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【题目】某化学学习小组借助下列装置(夹持装置已略)及相关试剂粗略测量空气中O2的体积百分数。

(1)实验前用10%的H2SO4溶液清洗铁钉至有气泡产生。用H2SO4溶液清洗的目的是__________。写出有关化学方程式______________________________。

(2)已知试管剩余空间和导管的体积为40 mL,导管截面积约为1 cm2,形成稳定液柱时,读取读数为8.2 cm。则空气中氧气的体积分数为______%。

(3)实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长,对其影响因素作如下分析:

【提出假设】假设一:溶液的pH不同;

假设二:NaCl溶液的浓度不同;

请你再提出一种假设,假设三:______________________________不同。

【进行实验】借助上述实验装置,通过取体积、浓度相同NaCl溶液调节溶液的pH获得了如下实验数据:

pH

2.0

5.5

6.0

6.5

7.0

8.0

液柱高度(cm)

0

1.3

8.2

8.2

8.2

8.2

形成稳定液柱时间(min)

3.0

3.0

5.1

5.3

15.6

17.5

【实验结论】根据实验数据分析,为缩短实验测定时间,pH的最佳范围是____________。

【实验反思】当pH=2时,没有观察到稳定液柱形成的原因是________________。

【注意:如果能正确回答下列问题,将奖励4分,但化学试卷总分不超过60分】

请你设计实验,探究NaCl溶液的浓度对铁生锈速率的影响。

实验步骤: __________________________________________________________。

实验现象:________________________________________________________________。

【答案】 除去铁钉表面的铁锈 Fe2O3+3H2SO4== Fe2(SO4)3+3H2O 20.5 铁钉与氧气的接触面积(铁钉浸泡在氯化钠溶液中的深度等) 6.0~6.5 铁与酸性溶液反应生成氢气与铁生锈过程中消耗的氧气体积相等 取等体积不同浓度的氯化钠溶液放入如图所示装置的试管中,并各放数量相等、规格相同且除锈后的铁钉于试管中,测定导管中形成稳定液柱所需时间并记录液柱高度 最终液柱高度相等,均为8.2 cm,但氯化钠溶液浓度较低时,形成稳定液柱所需时间较长

【解析】(1)用H2SO4溶液除去铁钉表面铁锈,有利于铁与氯化钠溶液发生吸氧腐蚀;

(2)根据体积计算解答;

(3) 【提出假设】实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长,说明反应速率慢,回答问题时应该从影响化学反应速率的因素方面答题;

【实验结论】根据表中数据如液柱高度、形成稳定液柱时间选择最佳pH范围;

【实验反思】根据铁的析氢腐蚀分析;

设计实验:目的是测定最佳NaCl溶液的浓度,需要配制不同的氯化钠溶液,其他条件必须完全相同.

解:(1) 用H2SO4溶液清洗的目的是除去铁钉表面的铁锈。化学方程式为:Fe2O3+3H2SO4== Fe2(SO4)3+3H2O ;

(2)1cm3相当于1mL。 =20.5%;

(3) 假设三:铁钉与氧气的接触面积(铁钉浸泡在氯化钠溶液中的深度等);

【实验结论】由表中数据可知,6.0≤PH≤6.5时,反应需要时间最短,液柱高度较高,故填:6.0~6.5;

【实验反思】铁与酸性溶液反应生成氢气与铁生锈过程中消耗的氧气体积相等;

实验步骤:取等体积不同浓度的氯化钠溶液放入如图所示装置的试管中,并各放数量相等、规格相同且除锈后的铁钉于试管中,测定导管中形成稳定液柱所需时间并记录液柱高度;

实验现象:最终液柱高度相等,均为8.2 cm,但氯化钠溶液浓度较低时,形成稳定液柱所需时间较长。

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(1)制作防风罩的材料采用铝合金比用铁皮耐腐蚀性能好,用化学方程式表示铝合金腐蚀性能好的原因是_________。

(2)防风罩也是燃料气和空气的混合室。通常采用多孔结构。这种结构对于气体燃烧的优点是________。点燃打火机需按下铵键,松开按键,打火机会熄灭,松开按键对应的灭火原理是________。

(3)打火机中丁烷(化学式C1H10)为液体,按下按键相当于打开了盛装丁烷的溶器口,丁烷变为气体,从微观角度解释丁烷汽化的原因为_________。

(4)生活中铁质的打火机也十分常见,请写出一种防止铁质打火机生锈的方法_____。

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(1)制取气体:(如图1)

①若选择A与C组合制取氧气,反应的化学方程式为_________________________;

②用石灰石和稀盐酸制取CO2,选用的发生与收集装置组合是___________(填标号)。连接好装置,将药品加入装置前应进行的操作是___________;

(2)探究气体的性质:(如图2)

某同学在空气中点燃镁条,想利用CO2来熄灭燃烧的镁条,结果发现镁条没有熄灭反而剧烈燃烧,集气瓶内壁出现黑色固体,瓶底出现白色固体,实验过程如图2所示。请回答:

①夹持镁条的仪器名称是_________;

②生成的黑色固体是_____________(写化学式);

③查阅资料:MgO、Mg(OH)2、MgCO3均为难溶于水的白色固体。

同学讨论后一致认为,上述3种含镁的化合物中,白色固体不可能的化合物是_________;

④为进一步确定白色固体的成分,进行如下实验:

实验操作

实验现象

实验结论

取白色固体于试管中,加入足量稀硫酸

_______________

白色固体不是 MgCO3,

而是 MgO

⑤通过上述探究,你对燃烧或灭火的新认识是_______________________________。

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