题目内容
【题目】2012年嘉德秋季拍卖会在北京召开，本次拍卖会提供品种丰富的收藏精品，其中清乾隆腰刀以4830万元天价成功成交，这为我国保护国家级文物开拓出一条新途径。则：
(1)铸造腰刀的主要材料是低碳钢，则钢铁属于_____(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)国家一级文物“清乾隆腰刀”中的制作原料不是用化学方法制备的是（_______）
A 钢制刀锋 B 木制刀鞘 C 铜制花纹 D 镀金原料
(3)千锤百炼，百炼成钢。生铁炼成钢的主要原理是高温时用氧气或铁的氧化物减少生铁中所含的过量碳含量。请写出用氧化铁与碳反应的化学方程式为_____。该反应的基本类型是____。
(4)铁制品长期暴露在空气中会发生锈蚀，原因是铁与空气中的____和___发生了反应。为了防止钢铁锈蚀，人们常采用方法(任写一种)有_____。
【答案】混合物 B 2Fe2O3+3C
2Fe+3CO2↑ 置换反应 氧气 水 保持铁制品表面洁净和干燥；表面涂刷油漆或镀上其他金属；通过化学变化使其表面生成致密的氧化物(烤蓝)等
【解析】
(1)钢铁属于铁的合金是混合物；
(2)钢制刀锋、铜制花纹、镀金原料都是合金制成的，冶炼金属属于化学反应，而木材不是用化学方法制备的材料；
(3)氧化铁与碳在高温下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为2Fe2O3+3C
2Fe+3CO2↑，属于置换反应；
(4)铁制品发生锈蚀的原因是铁与空气中的氧气和水发生了反应；为了防止钢铁的锈蚀，人们常采用在其表面刷油漆或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水。
【题目】兴趣小组借助如图装置（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）实验前用砂纸打磨铁钉至光亮的目的是_____。
（2）铁生锈发生复杂的化学反应，首先是铁与氧气和水反应生成氢氧化亚铁，请写出该反应的化学反应方程式_____
（3）已知试管剩余空间和导管的体积为20mL，导管截面积约为1cm2，充分反应后，形成稳定液柱时，读取读数为4.1cm，则空气中氧气的体积分数为_____%（保留小数点后一位）。
（4）实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，现对影响铁生锈速率的因素作如下
（提出假设）假设一：溶液的酸碱度；
假设二：NaC1溶液的浓度；
请你再提出一种影响铁生锈快慢的因素，假设三：_____。
（实验探究）借助上述实验装置，通过控制铁钉用量等其他条件均相同时，调节溶液的pH获得了如表实验数据：
pH | 2.0 | 5.5 | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 8.0 |
液柱高度（cm） | 0 | 0.6 | 4.1 | 4.1 | 4.1 | 4.1 |
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_____；还可以采取何种方法进一步缩短实验时间_____（答一条即可）。
（实验反思）当pH=2时，没有观察到稳定液柱形成的原因是_____。
