16．（2020·安徽）（6分）金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是 （填字母序号）。
A．未擦干的铁锅 B．涂油漆的栏杆 C．盛水的不锈钢水杯
（2）铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O，其中铁元素的化合价是 。
【探究铁的腐蚀】
（3）该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 （填“40”或“10”）mL刻度处，原因是 。
【拓展探究】
（4）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃ |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
|
铁钉质量增加/g |
0.02 |
0.04 |
0.08 |
0.16 |
0.18 |
0.18 |
0.18 |
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是 。
注意：若答对第（5）小题奖励3分，化学试卷总分不超过40分。
（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因： ；改进实验方案证明你的分析： 。
【答案】（1）A （2）+3 （3）40 铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5
（4）温度 在其它条件相同时，温度在10～50℃的范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快
（5）试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀； 向乙装置的试管中充入氧气，并在50℃的环境中放置3天 若铁钉增加的质量大于0.18g，则分析成立。
【解析】（1）与氧气和水同时接触时，铁容易生锈，未擦干的铁锅，与水、氧气同时接触易生锈；涂油漆的栏杆隔绝氧气与水，不易生锈；盛水的不锈钢水杯，耐腐蚀，不易生锈；（2）化合物中各元素正负化合价的代数和为零，铁锈的化学式Fe2O3•xH2O，设铁锈中铁元素的化合价为a，2a+3×（﹣2）+x[（+1）×2+（﹣2）]＝0，则a＝+3；（3）氧气约占空气体积的1/5，铁丝绒生锈消耗试管内的氧气，压强变小，水进入量筒，液面刻度上升到40mL处；（4）分析表格中的数据可推知，实验探究的因素为温度，实验结论是在其它条件相同时，温度在10～50℃的范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快；（5）铁丝绒生锈后，量筒水面刻度上升到40mL处，说明试管内的氧气全部耗尽，所以50℃后铁钉的质量不再增加，向试管内通入氧气，铁钉会继续生锈，铁锈的质量继续增加；向乙装置的试管中充入氧气，并在50℃的环境中放置3天，若铁钉增加的质量大于0.18g，则分析成立。
