Question

【题目】根据资料报道，世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%～40%，某实验小组对铁的锈蚀进行了如下探究．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，观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶（净容积为146mL）．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下表．

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碳和十滴水	100	72	约120
②	1g铁粉、0.2g碳、十滴水和少量NaCl	100	72	约70
③	_____	/	/	/

（1）金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价_____（填“升高”或“降低”）的过程．

（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．

（4）实验结束后取出滤纸包，观察到有红棕色物质生成，该物质的化学式是_____．

（5）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_____．

（6）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是_____%（精确到0.1%）．试分析该实验结果出现误差的原因：_____（写出任意一条即可）．

Answer 1

【答案】升高 加快 放热 Fe2O3 1 g铁粉、10滴水 19.3 滤纸包占有一定体积

【解析】

（1）金属单质中元素的化合价为零，金属腐蚀的过程实际上就是金属原子失去电子，元素化合价升高的过程，故填升高。

（2）广口瓶中铁生锈消耗瓶中空气中的氧气，所以广口瓶中气体压强减小，量筒中的水会进入广口瓶，加入NaCl后所需时间缩短，说明NaCl可以加快铁锈蚀的速率，故填加快。

（3）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是放热反应，故填放热。

（4）铁锈的主要成分是氧化铁，其化学式为：Fe2O3，故填Fe2O3。

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

（6）因为量筒内液体减少的体积即为广口瓶内所含有的全部氧气的体积，则瓶中氧气的体积为100mL72mL=28mL，所以氧气的体积含量是×100%≈19.3%，故填19.3；

瓶中的滤纸包占有了瓶中的一部分体积，使瓶中的气体不足146mL，故填滤纸包占有一定体积。