Question

13．某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中（如图，装置气密性良好），一段时间后，进行观察．请你一起参与分析，并完成后续实验设计．
【观察现象】①装置中右侧导管中的液面升高．②铁钉生锈，试管底部有
黑色固体物质．
【提出问题】导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
【理论分析】小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压．
【猜想与假设】小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：
①Fe、②Fe₂O₃、③FeCl₃、④C四种物质．
【分析与验证】小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
（1）小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是氯化铁易溶于水．
（2）小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理由是铁钉是铁的合金，其中含有碳．
（3）小组同学不能确定是否含有铁，请人帮他们设计方案进行确认：

实验步骤	实验现象	实验结论
你选用的试剂是： 稀盐酸（或稀硫酸）	有气泡产生（无气泡产生）	含有铁（不含有铁）

【知识链接】相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉
在食盐水（填“水”或“食盐水”）中生锈快．

Answer 1

分析 铁与水和氧气同时接触时容易生锈，食盐水能够促进铁制品的生锈速率；
氯化铁易溶于水；
铁的合金中含有碳等物质；
铁能和稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化亚铁和氢气或硫酸亚铁和氢气．

解答 解：【理论分析】
因为铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压，在外界大气压的作用下，装置中右侧导管中的液面升高．
故填：铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压．
【分析与验证】
（1）小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是氯化铁易溶于水．
故填：氯化铁易溶于水．
（2）小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理由是铁钉是铁的合金，其中含有碳．
故填：铁钉是铁的合金，其中含有碳．
（3）设计方案进行实验如下表所示：

实验步骤	实验现象	实验结论
你选用的试剂是：稀盐酸（或稀硫酸）	有气泡产生（无气泡产生）	含有铁（不含有铁）

【知识链接】
由生活经验可知，在食盐水中生锈快．
故填：食盐水．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．