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(cè)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_____

(2)已知試管剩余空間和導(dǎo)管的體積為40mL，導(dǎo)管截面積約為1cm2,形成穩(wěn)定液柱時(shí)，導(dǎo)管液體的高度是8.2cm。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(cè)量過程因反應(yīng)較慢耗時(shí)較長(zhǎng)，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(qǐng)你再提出一種假設(shè)，假設(shè)三:___________不同。

[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(cè)定時(shí)間，pH的最佳范圍是_______

[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_________

請(qǐng)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】 除去鐵釘表面的鐵銹 20.5 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） 6.0～6.5 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 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(cè)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(zhǎng)

【解析】(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溶液清洗的目的是除去鐵釘表面的鐵銹：Fe2O3＋3H2SO4=== Fe2(SO4)3＋3H2O；(2)上升液柱的體積即為氧氣的體積，所以氧氣的體積=1cm28.2cm=8.2 cm3，1 cm3 =1ml，所以空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為： ； (3)【提出假設(shè)】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)；【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】由圖示信息可知，為縮短實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)間，pH的最佳范圍是6.0～6.5；【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：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(cè)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(zhǎng)。