Question

【題目】興趣小組借助如圖裝置（夾持裝置已略）及相關(guān)試劑粗略測(cè)量空氣中O2的體積百分?jǐn)?shù)。

（1）實(shí)驗(yàn)前用砂紙打磨鐵釘至光亮的目的是_____。

（2）鐵生銹發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，首先是鐵與氧氣和水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式_____

（3）已知試管剩余空間和導(dǎo)管的體積為20mL，導(dǎo)管截面積約為1cm2，充分反應(yīng)后，形成穩(wěn)定液柱時(shí)，讀取讀數(shù)為4.1cm，則空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為_____%（保留小數(shù)點(diǎn)后一位）。

（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)上述測(cè)量過程因反應(yīng)較慢耗時(shí)較長，現(xiàn)對(duì)影響鐵生銹速率的因素作如下

（提出假設(shè)）假設(shè)一：溶液的酸堿度；

假設(shè)二：NaC1溶液的濃度；

請(qǐng)你再提出一種影響鐵生銹快慢的因素，假設(shè)三：_____。

（實(shí)驗(yàn)探究）借助上述實(shí)驗(yàn)裝置，通過控制鐵釘用量等其他條件均相同時(shí)，調(diào)節(jié)溶液的pH獲得了如表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

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
形成穩(wěn)定液柱時(shí)間（min）	3.0	3.0	5.1	5.3	15.6	17.5

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，為縮短實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)間，pH的最佳范圍是_____；還可以采取何種方法進(jìn)一步縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間_____（答一條即可）。

（實(shí)驗(yàn)反思）當(dāng)pH=2時(shí)，沒有觀察到穩(wěn)定液柱形成的原因是_____。

Answer 1

【答案】除銹 2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2 20.5 溫度、鐵的形狀等 6.0～6.5 用鐵粉代替鐵釘或在較高的環(huán)境溫度下實(shí)驗(yàn)等（合理即可） pH等于2時(shí)酸性較強(qiáng)，鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)較大

【解析】

（1）鐵釘上的鐵銹影響鐵的反應(yīng)，打磨的目的是除銹，故填：除銹；

（2）鐵與氧氣和水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，化學(xué)方程式為2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2故填：

2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2

（3）導(dǎo)管截面積約為1cm2，充分反應(yīng)后，形成穩(wěn)定液柱時(shí)，讀取讀數(shù)為4.1cm，液體上升的體積=4.1cm×1cm2=4.1cm3合4.1mL，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，瓶?jī)?nèi)氧氣體積為4.1mL，氧氣的體積分?jǐn)?shù) 故填：20.5%

（4）溫度的高低，接觸面積的大小形狀都會(huì)影響反應(yīng)速度，故填：溫度、鐵的形狀等

（5）由表格數(shù)據(jù)可知當(dāng)pH為6.0～6.5時(shí)，液柱達(dá)到穩(wěn)定高度，所用時(shí)間最短，所以控制pH范圍6.0～6.5，用鐵粉代替鐵釘或在較高的環(huán)境溫度下實(shí)驗(yàn)反應(yīng)速度更快，故可鐵粉代替鐵釘或在較高的環(huán)境溫度下實(shí)驗(yàn)，故填：6.0～6.5；用鐵粉代替鐵釘或在較高的環(huán)境溫度下實(shí)驗(yàn)等；

（6）pH等于2時(shí)酸性較強(qiáng)，鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)較大所以不能形成穩(wěn)定液柱，故填：pH等于2時(shí)酸性較強(qiáng)，鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生H2導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)較大；