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世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的20%~40%,某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究.探究一:铁丝燃烧如图1所示,取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝,将其中
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问题描述:

世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的20%~40%,某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究.

探究一:铁丝燃烧

如图1所示,取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝,将其中两根分别盘成螺旋状,在每根铁丝一端系上粗铜丝,另一端系一根火柴杆,点燃火柴杆待快燃尽时,分别插入充满氧气的集气瓶中,观察到:观察到:Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧,且Ⅱ中铁丝燃烧比I中的更剧烈;Ⅲ中铁丝没有燃烧.

(1)集气瓶中加入少量水的作用:___.

(2)为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧___.

(3)分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因___.

探究二:铁粉腐蚀的条件

如图2所示,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为146mL).当温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零).记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表.

序号样品量筒起始
读数/mL量筒最终
读数/mL所需时间
/min
11g铁粉、0.2g碳和10滴水10072约120
2lg铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl10072约70
3___
(4)金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价___(填“升高”或“降低”)的过程.

(5)实验①和②说明NaCl可以___ (填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率.

(6)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是___(填“放热”或“吸热”)过程.

(7)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,请在表格空白处填写实验③的样品组成是___.

(8)该装置还可用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算氧气的体积含量是___%(精确到小数点后1位),试分析该实验结果出现误差的原因___(写任意一条即可)

曹尚稳回答:
  探究一:   (1)集气瓶中加入少量水的作用是:防止铁燃烧时形成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶;   (2)Ⅲ中铁丝不能燃烧,是因为铁丝在火焰的下面,温度不能达到铁丝的着火点;   (3)Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因是:Ⅱ中铁丝与氧气的接触面积比Ⅰ中铁丝与氧气的接触面积大.   故填:防止铁燃烧时形成的高温熔融物溅落炸裂集气瓶;温度没有达到铁的着火点;Ⅱ中铁丝与氧气的接触面积比Ⅰ中铁丝与氧气的接触面积大.   探究二:   (4)金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价升高的过程,例如铁生锈后,铁的化合价由0升高到+3;   (5)实验①和②中,加入氯化钠后需要的时间缩短,说明NaCl可以加快铁锈蚀的速率;   (6)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是放热过程;   (7)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,请在表格空白处填写实验③的样品组成是1g铁粉和10滴水;   (8)根据上述数据计算氧气的体积含量是:100mL-72mL146mL
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