Question

（10蕪湖15）.（7分）某化學小組的同學將一枚潔凈的鐵釘放入食鹽水中（如圖，裝置氣密性良好）。一段時間后，進行觀察。請你一起參與分析，并完成后續實驗設計。

〔觀察現象〕①裝置中右側導管的液面升高。
②鐵釘生銹，試管底部有黑色固體物質。
〔提出問題〕導管中液面為何升高？黑色固體物質又是什么？
〔理論分析〕小組同學根據已學習過的知識分析得知，液面上升的原因是             
                                                              。
〔猜想與假設〕小組中的小明同學猜測該黑色固體可能含有：①Fe、②Fe₃O₄、③FeCl₃、
④C四種物質
〔分析與驗證〕小組同學根據小明的四種猜測做了以下分析：
（1）小紅同學認為不可能含有氯化鐵，該結論也得到小組同學的認可，理由是       。
（2）小強同學認為一定含有碳，該結論也得到了小組同學的認可，理由是             。
（3）小組同學不能確定是否含有鐵，請你幫他們設計方案進行確認：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
你選用的試劑是：

 
〔知識鏈接〕相信你一定在家中做過鐵釘分別在水以及食鹽水中生銹的實驗，你的結論之一是鐵釘在                        （填“水”或“食鹽水”）中生銹快。

Answer 1

〔理論分析〕鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓（合理即可）
〔分析與驗證〕（1）氯化鐵溶于水    （2）鐵釘是鐵合金，含有碳
（3）

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
你選用的試劑是： 稀鹽酸	有氣泡產生（或無氣泡產生）	含有（或不含有）

 
〔知識鏈接〕食鹽水

本題考查的是探究金屬銹蝕的條件。
〔理論分析〕液面上升的原因是鐵釘生銹消耗了試管內的氧氣，使試管內壓強低于大氣壓， 故液面上升。
〔分析與驗證〕（1）因為氯化鐵易溶于水，所以試管底部的黑色固體物質不是氯化鐵；
（2）因為鐵釘是鐵的合金，而鐵的合金中一定含有碳，碳又不溶于水，所以試管底部的黑色固體物質中含有碳。
（3）由于鐵是氫前的活潑金屬，能與稀酸（如稀鹽酸等）反應，產生氫氣；故可選用稀酸（如稀鹽酸等）與之反應，看是否有氣泡產生，即可判斷。
〔知識鏈接〕鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水同時接觸，酸性溶液、堿性溶液、鹽溶液能促進金屬生銹。
點評：解答本題要掌握鐵生銹的條件方面的知識，只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的判斷。