Question

11．根據(jù)資料報(bào)道，世界上每年因銹蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%～40%，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)鐵的銹蝕進(jìn)行了如下探究．如圖所示，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)水沿導(dǎo)管慢慢進(jìn)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(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碳和十滴水	100	72	約120
②	1g鐵粉、0.2g碳、十滴水和少量NaCl	100	72	約70
③	1g鐵粉、10滴水	/	/	/

（1）金屬腐蝕的過(guò)程實(shí)際上就是金屬元素化合價(jià)升高（填“升高”或“降低”）的過(guò)程．
（2）實(shí)驗(yàn)①和②說(shuō)明NaCl可以加快（填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率．
（3）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，廣口瓶?jī)?nèi)溫度有所上升，說(shuō)明鐵的銹蝕過(guò)程是放熱（填“放熱”或“吸熱”）過(guò)程．
（4）實(shí)驗(yàn)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Fe₂O₃．
（5）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?xiě)實(shí)驗(yàn)③的樣品組成．
（6）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19.3%（精確到0.1%）．試分析該實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差的原因：濾紙包占有一定體積（寫(xiě)出任意一條即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)單質(zhì)中元素的化合價(jià)為零解答；
（2）根據(jù)因?yàn)閺V口瓶中鐵生銹，是鐵和空氣中的氧氣反應(yīng)，所以廣口瓶中氣體壓強(qiáng)減小量筒中的水會(huì)進(jìn)入廣口瓶，根據(jù)所需時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，廣口瓶?jī)?nèi)溫度有所上升分析；
（4）根據(jù)鐵銹的主要成分是氧化鐵解答；
（5）根據(jù)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)分析；
（6）通過(guò)空氣體積的變化得出，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）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；
（2）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，加入NaCl后所需時(shí)間縮短，故答案：加快；
（3）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，廣口瓶?jī)?nèi)溫度有所上升，故答案：放熱；
（4）鐵銹的主要成分是氧化鐵，化學(xué)式為：Fe₂O₃；
（5）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)，控制鐵和水的用量相同不加碳進(jìn)行即可．
（6）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$\frac{28mL}{146mL}$×100%≈19.3%．
答案：
（1）升高；
（2）加快；
（3）放熱；
（4）Fe₂O₃
（5）1 g鐵粉、10滴水
（6）19.3；濾紙包占有一定體積．

點(diǎn)評(píng) 掌握鐵絲在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)的正確操作和注意事項(xiàng)是正確解答本題的關(guān)鍵，難度不大．考查了金屬生銹的條件的探究方面的內(nèi)容，注重控制變量法做好對(duì)比實(shí)驗(yàn)是解答這類(lèi)題的關(guān)鍵．