Question

【题目】某研究小组为探究“铁钉在不同溶液中腐蚀的速率”，在相同条件下取同浓度的下列不同溶液用如图装置完成实验，并用手持数据采集器进行测定。回答下列问题：

所用溶液	NH4Cl	(NH4)2SO4	NH4NO3
0min时氧气浓度(%)	20.8	20.8	20.8
500min时氧气浓度(%)	15.8	17.0	17.4
实验前溶液PH	5.31	5.53	5.50
实验后溶液PH	7.37	7.99	8.22
铁钉表面锈蚀情况	大量铁锈	大量铁锈	大量铁锈

（1）铁锈主要成分的化学式为____________

（2）在NH4Cl、(NH4)2SO4、和NH4NO3溶液中，铁钉锈蚀过程中上述溶液的酸性均变____（填“强”或“弱”）

（3）上述实验方案是否合理？________________（填“合理”或“不合理”），你的理由是______

（4）铁钉锈蚀的速率还可能与________________有关。请设计你的实验，验证你的猜想：

实验操作	实验现象及结论
__________________	_______________________

（5）该小组在不同酸碱性溶液中又进行了探究，在相同条件下其测定的实验数据如下图：

a、上述实验中，氧气浓度下降先陡后缓的原因为____________________

b、根据甲、乙图像，请写出三点结论：

①结论：____________________________

②结论：___________________________

③结论：____________________________

Answer 1

【答案】 Fe2O3 弱 不合理； 实验前溶液的PH没有保持相同 温度（或氧气的浓度、溶液的浓度等） 利用上述装置，将相同的打磨后的铁钉分别放入盛有等体积等浓度不同温度的同种溶液中，观察，记录生锈的时间（或记录氧气浓度的变化等） 温度高的生锈快,

温度高能加快铁生锈的速率 氧气浓度下降使腐蚀速率变慢，生成的铁锈覆盖阻碍导致。 铁钉在酸性溶液中比在中性溶液中生锈快。 含氯离子的溶液生锈最快。 铁钉生锈先快后慢。（合理即可）

【解析】本题考查了铁钉在不同溶液中腐蚀的速率。仔细读题，理清题意，解题中注意控制变量法的使用。

（1）铁锈主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3；

（2）根据数据采集器的数据可知在铁钉锈蚀过程中， NH4Cl、(NH4)2SO4、和NH4NO3溶液的pH增大，溶液的酸性均减弱；

（3）上述实验方案中实验前溶液的pH没有保持相同，实验方案设计不合理；

（4）铁钉锈蚀的速率还可能与温度（或氧气的浓度、溶液的浓度等）有关。可设计如下实验进行验证：利用上述装置，将相同的打磨后的铁钉分别放入盛有等体积等浓度不同温度的同种溶液中，观察，记录生锈的时间（或记录氧气浓度的变化等）；实验现象是温度高的生锈快；实验结论是温度高能加快铁生锈的速率；

（5）a、上述实验中，氧气浓度下降先陡后缓的原因为氧气浓度下降使腐蚀速率变慢，生成的铁锈覆盖阻碍导致；

b、根据甲、乙图像可得到如下结论：①铁钉在酸性溶液中比在中性溶液中生锈快；②含氯离子的溶液生锈最快；③铁钉生锈先快后慢。