Question

17．世界上每年因銹蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料，高達(dá)產(chǎn)量的20%～40%，某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)鐵的銹蝕條件進(jìn)行了如下探究．

序號(hào)	樣品	量筒起始 讀數(shù)/mL	量筒最終 讀數(shù)/mL	所需時(shí)間/min
1	1.0g鐵粉、0.2g碳和10滴水	100	72	約120
2	l.0g鐵粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl	100	72	約70

如圖1所示，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡膠塞上，迅速塞緊，觀察到量筒內(nèi)水沿著細(xì)導(dǎo)管慢慢進(jìn)廣口瓶（容積為134mL）．當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫，量筒內(nèi)水面高度不變時(shí)讀數(shù)（此時(shí)瓶內(nèi)氧氣含量近似為零）．記錄起始和最終量筒的讀數(shù)以及所需時(shí)間如表．
（1）該實(shí)驗(yàn)基于的假設(shè)是氯化鈉會(huì)加速（或影響）鐵的銹蝕速度．
（2）實(shí)驗(yàn)開始后，廣口瓶內(nèi)溫度有所上升，說明鐵的銹蝕過程是放熱（填“放熱”或“吸熱”）過程．
（3）該裝置還可用于測(cè)量空氣中氧氣的含量，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算氧氣的體積含量是
20.9%（精確到小數(shù)點(diǎn)后1位）．
實(shí)驗(yàn)后有同學(xué)想，若仍用書中的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖2所示）來測(cè)定空氣中氧氣的含量，但選用紅磷可以嗎？查閱資料發(fā)現(xiàn)：紅磷的著火點(diǎn)較高，紅磷燃燒熄滅并不是容器里的氧氣耗盡，而是氧氣的濃度降低，使得反應(yīng)沒那么劇烈，放出的熱量少，不能再支持紅磷燃燒，即紅磷燃燒僅消耗80%左右的氧氣，尚剩余20%左右還在容器中，所以水面不可能達(dá)到1/5的理想高度．
紅磷燃燒后恢復(fù)到室溫，打開彈簧夾發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶的液體液面升高高度不到集氣瓶剩余容積的1/5．根據(jù)以上信息，你認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的原因可能是BD．（多選）
A．實(shí)驗(yàn)前沒有將彈簧夾夾緊                   B．實(shí)驗(yàn)裝置可能漏氣
C．實(shí)驗(yàn)中所取的紅磷過量                       D．實(shí)驗(yàn)中所取的紅磷不足．

Answer 1

分析 （1）對(duì)實(shí)驗(yàn)①和②的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即可得出NaCl可以加快鐵銹蝕的速率；
（2）根據(jù)信息“實(shí)驗(yàn)開始后，廣口瓶內(nèi)溫度有所上升”進(jìn)行分析；
（3）通過空氣體積的變化得出，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．造成測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)小于五分之一的因素可以從以下方面考慮：裝置是否漏氣；藥品的用量是否充足；裝置是否冷卻到室溫等，據(jù)此分析．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)①和②之間唯一的變量為是NaCl，根據(jù)含有NaCl的實(shí)驗(yàn)②，反應(yīng)所需的時(shí)間較短，得到NaCl能加快鐵銹蝕的速率；
（2）根據(jù)信息“實(shí)驗(yàn)開始后，廣口瓶內(nèi)溫度有所上升”，可以直接得出鐵銹蝕的過程是放熱的過程；
（3）因?yàn)榱客矁?nèi)液體減少的體積即為廣口瓶內(nèi)所含有的全部氧氣的體積，所以氧氣的體積含量是$\frac{（100-72）mL}{134mL}$×100%=20.9%．
A、實(shí)驗(yàn)前沒有將彈簧夾夾緊，瓶內(nèi)的氣體處于熱膨脹狀態(tài)有一部分逸出，使進(jìn)入集氣瓶中的水的量偏大，故A不可能；
B、實(shí)驗(yàn)裝置漏氣，由于冷卻至室溫時(shí)瓶外空氣進(jìn)入瓶中，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入水的量偏小，故B可能；
C、實(shí)驗(yàn)中所取紅磷過量時(shí)，紅磷能夠?qū)⒓瘹馄恐醒鯕馊�部反�?yīng)掉，因此測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一，故C不可能；
D、實(shí)驗(yàn)中所取紅磷的量不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致裝置內(nèi)氧氣不能全部消耗，因此使測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)會(huì)小于五分之一，故D可能．
故選BD．
故答案為：（1）氯化鈉會(huì)加速（或影響）鐵的銹蝕速度
（2）放熱；（3）20.9；BD

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生根據(jù)鐵生銹的條件和防止金屬的腐蝕的方法以及探究測(cè)定空氣中氧氣含量的誤差分析，并將知識(shí)應(yīng)用到生活中去．