兴趣小组借助如图装置(夹持装置已略)及相关试剂粗略测量空气中O2的体积百分数。
(1)实验前用砂纸打磨铁钉至光亮的目的是_____。
(2)已知试管剩余空间和导管的体积为20mL,导管截面积约为1cm2,充分反应后,形成稳定液柱时,读取读数为4.1cm,则空气中氧气的体积分数为_____%(保留小数点后一位)。
(3)实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长,现对影响铁生锈速率的因素作如下
(提出假设)假设一:溶液的酸碱度;
假设二:NaC1溶液的浓度;
请你再提出一种影响铁生锈快慢的因素。
假设三:_____。
(实验探究)借助上述实验装置,通过控制铁钉用量等其他条件均相同时,调节溶液的pH获得了如表实验数据:
pH | 2.0 | 5.5 | 6.0 | 6.5 | 7.0 | 8.0 |
液柱高度(cm) | 0 | 0.6 | 4.1 | 4.1 | 4.1 | 4.1 |
形成稳定液柱时间(min) | 3.0 | 3.0 | 5.1 | 5.3 | 15.6 | 17.5 |
(实验结论)根据实验数据分析,为缩短实验测定时间,pH的最佳范围是_____;还可以采取何种方法进一步缩短实验时间_____(答一条即可)。
(实验反思)当pH=2时,没有观察到稳定液柱形成的原因是_____。
某化学兴趣小组为探究化学反应中的能量变化,进行以下实验:
(探究一)盐酸与氢氧化钠的反应
(1)写出氢氧化钠溶液与盐酸反应的化学方程式:_________________________________。
(2)甲同学设计实验:向一定量氢氧化钠固体中倒入20mL 4%盐酸,用温度计测量反应前后各溶液的温度。乙同学认为该实验方案不合理,其理由是_________________________。
(3)丙同学设计了如下三组实验,请你帮助他完成实验方案:
实验编号 | 实验方案 |
实验1 | 向20mL 4%盐酸中倒入20mL水,测定稀释前后溶液的温度。 |
实验2 | 向20mL 5%氢氧化钠溶液中________________,测定稀释前后溶液的温度。 |
实验3 | _______________________________________________________________。 |
(4)丙同学观察到的实验现象是:实验3溶液升高的温度远大于实验1与实验2溶液升高的温度之和,由此你能得出的实验结论是①____________;②____________。
(探究二)盐酸与碳酸氢钠溶液的反应。
下图是丁同学在20℃、基本隔热条件下利用温度传感器,分别测定向20mL水和20mL饱和碳酸氢钠溶液中各倒入20mL 13.7%盐酸的温度与时间变化曲线。
曲线①为水+13.7%盐酸温度变化曲线
曲线②为饱和碳酸氢钠溶液+13.7%盐酸温度变化曲线
实验测得饱和碳酸氢钠溶液稀释时温度变化不大,可忽略不计,据此回答下列问题:
(5)18.0秒后,曲线①逐渐下降的原因是____________________________________;
(6)比较曲线①和曲线②,你认为13.7%盐酸与饱和碳酸氢钠溶液的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应,其理由是_________________________。