Question

世界上每年因銹蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料，高達(dá)產(chǎn)量的20%～40%，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)鐵的燃燒和銹蝕進(jìn)行如下探究

探究一：鐵絲燃燒

如圖1所示，取3根粗細(xì)、長(zhǎng)度均相同的光亮細(xì)鐵絲，將其中兩根分別盤成螺旋狀，在每根鐵絲一端系上粗銅絲，另一端系一根火柴桿，點(diǎn)燃火柴桿待快燃盡時(shí)，分別插入充滿氧氣的集氣瓶中，觀察到：觀察到：Ⅰ、Ⅱ中鐵絲都劇烈燃燒，且Ⅱ中鐵絲燃燒比I中的更劇烈；Ⅲ中鐵絲沒有燃燒．

（1）集氣瓶中加入少量水的作用：　 ．

（2）為什么Ⅲ中鐵絲不能燃燒　 　．

（3）分析Ⅱ中鐵絲燃燒比Ⅰ中更劇烈的原因　 　．

探究二：鐵粉腐蝕的條件

如圖2所示，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡膠塞上，迅速塞緊，觀察到量筒內(nèi)水沿著細(xì)導(dǎo)管慢慢進(jìn)廣口瓶（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)間如下表．

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	1g鐵粉、0.2g碳和10滴水	100	72	約120
2	l　g鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100	72	約70
3		\	\	\

（4）金屬腐蝕的過(guò)程實(shí)際上就是金屬元素化合價(jià)　 　（填“升高”或“降低”）的過(guò)程．

（5）實(shí)驗(yàn)①和②說(shuō)明NaCl可以　 　�。ㄌ睢凹涌臁被颉皽p慢”）鐵銹蝕的速率．

（6）實(shí)驗(yàn)開始后，廣口瓶?jī)?nèi)溫度有所上升，說(shuō)明鐵的銹蝕過(guò)程是　 （填“放熱”或“吸熱”）過(guò)程．

（7）實(shí)驗(yàn)①和③是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響，請(qǐng)?jiān)诒砀窨瞻滋幪顚憣?shí)驗(yàn)③的樣品組成是　 ．

（8）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　 %（精確到小數(shù)點(diǎn)后1位），試分析該實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差的原因　 　（寫任意一條即可）

 

Answer 1

探究一：（1）防止高溫熔化物濺落炸裂瓶底；（2）實(shí)驗(yàn)III中火柴在鐵絲上方，用其火焰內(nèi)焰對(duì)鐵絲加熱，內(nèi)焰溫度低，沒有對(duì)鐵絲充分預(yù)熱，因此不能達(dá)到鐵絲的著火點(diǎn)；（3）實(shí)驗(yàn)II中鐵絲繞成螺旋狀，與氧氣接觸面積增大，反應(yīng)更充分；探究二：（4）升高（5）加快（6）放熱（7）

③	1 g鐵粉、10滴水

（8）19.2% 濾紙包占有一定體積

【解析】

試題分析：探究一：

（1）為防止燃燒產(chǎn)生的熔融物濺落瓶底，使瓶底炸裂，集氣瓶?jī)?nèi)要預(yù)先裝少量水或鋪一層細(xì)沙

（2）實(shí)驗(yàn)III中火柴在鐵絲上方，用其火焰內(nèi)焰對(duì)鐵絲加熱，內(nèi)焰溫度低，沒有對(duì)鐵絲充分預(yù)熱，因此不能達(dá)到鐵絲的著火點(diǎn)，鐵絲不能燃燒；

（3）實(shí)驗(yàn)II中鐵絲繞成螺旋狀，與氧氣接觸面積增大，反應(yīng)更充分，因此鐵絲燃燒更劇烈；

探究二：

（4）金屬單質(zhì)中元素的化合價(jià)為零，金屬腐蝕的過(guò)程實(shí)際上就是金屬元素化合價(jià)升高；

（5）因?yàn)閺V口瓶中鐵生銹所以廣口瓶中氣體壓強(qiáng)減小所以量筒中的水會(huì)進(jìn)入廣口瓶，量筒中的水減少30ml所需時(shí)間的長(zhǎng)短，故答案：加快．

（6）實(shí)驗(yàn)開始后，廣口瓶?jī)?nèi)溫度有所上升，故答案：放熱．

（7）實(shí)驗(yàn)①和③是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響并比較①方案中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，控制鐵和水的用量再不加碳實(shí)驗(yàn)一下鐵的銹蝕速度即可．故答案：

③	1 g鐵粉、10滴水

（8）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=19.2%

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律；探究金屬銹蝕的條件；金屬的化學(xué)性質(zhì)；有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算；物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)的能量變化