Question

【題目】某研究小組為探究“鐵釘在不同溶液中腐蝕的速率”，在相同條件下取同濃度的下列不同溶液用如圖裝置完成實驗，并用手持數據采集器進行測定。回答下列問題：

所用溶液	NH4Cl	(NH4)2SO4	NH4NO3
0min時氧氣濃度(%)	20.8	20.8	20.8
500min時氧氣濃度(%)	15.8	17.0	17.4
實驗前溶液PH	5.31	5.53	5.50
實驗后溶液PH	7.37	7.99	8.22
鐵釘表面銹蝕情況	大量鐵銹	大量鐵銹	大量鐵銹

（1）鐵銹主要成分的化學式為____________

（2）在NH4Cl、(NH4)2SO4、和NH4NO3溶液中，鐵釘銹蝕過程中上述溶液的酸性均變____（填“強”或“弱”）

（3）上述實驗方案是否合理？________________（填“合理”或“不合理”），你的理由是______

（4）鐵釘銹蝕的速率還可能與________________有關。請設計你的實驗，驗證你的猜想：

實驗操作	實驗現象及結論
__________________	_______________________

（5）該小組在不同酸堿性溶液中又進行了探究，在相同條件下其測定的實驗數據如下圖：

a、上述實驗中，氧氣濃度下降先陡后緩的原因為____________________

b、根據甲、乙圖像，請寫出三點結論：

①結論：____________________________

②結論：___________________________

③結論：____________________________

Answer 1

【答案】 Fe2O3 弱 不合理； 實驗前溶液的PH沒有保持相同 溫度（或氧氣的濃度、溶液的濃度等） 利用上述裝置，將相同的打磨后的鐵釘分別放入盛有等體積等濃度不同溫度的同種溶液中，觀察，記錄生銹的時間（或記錄氧氣濃度的變化等） 溫度高的生銹快,

溫度高能加快鐵生銹的速率 氧氣濃度下降使腐蝕速率變慢，生成的鐵銹覆蓋阻礙導致。 鐵釘在酸性溶液中比在中性溶液中生銹快。 含氯離子的溶液生銹最快。 鐵釘生銹先快后慢。（合理即可）

【解析】本題考查了鐵釘在不同溶液中腐蝕的速率。仔細讀題，理清題意，解題中注意控制變量法的使用。

（1）鐵銹主要成分是氧化鐵，化學式為Fe2O3；

（2）根據數據采集器的數據可知在鐵釘銹蝕過程中， NH4Cl、(NH4)2SO4、和NH4NO3溶液的pH增大，溶液的酸性均減弱；

（3）上述實驗方案中實驗前溶液的pH沒有保持相同，實驗方案設計不合理；

（4）鐵釘銹蝕的速率還可能與溫度（或氧氣的濃度、溶液的濃度等）有關。可設計如下實驗進行驗證：利用上述裝置，將相同的打磨后的鐵釘分別放入盛有等體積等濃度不同溫度的同種溶液中，觀察，記錄生銹的時間（或記錄氧氣濃度的變化等）；實驗現象是溫度高的生銹快；實驗結論是溫度高能加快鐵生銹的速率；

（5）a、上述實驗中，氧氣濃度下降先陡后緩的原因為氧氣濃度下降使腐蝕速率變慢，生成的鐵銹覆蓋阻礙導致；

b、根據甲、乙圖像可得到如下結論：①鐵釘在酸性溶液中比在中性溶液中生銹快；②含氯離子的溶液生銹最快；③鐵釘生銹先快后慢。