Question

【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_____

(2)已知试管剩余空间和导管的体积为40mL，导管截面积约为1cm2,形成稳定液柱时，导管液体的高度是8.2cm。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_________

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:_________________

Answer 1

【答案】 除去铁钉表面的铁锈 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) 实验前用10%的H2SO4溶液清洗铁钉至有气泡产生，用H2SO4溶液清洗的目的是除去铁钉表面的铁锈：Fe2O3＋3H2SO4=== Fe2(SO4)3＋3H2O；(2)上升液柱的体积即为氧气的体积，所以氧气的体积=1cm28.2cm=8.2 cm3，1 cm3 =1ml，所以空气中氧气的体积分数为： ； (3)【提出假设】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】由图示信息可知，为缩短实验测定时间，pH的最佳范围是6.0～6.5；【实验反思】当pH=2时，没有观察到稳定液柱形成的原因是：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。