小明对铁的锈蚀进行如下探究.室温时,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,装置如图.观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶(净容积为146mL).当装置温度恢复至室温,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).记录的反应起始和结束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 | 70 | 约120 |
② | 1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl | 100 | 70 | 约70 |
③ | - | - | - |
(1)实验①和②说明NaCl可以________(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率.
(2)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁锈蚀的过程是________(填“放热”或“吸热”)过程.
(3)实验结束后取出滤纸包,观察到有红棕色物质生成,该物质主要成分的化学式是________.
(4)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.
(5)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分数是________%(保留3位有效数字).
(6)现仅提供:量筒、大烧杯、玻璃棒、水、滤纸包(内含1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl),请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积分数的实验方案,在下图框中画出实验装置示意图即可(注明滤纸包的位置).
![]()
(2013揭阳)某化学兴趣小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验,并对产物成分进行探究.经初步分析:无色气体A不含有单质气体,黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种.高炉炼铁的原理为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2,请写出反应器中产生一氧化碳的化学方程式:______________________.
兴趣小组又分成甲、乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究.
[猜想与假设]
甲组在分析了炼铁的原理后,认为无色气体A中可能有CO2,也可能有未反应的________.
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况:
假设一:只含有铁.假设二:只含有________.假设三:以上两种物质都含有.
[实验探究]
(1)为验证甲组的猜想,大家按下图所示进行实验(箭头表示气体流向):
![]()
当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊,Ⅲ中灼热的氧化铜变红,可以确定无色气体A的成分为________,Ⅱ中浓硫酸的作用是________________________.
(2)为验证乙组中假设三成立,大家用物理和化学两种方法来进行探究.
实验方法 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结果 |
物理方法 | 假设三成立 | ||
化学方法 | 取少量黑色粉末B于试管中,加入过量的稀盐酸 | 假设三成立 |
写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式:________________________.
[交流反思]
在做甲组的实验时发现其存在一个很不环保的缺陷,请指出来________________.