Question

某化學學習小組借助下列裝置(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。

(1)實驗前用堿液清洗鐵釘，再用0．100mol/L的H₂SO₄溶液浸泡至有氣泡產生。用H₂SO₄溶液浸泡的目的是_____                               。
(2)為盡量減小誤差，下列操作的正確順序是______        (填序號）。
①裝人鐵釘②插入注射器向鐵釘表面滴入適量 NaCl溶液并打開止水夾③將導管口浸入品紅溶液④塞 上單孔活塞⑤檢查裝置氣密性
(3)實驗中試管內發生的總反應為__       ____                                ；用該實驗方案測量空氣中O₂的體積百分數時應測量的數據是：①導管與試管內部空間總體積，②______               。
(4) 實驗時發現上述測量過程因反應較慢耗時較長，對其影響因素作如下分析，請補充 寫出假設三：
假設一：電解質溶液的PH不同
假設二_:NaCl溶液的濃度不同
假設三：                     
(5)借助上述實驗裝置，通過調節溶液的pH驗證假設一，獲得了如下實驗數據：

①當pH=2時，沒有觀察到穩定液柱形成的原因是__              ____      
②根據實驗數據分析，為縮短實驗測定時間，pH的最佳范圍是______        
③按上述實驗裝置，設計實驗證明假設二。
第一步：___________                   ；
第二步_:：相同溫度下，加入系統表面積的鐵釘，組裝兩套完全相同的上述裝置，分別用注射器將NaCl溶液滴入鐵釘表面；
第三步：記錄形成穩定液柱所用時間和液柱的高度，比較分析數據得出結論。

Answer 1

（1）除去鐵釘表面的鐵銹；
（2）⑤①④②③
（3）4Fe＋3O₂＋6H₂O=4Fe(OH)₃；吸入導管內的品紅溶液；
（4）鐵釘的表面積（溫度、催化劑）
（5）①溶液的酸性太強，鐵容易發生析氫腐蝕；
②6．0<PH≤6．5
③配置不同濃度的NaCl溶液；

解析試題分析：(1) 鐵釘表面由鐵銹，可以用稀硫酸除去。(2) 試驗裝置裝藥品之前首先要檢驗氣密性，(3) 氯化鈉溶液顯中性，鐵釘在中性溶液中和氧氣發生吸氧腐蝕，總反應為：4Fe＋3O₂＋6H₂O=4Fe(OH)₃；隨著反應的進行，試管內氧氣減少，壓強降低，在大氣壓的作用下，燒杯中的品紅溶液進入帶刻度導管，反應掉的氧氣等于導管內的品紅溶液的體積(4) 實驗時發現上述測量過程因反應較慢耗時較長，說明反應速率慢，回答問題時應該從影響化學反應速率的因素方面答題；(5)①當pH=2時，溶液顯酸性，鐵釘發生析氫腐蝕，產生氣體，液柱為0；②當PH的范圍為：6．0<PH≤6．5反應的時間最短，產生的液柱最高。③假設二為NaCl溶液的濃度不同，首先要配置不同濃度的NaCl溶液。
考點： 鋼鐵腐蝕 影響化學反應速率的因素