Question

某校化學(xué)興趣小組在探究鐵的銹蝕條件后發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)．為解決此問(wèn)題，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行了更深入的探究．探究過(guò)程如下：
如圖所示（該裝置氣密性良好），室溫時(shí)，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡皮塞上，迅速塞緊橡皮塞．已知，此集氣瓶?jī)羧莘e為146mL．一段時(shí)間后，觀察到量筒內(nèi)水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶．當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫，且量筒內(nèi)水面高度不再發(fā)生變化時(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
Ⅰ	1g鐵粉、0.2g木炭粉和10滴水	100	70	約120
Ⅱ	l g鐵粉、0.2g木炭粉、10滴水和少量氯化鈉	100	70	約70

（1）根據(jù)所學(xué)知識(shí)推測(cè)：
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，溫度計(jì)示數(shù)如何變化．

 

；
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出Ⅰ號(hào)樣品濾紙包，打開(kāi)．可觀察到樣品的顏色變?yōu)?!--BA-->

 

．
（2）分析實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ所得數(shù)據(jù)，初步推斷鐵銹蝕的速率與

 

 有關(guān)（填化學(xué)式）．
（3）該實(shí)驗(yàn)還可測(cè)量空氣中氧氣的含量．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算氧氣約占空氣體積的

 

%（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）．
（4）現(xiàn)要增加一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究木炭對(duì)鐵銹蝕速率的影響，則需增加實(shí)驗(yàn)的樣品組成為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)的放熱和吸熱現(xiàn)象來(lái)分析；鐵銹的顏色是紅色；
（2）分析表格中的實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)II可以知道鐵銹蝕的速率與氯化鈉有關(guān)；
（3）根據(jù)題意看可以知道水減少的體積即為消耗掉的氧氣的體積，可以據(jù)此求出氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）實(shí)驗(yàn)I中已經(jīng)有木炭粉了，只要增加一組不含有木炭粉的對(duì)比試驗(yàn)即可得出木炭粉對(duì)鐵銹蝕速率的影響．

解答：解：（1）鐵在生銹時(shí)要放出熱量，從而使溫度升高，但是當(dāng)反應(yīng)完畢后，由于熱量要散失所以溫度要降到室溫，同時(shí)由于鐵生銹當(dāng)打開(kāi)紙包后會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵樣品變?yōu)榧t色（或銹紅色）；
（2）比較實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)II可以知道實(shí)驗(yàn)II反應(yīng)的速率要快，即氯化鈉影響了鐵銹蝕的反應(yīng)速率；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以知道水減少的體積即為空氣中氧氣的體積，其體積為30mL，所以氧氣的體積分?jǐn)?shù)為：

30mL

146mL

×100%=20.5%；
（4）如果要探究木炭粉對(duì)鐵銹蝕的影響，實(shí)驗(yàn)I中已經(jīng)有木炭粉了，所以我們只要再做一組沒(méi)有木炭粉的對(duì)比實(shí)驗(yàn)即可，也就是用1g鐵粉、10滴水來(lái)完成一個(gè)對(duì)比試驗(yàn)；
故答案為：
（1）溫度升高到一定數(shù)值后降到室溫；   紅色（或銹紅色）；
（2）NaCl；
（3）20.5；
（4）1g鐵粉、10滴水．

點(diǎn)評(píng)：知道鐵在潮濕的空氣中易生銹，能夠運(yùn)用控制變量法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，知道在化學(xué)反應(yīng)中常常伴隨著吸熱或放熱現(xiàn)象．