Question

（2010?安徽）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)水面高度不變時讀數(shù)（此時瓶內(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	70	約120
2	lg鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100	70	約70
3	1g鐵粉、10滴水	-----------	----------	----------

（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：______．
（4）實驗①和③是探究碳對鐵銹蝕速率的影響，請在表格空白處填寫實驗③的樣品組成．
（5）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______%（保留3位有效數(shù)字）．
注意：若答對第（6）小題將獎勵4分．但化學(xué)試卷總分不超過60分．
（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，畫出實驗裝置示意圖即可（注明濾紙包的位置）．

Answer 1

【答案】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數(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[Fe₂O₃或Fe（OH）₃]；
（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是×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）①畫出量筒倒置于燒杯中，量筒口在液面以下；②正確標出濾紙包在量筒中的位置．
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．