某化学学习小组借助下列装置(夹持装置已略)及相关试剂粗略测量空气中O2的体积百分数。第1题图(1)实验前用10%的H2SO4溶液清洗铁钉至有气泡产生。用H2SO4溶液清洗的目的是

Question

某化学学习小组借助下列装置(夹持装置已略)及相关试剂粗略测量空气中O₂的体积百分数。

第1题图

 (1)实验前用10%的H₂SO₄溶液清洗铁钉至有气泡产生。用H₂SO₄溶液清洗的目的是______________________。写出有关化学方程式____________________________。

(2)已知试管剩余空间和导管的体积为40 mL，导管截面积约为1 cm²，形成稳定液柱时，读取读数为8.2 cm。则空气中氧气的体积分数为______%。

(3)实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长，对其影响因素作如下分析：

【提出假设】假设一：溶液的pH不同；

假设二：NaCl溶液的浓度不同；

请你再提出一种假设，假设三：____________________________不同。

【进行实验】借助上述实验装置，通过取体积、浓度相同NaCl溶液调节溶液的pH获得了如下实验数据：

pH	2.0	5.5	6.0	6.5	7.0	8.0
液柱高度(cm)	0	1.3	8.2	8.2	8.2	8.2
形成稳定液柱时间(min)	3.0	3.0	5.1	5.3	15.6	17.5

【实验结论】根据实验数据分析，为缩短实验测定时间，pH的最佳范围是____________。

【实验反思】当pH＝2时，没有观察到稳定液柱形成的原因是_____________。

【注意：如果能正确回答下列问题，将奖励4分，但化学试卷总分不超过60分】

请你设计实验，探究NaCl溶液的浓度对铁生锈速率的影响。

实验步骤： __________________________________________________________________。

实验现象：________________________________________。

Answer 1

(1)除去铁钉表面的铁锈　Fe₂O₃＋3H₂SO₄=== Fe₂(SO₄)₃＋3H₂O　(2)20.5　(3)【提出假设】铁钉与氧气的接触面积(铁钉浸泡在氯化钠溶液中的深度等)　 【实验结论】6.0～6.5　【实验反思】铁与酸性溶液反应生成氢气与铁生锈过程中消耗的氧气体积相等　取等体积不同浓度的氯化钠溶液放入如图所示装置的试管中，并各放数量相等、规格相同且除锈后的铁钉于试管中，测定导管中形成稳定液柱所需时间并记录液柱高度　最终液柱高度相等，均为8.2 cm，但氯化钠溶液浓度较低时，形成稳定液柱所需时间较长