题目内容
19．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
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：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．
（1）集气瓶中加入少量水的作用：防止铁燃烧时形成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶．
（2）为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧温度没有达到铁的着火点．
（3）分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因Ⅱ中铁丝与氧气的接触面积比Ⅰ中铁丝与氧气的接触面积大．
探究二：铁粉腐蚀的条件
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）．记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表．
| 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碳和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 | 1g铁粉和10滴水 | \ | \ | \ |
（5）实验①和②说明NaCl可以加快 （填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率．
（6）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是放热（填“放热”或“吸热”）过程．
（7）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成是1g铁粉和10滴水．
（8）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样品不足（写任意一条即可）
分析 探究一：
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；
增大反应物浓度，增大反应物与氧气的接触面积，能够促进可燃物燃烧；
探究二：
铁与水、氧气同时接触时容易生锈；
盐溶液、酸性溶液能够促进铁的生锈速率；
氧气约占空气总体积的五分之一；
如果装置漏气，样品不足，能够导致进入集气瓶中的水不到集气瓶容积的五分之一．
解答 解：探究一：
（1）集气瓶中加入少量水的作用是：防止铁燃烧时形成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶；
（2）Ⅲ中铁丝不能燃烧，是因为铁丝在火焰的下面，温度不能达到铁丝的着火点；
（3）Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因是：Ⅱ中铁丝与氧气的接触面积比Ⅰ中铁丝与氧气的接触面积大．
故填：防止铁燃烧时形成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶；温度没有达到铁的着火点；Ⅱ中铁丝与氧气的接触面积比Ⅰ中铁丝与氧气的接触面积大．
探究二：
（4）金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价升高的过程，例如铁生锈后，铁的化合价由0升高到+3；
（5）实验①和②中，加入氯化钠后需要的时间缩短，说明NaCl可以加快铁锈蚀的速率；
（6）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是放热过程；
（7）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成是1g铁粉和10滴水；
（8）根据上述数据计算氧气的体积含量是：$\frac{100mL-72mL}{146mL}$×100%=19.2%；
该实验结果出现误差的原因可能是：样品不足，装置漏气，样品和导管占据了一定的体积等．
故填：1g铁粉和10滴水；升高；加快；放热；1g铁粉和10滴水；19.2%；样品不足．
点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．
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（1）为证实自己的猜想，设计实验证明“除垢净”呈酸性，小明从家中找来如下试剂：光亮的铁钉、生锈的铁钉、纯碱溶液、蒸馏水．根据以上试剂，请你帮助他设计出两种不同实验方案，并写出实验现象，填入下表：
| 方案 | 具体操作 | 实验现象 | 结论 |
方案一 | “除垢净”中一定有酸 | ||
| 方案二 |
（3）结合上面对“除垢净”的了解，在铝制水壶除垢时，使用“除垢净”应注意：去除铝壶中的水垢时，应控制“除垢净”的浓度，（或不要滴到手上或衣服上、防止腐蚀、除垢后要将“除垢净”冲洗干净等）．
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