题目内容
13．世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究．
探究一：铁丝燃烧
实验过程：如图1所示，取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端系上粗铜丝，另一端系一根火柴杆，点燃火柴杆待快燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中，观察到：Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧，且Ⅱ中铁丝燃烧比I中的更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧．回答下列问题：
（1）为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧实验III中火柴在铁丝上方，用其火焰内焰对铁丝加热，内焰温度低，没有对铁丝充分预热，因此不能达到铁丝的着火点；
（2）写出铁丝在氧气中燃烧的现象剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体．
探究二：铁粉生锈的条件
资料卡片：铁和氧气及水发生复杂的化学变化生成铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁．
实验过程：如图2所示，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入广口瓶（容积为146mL）．当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）．记录数据如表．
| 序号 | 样品 | 量筒起始读数/mL | 量筒最终读数/mL | 所需时间/min |
| 1 | 1g铁粉、0.2g碳、10滴水 | 100 | 72 | 约120 |
| 2 | lg铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl | 100 | 72 | 约70 |
| 3 | / | / | / |
（4）实验①和②说明NaCl可以加快 （填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率．
（5）实验开始后，广口瓶内温度上升，说明铁生锈是放热（“放热”或“吸热”）过程．
（6）实验①和③是探究碳对铁生锈速率的影响，在表格空白处填写实验③的样品组成1g铁粉、10滴水．
（7）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是19.2%（精确到小数点后1位），试分析该实验结果出现误差的原因滤纸包占有一定体积（写一条即可）．
分析 探究一：
根据铁丝在氧气中燃烧试验的操作、现象、注意事项进行分析、判断回答；
探究二：
（3）根据单质中元素的化合价为零解答；
（4）根据因为广口瓶中铁生锈，是铁和空气中的氧气反应，所以广口瓶中气体压强减小量筒中的水会进入广口瓶，根据所需时间长短进行分析；
（5）根据实验开始后，广口瓶内温度有所上升分析；
（6）根据实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响并比较①方案中实验设计分析；
（7）通过空气体积的变化得出，空气中氧气的体积分数．
解答 解：探究一：
（1）实验III中火柴在铁丝上方，用其火焰内焰对铁丝加热，内焰温度低，没有对铁丝充分预热，因此不能达到铁丝的着火点，铁丝不能燃烧；
（2）铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体．
探究二：
（3）金属单质中元素的化合价为零，金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价升高；
（4）因为广口瓶中铁生锈所以广口瓶中气体压强减小所以量筒中的水会进入广口瓶，加入NaCl后所需时间缩短，故答案：加快；
（5）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，故答案：放热；
（6）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响并比较①方案中实验设计，控制铁和水的用量相同不加碳进行即可．
（7）因为量筒内液体减少的体积即为广口瓶内所含有的全部氧气的体积，所以氧气的体积含量是$\frac{28mL}{146mL}$×100%=19.2%
答案：
探究一：
（1）实验III中火柴在铁丝上方，用其火焰内焰对铁丝加热，内焰温度低，没有对铁丝充分预热，因此不能达到铁丝的着火点；
（2）剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体．
探究二：
（3）升高；
（4）加快；
（5）放热；
（6）1 g铁粉、10滴水（7）19.2%；滤纸包占有一定体积．
点评 掌握铁丝在氧气中燃烧实验的正确操作和注意事项是正确解答本题的关键，难度不大．考查了金属生锈的条件的探究方面的内容，注重控制变量法做好对比实验是解答这类题的关键．
智能训练练测考系列答案
计算高手系列答案| A化学与生活 | B化学与环境 |
| ①醋酸溶液可用来鉴别假黄金（铜锌合金） ②干冰用于人工降雨 | ①焚烧植物秸秆不会造成空气污染 ②PM2.5是造成雾霾天气的元凶之一 |
| C化学与安全 | D化学与健康 |
| ①炒菜油锅着火可以用锅盖盖灭 ②在室内放一盆水，可防止煤气中毒 | ①人体缺铁会引起贫血 ②食用蔬菜和水果来补充脂肪 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
小军见到一种“化学爆竹”（见图），只要用手拍打锡纸袋，掷在地上，锡纸袋随后会突然爆开并伴随响声．他认为，这是锡纸袋中的物质发生化学反应生成气体造成的，于是想探究锡纸袋中的物质成分．【提出问题】锡纸袋中的物质是什么？
【查阅资料】主要内容如下．
①过氧化氢分解生成氧气，化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
②活泼金属与酸反应生成氢气，例如镁与稀硫酸反应生成氢气，化学方式为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑．
③含有碳酸根或碳酸氢根的盐与酸反应生成二氧化碳，例如碳酸钙与盐反应生成二氧化碳．
【猜想与验证】小军打开一个未用过的锡纸袋，内有一小包无色液体和一些白色固体．
（1）猜想：无色液体为酸．
验证：在两支试管中分别加入2mL水和该无色液体，各滴加3滴紫色石试液，紫色石蕊试液遇该无色液体变红．
实验的初步结论：无色液体为酸．
小军取两支试管进行实验的目的是作空白实验，进行对比．
（2）猜想：白色固体为含有碳酸根或碳酸氢根的盐． （锡纸袋）
验证：请你运用初中所学知识，帮助小军同学完成下列实验报告．
| 主要实验装置 | 主要操作步骤 | 主要实验现象 | 实验操作目的 |
 | 在瓶中加入少量白色固体，再加入适量水，振荡，静置 | 白色固体溶解 | 验证白色固体是否可溶 |
| ①在分液漏斗中加入稀盐酸塞上胶塞，打开活塞，放出适量溶液后，关闭活塞 ②将气体通入澄清石灰水 | ①有大量气泡产生 ②澄清石灰水变浑浊 | 验证生成气体的成分 | |
| 实验的初步结论：白色固体是可溶性碳酸盐，可能为碳酸钠或碳酸氢钠 | |||
| 温度 溶解度 盐 | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ |
| Na2CO3 | 12.5g | 21.5g | 39.7g | 49.7g |
| NaHCO3 | 8.1g | 9.6g | 11.1g | 12.7g |
【反思】通过该探究实验你还想学习的知识是碳酸钠和碳酸氢钠化学性质上有哪些差异．
| 加入稀硫酸的体积/mL | 40 | 80 | 120 | 160 | 200 |
| 烧杯内剩余固体的质量/g | 12 | m | 5.6 | 4 | 4 |
②该赤铁矿中Fe2O3的质量分数是多少？（列式计算）
