Question

（10芜湖15）.（7分）某化学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〕导管中液面为何升高？黑色固体物质又是什么？
〔理论分析〕小组同学根据已学习过的知识分析得知，液面上升的原因是             
                                                              。
〔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、②Fe₃O₄、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，该结论也得到小组同学的认可，理由是       。
（2）小强同学认为一定含有碳，该结论也得到了小组同学的认可，理由是             。
（3）小组同学不能确定是否含有铁，请你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：

 
〔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                        （填“水”或“食盐水”）中生锈快。

Answer 1

〔理论分析〕铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压（合理即可）
〔分析与验证〕（1）氯化铁溶于水    （2）铁钉是铁合金，含有碳
（3）

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

 
〔知识链接〕食盐水

本题考查的是探究金属锈蚀的条件。
〔理论分析〕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， 故液面上升。
〔分析与验证〕（1）因为氯化铁易溶于水，所以试管底部的黑色固体物质不是氯化铁；
（2）因为铁钉是铁的合金，而铁的合金中一定含有碳，碳又不溶于水，所以试管底部的黑色固体物质中含有碳。
（3）由于铁是氢前的活泼金属，能与稀酸（如稀盐酸等）反应，产生氢气；故可选用稀酸（如稀盐酸等）与之反应，看是否有气泡产生，即可判断。
〔知识链接〕钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触，酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈。
点评：解答本题要掌握铁生锈的条件方面的知识，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断。