15. (11分)我国高铁创造的中国速度令世界瞩目,某学习小组对高铁建设中铁的锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关?
【设计实验】
实验一:定性探究影响铁锈蚀的因素
取四枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入A、B、C、D四支试管,进行图1实验,现象如下表。


(1) 对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀是铁与空气中的发生了化学反应。
(2) 对比A和D试管中的实验现象,说明铁锈蚀快慢与有关。
(3) 通过上述探究可知,防止铁制品锈蚀的原理是隔绝。铁制栏杆,可用的方法防止锈蚀;不锈钢菜刀用后需。
实验二:定量探究影响铁锈蚀的因素
学习小组设计了图2装置,检查气密性,将5 g铁粉和2 g炭粉加入三颈烧瓶,$t_{1}$时刻加入2 mL饱和${NaCl}$溶液后,再将一支装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞),采集数据。

(4) 据图3分析,说明铁生锈(填"放热"或"吸热"),$t_{2}$~$t_{3}$这段时间反应并未停止但温度却开始降低,原因是。
(5) 据图3、图4分析,稀盐酸注入烧瓶中的时刻是(填"$t_{2}$""$t_{3}$"或"$t_{4}$")。此时,生成气体的化学方程式为,该反应的基本反应类型是。
实验三:测定部分生锈的铁粉中铁的含量
(6) 连接如图5所示装置。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)0.6 g于锥形瓶中,加入足量稀盐酸进行实验。完全反应后,测得生成气体体积为0.2 L,已知该条件下氢气密度为0.09 g/L,根据以上数据,该固体中铁的质量分数为。

(7) 学习小组有同学提出:用这种方法测得的气体体积不够准确,可能会导致测定的铁的质量分数偏大,可能的原因是(填字母序号)。
a. 铁与盐酸反应放热
b. 装置内原来的空气没有排掉
c. 没有扣掉加入的盐酸的体积

15. (1) 氧气和水 (2) 氯化钠 (3) 氧气或水 刷油漆 洗净擦干 (4) 放热 铁生锈放出的热量小于装置散失的热量 (5) $t_{3}$ ${Fe + 2HCl=FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$ 置换反应 (6) $84\%$ (7) $\mathrm{ac}$