《2025年暑假Happy假日八年级理综》

10. 某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究,设计如图 1 所示实验装置并完成实验。实验过程中,传感器采集数据绘制得到如图 2 的甲、乙两幅曲线图。
【资料 1】一定条件下,碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀,但它们本身不参加反应。
【资料 2】该实验步骤如下:
①检查装置气密性;
②装试剂,将 5g 铁粉和 2g 碳粉加入锥形瓶,并加入 2mL 饱和氯化钠溶液;
③立即塞紧橡胶塞,橡胶塞上已插有一支装有 5mL 稀盐酸的注射器及传感器;
④观察现象,采集数据。
用所学知识及以上资料信息回答下列问题。
(1)实验进行一段时间后,注射器中的盐酸会自动注入瓶内,原因是____铁生锈消耗瓶内氧气，使瓶内压强减小。
(2)图 2 甲、乙曲线图中,O~t₁段温度升高,瓶内压强减小;t₂~t₃段温度升高,瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。
O~t₁段：铁生锈放热，温度升高，同时铁生锈消耗氧气，使瓶内压强减小（氧气减少对压强的影响大于温度升高对压强的影响）；t₂~t₃段：铁与盐酸反应放热且生成氢气，温度升高且瓶内气体增多，压强增大

答案： 【解析】：
(1) 铁生锈过程中消耗氧气，使瓶内压强减小，外界大气压将注射器中的盐酸压入瓶内。
(2) $O\sim t_{1}$段：铁生锈是缓慢氧化过程，会放出热量，所以温度升高；但此阶段主要是铁生锈消耗氧气，氧气被消耗使瓶内气体减少，压强减小（氧气减少对压强的影响大于温度升高对压强的影响）。$t_{2}\sim t_{3}$段：铁与盐酸反应生成氢气，${Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$，反应放出热量使温度升高，同时生成氢气使瓶内气体增多，这两个因素（温度升高和气体增多）共同作用导致瓶内压强增大。
【答案】：
(1) 铁生锈消耗瓶内氧气，使瓶内压强减小
(2) $O\sim t_{1}$段：铁生锈放热，温度升高，同时铁生锈消耗氧气，使瓶内压强减小（氧气减少对压强的影响大于温度升高对压强的影响）；$t_{2}\sim t_{3}$段：铁与盐酸反应放热且生成氢气，温度升高且瓶内气体增多，压强增大