Question

4．某化學興趣小組將一枚潔凈的鐵釘放入食鹽水中（如下圖，裝置氣密性良好），一段時間后，進行觀察．請你一起參與分析，并完成后續(xù)實驗設計．
【觀察現(xiàn)象】①裝置中右側導管液面上升，其原因是鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓．②鐵釘生銹，試管底部有黑色固體物質．
【提出問題】黑色固體物質又是什么？
【查閱資料】①氯化鐵能溶于水，水溶液為黃色②鐵釘屬于合金材料
【進行猜想】小組成員中小明猜測該黑色物質可能是：①Fe、②Fe₂O₃、③FeCl₃、④C四種物質．
【驗證猜想】
（1）小藍同學認為不可能是氯化鐵，該結論得到小組同學的認可，其理由是氯化鐵溶于水．
（2）小強同學認為一定含有碳，該結論也得到小組同學的認可，其理由是鐵釘是鐵合金，含有碳．
（3）小組同學不能確定是否含有鐵，請你幫他們設計方案進行確認：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論

【知識鏈接】在做鐵釘銹蝕的實驗中，把鐵釘放在水或食鹽溶液中，你的結論之一是鐵釘在食鹽水（填“水”或“食鹽水”）中生銹快．

Answer 1

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接觸分析解答；
[分析與驗證]：（1）根據(jù)黑色固體是不溶于水的物質，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)鐵與酸反應可生成氣體進行驗證；
知識鏈接：酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進金屬生銹．

解答 解：理論分析：
液面上升的原因是：鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓，在外界大氣壓強的作用下裝置中右側導管中的液面升高．
故答案為：鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓；
[分析與驗證]：
（1）因為氯化鐵易溶于水，所以試管底部的黑色固體物質不是氯化鐵．
故答案為：氯化鐵溶于水；
（2）因為鐵釘是鐵合金，含有碳，所以試管底部的黑色固體物質中含有碳．
故答案為：鐵釘是鐵合金，含有碳；
（3）因為鐵與酸反應可生成氣體，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．實驗步驟、現(xiàn)象、結論如表中所示

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結論
取黑色固體于試管中，加入稀鹽酸（或稀硫酸）	有氣泡產(chǎn)生（無氣泡產(chǎn)生）	含有（或不含有）

知識鏈接：食鹽水能夠加快鐵的生銹速率．
故答案為：食鹽水．

點評 解答本題要掌握鐵生銹的條件方面的知識，并且了解常見物質鐵以及其化合物的性質和顏色等，只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的解答．