因?yàn)殍F與酸反應(yīng)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(chǎn)生說明不含鐵．實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象、結(jié)論如表中所示

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
稀鹽酸（或稀硫酸）	有氣泡產(chǎn)生（無氣泡產(chǎn)生）	含有（或不含有）

知識(shí)鏈接：食鹽水能夠加快鐵的生銹速率．
故答案為：食鹽水．
分析：理論分析：根據(jù)鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水同時(shí)接觸分析解答；
[分析與驗(yàn)證]：（1）根據(jù)黑色固體是不溶于水的物質(zhì)，而氯化鐵可溶于水分析；
（2）根據(jù)鐵釘是鐵合金，含有碳分析；
（3）根據(jù)鐵與酸反應(yīng)可生成氣體進(jìn)行驗(yàn)證；
知識(shí)鏈接：酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進(jìn)金屬生銹．
點(diǎn)評：解答本題要掌握鐵生銹的條件方面的知識(shí)，并且了解常見物質(zhì)鐵以及其化合物的性質(zhì)和顏色等，只有這樣才能對相關(guān)方面的問題做出正確的解答．