Question

小明對鐵的銹蝕進行如下探究．室溫時，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)管慢慢進入凈容積為146mL的廣口瓶．當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫，且量筒內(nèi)水面高度不再變化時讀數(shù)．記錄量筒起始和最終的讀數(shù)以及所需時間如下表．

序號	樣品	量筒起始 讀數(shù)/mL	量筒最終 讀數(shù)/mL	所需時間 /min
①	1g鐵粉、0.2g碳和10滴水	100	78	約120
②	lg鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100	78	約70
③

（1）實驗①和②說明NaCl可以

 

　（填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率．
（2）實驗開始后，廣口瓶內(nèi)溫度有所上升，說明鐵的銹蝕過程是

 

　（填“放熱”或“吸熱”）過程．
（3）實驗后濾紙包中生成的新物質(zhì)主要成分的化學(xué)式：

 

．
（4）實驗①和③是探究碳對鐵銹蝕速率的影響，填寫實驗③的樣品組成：

 

．
（5）小明認為該裝置還可用于測量空氣中氧氣的含量，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算氧氣的體積含量是

 

%（得數(shù)保留小數(shù)點后3位）．
（6）為進一步驗證（5）小題的實驗結(jié)果，現(xiàn)僅提供：量筒、大燒杯、玻璃棒、水、濾紙包（內(nèi)含鐵粉、碳、水和NaCl），請你幫助小明再設(shè)計一個測量空氣中氧氣體積含量的實驗方案（可畫簡圖表示）．

Answer 1

考點：探究金屬銹蝕的條件,空氣組成的測定,鐵銹的主要成分,物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時的能量變化

專題：科學(xué)探究

分析：通過鐵生銹的探究實驗，分析緩慢氧化過程中的能量變化及鐵銹的主要成分．從探究實驗中，對照試驗組之間只能有一個變量，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，得出碳對鐵生銹的影響．通過空氣體積的變化得出，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)

解答：解：（1）實驗①和②之間唯一的變量為是否有NaCl，根據(jù)含有NaCl的②組實驗，反應(yīng)所需的時間較短，得到NaCl能加快鐵銹蝕的速率；
（2）通過溫度升高，可以直接得出鐵銹蝕的過程是放熱的過程；
（3）根據(jù)題干“小明對鐵的銹蝕進行如下探究”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；
（4）“實驗①和③是探究碳對鐵銹蝕速率的影響”，所以該對照組間唯一的變量應(yīng)為是否含有碳，因為實驗①還有碳，則實驗③不含碳，而其它的因素應(yīng)完全相同，所以實驗③的樣品組成為1g鐵粉、10滴水；
（5）因為量筒內(nèi)液體減少的體積即為廣口瓶內(nèi)所含有的全部氧氣的體積，所以氧氣的體積含量：

22mL

146mL

×100%=15.1%．
（6）①畫出量筒倒置于燒杯中，量筒口在液面以下；②正確標(biāo)出濾紙包在量筒中的位置．
該題答案為：（1）加快 （2）放熱 （3）Fe₂O₃?xH₂O （4）1g鐵粉、10滴水  （5）15.1%
（6）用玻璃棒支起濾紙（內(nèi)含10 g鐵粉、0.2 g碳、10滴水和少量NaCl）放于倒扣的量筒底部，把量筒倒扣于盛有水的燒杯中．觀察量筒的液面變化．

點評：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行分析解題，并將知識應(yīng)用到生活中去．