Question

(9分)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_______________。

【猜想与假设】小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：①________， 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_______________。

(2)小强同学想证明是否含有碳，他设计了下列方案并进行实验：

 

实验步骤	实验现象	实验结论
用试管取少量黑色固体，滴加足量稀盐酸一定含有碳

(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。

【反思】防止铁制品生锈的方法是________________(写一种)。

 

Answer 1

【答案】

[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)

[猜想与假设】①Fe

[分析与验证](1)氯化铁溶于水　(2)黑色固体不溶

(3)稀盐酸(或稀硫酸)　有气泡产生(无气泡产生)　含有(或不含有)(合理即可)

[知识链接]食盐水　

[反思]涂油、擦漆等。

【解析】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，在外界大气压强的作用下装置中右侧导管中的液面升高．

猜想与假设：铁钉放入食盐水中，生成FeCl₃，铁与氧气反应，生成Fe₂O₃，铁钉是铁合金，含有碳．所以可能含有的物质是：①Fe，②Fe₂O₃，③FeCl₃，④C四种物质．故①填Fe．

[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）根据实验步骤：用试管取少量黑色固体，滴加足量稀盐酸一定含有碳．可知现象是：黑色固体不溶；实验结论是：含有碳．

（3）因为铁与酸反应可生成气体，我们可以加入稀盐酸或稀硫酸，若有气泡生成说明含有铁，若无气泡产生说明不含铁．实验步骤、现象、结论如表中所示

实验步骤	实验现象	实验结论
稀盐酸（稀硫酸）	有气泡产生（无气泡产生）	含有（不含有）

知识链接：食盐水能够加快铁的生锈速率．

反思：铁生锈的条件是与空气中的氧气和水反应，所以防止铁制品生锈的方法是隔绝空气，如涂油、擦漆等．