Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究鐵生銹的因素，設(shè)計了如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時，他們將一枚潔凈的鐵釘放入食鹽水中（如圖，裝置氣密性良好），一段時間后，進(jìn)行觀察，試管底部有黑色固體。

請你一起參與分析，并完成后續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計。

（觀察現(xiàn)象）

①裝置右側(cè)U形管中的紅墨水液面左高右低；②鐵釘生銹，試管底部有黑色固體物質(zhì)。

（提出問題）U形管中的紅墨水液面為何左高右低？黑色固體物質(zhì)又是什么？

（理論分析）該小組的回學(xué)根據(jù)學(xué)過的知識分析得知，紅墨水液面左高右低的原因是__。

（猜想與假設(shè)）該小組中的小明同學(xué)猜測該黑色固體可能含有：①Fe，②Fe2O3，③FeCl3，④C四種物質(zhì)。

（分析與驗(yàn)證）該實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)根據(jù)小明的四種猜測做了以下

（1）小強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為一定含有碳，該結(jié)論也得到小組同學(xué)的認(rèn)可，理由是__。

（2）該小組的同學(xué)不能確定黑色固體中是否含有鐵單質(zhì)，請你幫助他們設(shè)計方案進(jìn)行確認(rèn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
你選用的試劑是_	_	_

（知識鏈接）相信你一定在家中做過鐵釘分別在水和食鹽水中生銹的實(shí)驗(yàn)，你的結(jié)論之一是鐵釘在_（填“水”或“食鹽水”）中生銹快。

（繼續(xù)探究）請你繼續(xù)設(shè)計實(shí)驗(yàn)探究影響鐵釘生銹快慢的其他因素__。

Answer 1

【答案】鐵釘生銹消耗試管中的氧氣，導(dǎo)致試管中壓強(qiáng)減小 鐵釘中含有碳 稀鹽酸 不產(chǎn)生氣泡 黑色固體中不含鐵單質(zhì) 食鹽水 溫度等

【解析】

[理論分析]

因?yàn)殍F釘生銹消耗了試管內(nèi)的氧氣，使試管內(nèi)壓強(qiáng)低于大氣壓，在外界大氣壓的作用下，裝置中左側(cè)導(dǎo)管中的液面升高，右側(cè)導(dǎo)管中液面下降。故填：鐵釘生銹消耗試管中的氧氣，導(dǎo)致試管中壓強(qiáng)減小。

[分析與驗(yàn)證]

（1）小強(qiáng)同學(xué)認(rèn)為一定含有碳，該結(jié)論也得到小組同學(xué)的認(rèn)可，是因?yàn)殍F釘是由鐵碳合金制成的，且常溫下碳不跟氧氣、食鹽水等物質(zhì)反應(yīng)，又呈黑色。故填：鐵釘中含有碳。

（2）為了確定黑色固體中是否含有鐵，可根據(jù)鐵的化學(xué)性質(zhì)設(shè)計實(shí)驗(yàn)�？蛇x用試劑稀鹽酸，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：不產(chǎn)生氣泡；實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：黑色固體中不含鐵單質(zhì)。（合理即可）

[知識鏈接]

因?yàn)槭雏}能加快鐵生銹的速率，所以鐵釘在食鹽水中生銹快。

[繼續(xù)探究]

影響鐵釘生銹快慢的其他因素有溫度等�？梢栽O(shè)計如下實(shí)驗(yàn)：將兩支相同且潔凈的鐵釘分別置于兩支試管中，然后分別加入等量的水，使鐵釘部分處于水中，再將其中一支試管置于冰箱中（設(shè)置溫度低于10℃），另一支置于冰箱外的實(shí)驗(yàn)臺上（常溫下），觀察現(xiàn)象。