Question

【題目】某化學(xué)學(xué)習(xí)小組借助下列裝置(夾持裝置已略)及相關(guān)試劑粗略測量空氣中O2的體積百分?jǐn)?shù)。

（1）實(shí)驗(yàn)前用10%的H2SO4溶液清洗鐵釘至有氣泡產(chǎn)生。用H2SO4溶液清洗的目的是。寫出有關(guān)化學(xué)方程式。
（2）已知試管剩余空間和導(dǎo)管的體積為40 mL，導(dǎo)管截面積約為1 cm2 ， 形成穩(wěn)定液柱時(shí)，讀取讀數(shù)為8.2 cm。則空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為%。
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)上述測量過程因反應(yīng)較慢耗時(shí)較長，對(duì)其影響因素作如下分析：
【提出假設(shè)】假設(shè)一：溶液的pH不同；
假設(shè)二：NaCl溶液的濃度不同；
請你再提出一種假設(shè)，假設(shè)三：不同。
（4）【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】借助上述實(shí)驗(yàn)裝置，通過取體積、濃度相同NaCl溶液調(diào)節(jié)溶液的pH獲得了如下實(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	1.3	8.2	8.2	8.2	8.2
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)測定時(shí)間，pH的最佳范圍是。
（5）【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。
（6）請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究NaCl溶液的濃度對(duì)鐵生銹速率的影響。
實(shí)驗(yàn)步驟： 。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：。

Answer 1

【答案】
（1）除去鐵釘表面的鐵銹；Fe2O3＋3H2SO4= Fe2(SO4)3＋3H2O
（2）20.5
（3）鐵釘與氧氣的接觸面積(鐵釘浸泡在氯化鈉溶液中的深度等)
（4）6.0～6.5
（5）鐵與酸性溶液反應(yīng)生成氫氣與鐵生銹過程中消耗的氧氣體積相等
（6）取等體積不同濃度的氯化鈉溶液放入如圖所示裝置的試管中，并各放數(shù)量相等、規(guī)格相同且除銹后的鐵釘于試管中，測定導(dǎo)管中形成穩(wěn)定液柱所需時(shí)間并記錄液柱高度；最終液柱高度相等，均為8.2 cm，但氯化鈉溶液濃度較低時(shí)，形成穩(wěn)定液柱所需時(shí)間較長
【解析】解：(1)除去鐵釘表面的鐵銹�；瘜W(xué)方程式為：Fe2O3＋3H2SO4= Fe2(SO4)3＋3H2O ；
(2)20.5％；(3) 假設(shè)三：鐵釘與氧氣的接觸面積
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】6.0～6.5；
【實(shí)驗(yàn)反思】鐵與酸性溶液反應(yīng)生成氫氣與鐵生銹過程中消耗的氧氣體積相等；
實(shí)驗(yàn)步驟：取等體積不同濃度的氯化鈉溶液放入如圖所示裝置的試管中，并各放數(shù)量相等、規(guī)格相同且除銹后的鐵釘于試管中，測定導(dǎo)管中形成穩(wěn)定液柱所需時(shí)間并記錄液柱高度；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：最終液柱高度相等，均為8.2 cm，但氯化鈉溶液濃度較低時(shí)，形成穩(wěn)定液柱所需時(shí)間較長。
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)和空氣的成分及各成分的體積分?jǐn)?shù)的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握一般步驟：提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→記錄與結(jié)論→反思與評(píng)價(jià)；空氣是混合物：O2約占1/5，可支持燃燒；N2約占4/5，不支持燃燒，也不能燃燒，難溶于水．