Question

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

（1）該實驗的原理為________________________。

（2）已知試管剩余空間和導管的容積共20mL,導管橫截面積約為1cm2。充分反應后,形成穩(wěn)定液柱時，測量液柱高度為4.1cm.則空氣中氧氣的體積分數(shù)約為______________%。

（3）實驗時發(fā)現(xiàn)上述測量過程因反應較慢耗時較長,現(xiàn)對影響鐵釘生銹速率的因素作如下分析。

[提出假設]假設一:溶液的酸堿度;

假設二:NaCl溶液的濃度;

請你再提出一種影響鐵釘生銹快慢的因素

假設三:____________________。

[實驗探究]借助上述實驗裝置，通過控制鐵釘用量等其他條件均相同時，調(diào)節(jié)溶液的pH獲得了如下實驗數(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)定液柱時間(min)	3.0	3.0	5.1	5.3	15.6	17.5

[實驗結論]為了縮短實驗時間,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，該實驗的pH的最佳值是________________;還可以采取何種方法進一步縮短實驗時間____________(答一條即可)。

[實驗反思]當pH=2時，沒有觀察到穩(wěn)定液柱形成的原因是_________________。

Answer 1

【答案】鐵釘生銹消耗裝置內(nèi)氧氣，試管內(nèi)壓強減小，進入試管內(nèi)水的體積即試管內(nèi)氧氣的體積 20.5% 溫度(或鐵釘?shù)男螤畹�，合理即�?/span>) 6.0～6.5 增加氯化鈉溶液的濃度 pH＝2時酸性較強，鐵會與酸發(fā)生反應產(chǎn)生氫氣，使裝置內(nèi)壓強沒有明顯變化

【解析】

（1）該實驗的原理為鐵釘生銹消耗裝置內(nèi)氧氣，試管內(nèi)壓強減小，進入試管內(nèi)水的體積即試管內(nèi)氧氣的體積；

（2）空氣中氧氣的體積=1cm2×4.1cm=4.1cm3=4.1mL，氧氣的體積分數(shù)=；

（3）假設三：溫度(或鐵釘?shù)男螤畹龋�合理即�?/span>)；

[實驗結論]

為了縮短實驗時間，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，該實驗的pH的最佳數(shù)值是6.0～6.5；還可以采取何種方法進一步縮短實驗時間方法：增加氯化鈉溶液的濃度；

[實驗反思]

當pH=2時，沒有觀察到穩(wěn)定液柱形成的原因是pH＝2時酸性較強，鐵會與酸發(fā)生反應產(chǎn)生氫氣，使裝置內(nèi)壓強沒有明顯變化。