Question

18．为探究铁生锈的条件，某化学社团设计了如下实验：取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，装置如图所示．经过足够长时间的观察，发现实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小． 请回答下列问题：

（1）铁生锈实际上是铁与空气中的水和氧气（填名称）发生反应的结果．
（2）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的$\frac{1}{5}$．
（3）该实验设计的创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和试管内液面上升两种现象来判断铁丝反应进行的情况．

Answer 1

分析 根据铁生锈的条件进行分析．铁在有水和氧气并存时易生锈，空气中氧气的体积分数大约占$\frac{1}{5}$，铁生锈消耗氧气，导致试管内的压强减小，液面会上升，进入试管的水的体积大约占试管体积的$\frac{1}{5}$．

解答 解：（1）由实验现象可知，铁生锈实际上是铁与空气中的水、氧气发生反应的结果．
故填：水和氧气．
（2）因为氧气约占空气总体积的五分之一，因此足够长时间后，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的$\frac{1}{5}$．
故填：$\frac{1}{5}$．
（3）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和进入试管中水的体积两种现象来判断铁丝反应进行的情况；故填：试管内液面上升．

点评 实验是化学的重要组成部分，正确的实验操作是得出科学结论的前提条件之一，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为得出正确的结论奠定基础．