Question

【题目】世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的锈蚀和铁锈的成分进行如下探究。

（一）如图所示，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入广口瓶。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如表

序号	样品	量筒起始读数mL	量筒最终读数mL	所需时间/min
①	1g铁粉、0.2g碳和10滴水	100	72	约120
②	1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100	72	约70
③	--	--	--	--

（1）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是______（填“放热”或吸热”）过程。

（2）实验①和②说明NaCl可以______（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。

（3）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成是______。

（二）为探究铁锈的成分，用如图所示装置（夹持仪器已省略）进行实验（每步反应和吸收均完全）。

查阅资料：无水硫酸铜吸水会由白色变为蓝色，碱石灰既能吸水也能吸收CO2。

（4）该装置有一个明显缺陷是______。

（5）加热前，先通入CO一段时间，目的是______；将铁锈样品加热，无水硫酸铜逐渐变蓝，由此推知铁锈中一定含有______元素，从而推断出空气中的______参加了铁生锈反应。

（6）若将铁锈的成分表示为FexOynH2O，为了准确测定该成分，除要称量铁锈样品的质量外，还需要测定装置______（填标号）反应前后的质量。若缺少装置D，则测算出的x：y值将______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）

Answer 1

【答案】放热 加快 1g铁粉、10滴水 没有处理尾气 排出装置中的空气，防止发生爆炸 氢 水 BC 偏小

【解析】

广口瓶中铁生锈，是铁和空气中的氧气反应，所以广口瓶中气体压强减小量筒中的水会进入广口瓶，实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，无水硫酸铜逐渐变蓝，说明反应生成了水。

（1）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁生锈的过程是放热过程。

（2）实验①和②其它条件相同，实验②加入氯化钠，时间缩短，说明NaCl可以加快铁锈蚀的速率。

（3）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响并比较①方案中实验设计，控制铁和水的用量相同不加碳进行，即1g铁粉、10滴水。

（4）该实验装置的一个缺陷是没有处理尾气，一氧化碳扩散到空气中污染环境。

（5）A中加热前，先通入CO一段时间，目的是排出装置中的空气，防止发生爆炸；将铁锈样品加热，样品逐渐变黑，无水硫酸铜逐渐变蓝，说明反应生成了水，由此推知铁锈中一定含有氢元素，从而推断出空气中的水参加了铁生锈反应。

（6）为了准确测定该成分，除要称量铁锈样品的质量外，还需要测定装置BC反应前后的质量；若缺少D装置，空气中的水蒸气和二氧化碳会被C装置吸收，导致二氧化碳质量偏大，从而导致铁锈中氧元素质量偏大，进一步导致x:y的值偏小。