實驗17 探究鐵生銹的條件-中考化學(xué)實驗精講精練_第1頁
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人教版2024下冊/第八單元金屬和金屬材料/課題3金屬資源的利用和保護實驗17探究鐵生銹的條件【實驗?zāi)康摹?.觀察鐵釘在不同條件下的生銹情況,探究生銹的原因及機制。2.學(xué)會控制變量法設(shè)計實驗方案?!緦嶒瀮x器】試管、橡皮塞【實驗試劑】鐵釘、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花、干燥劑氯化鈣【實驗過程】裝置鐵釘一半浸在蒸餾水中鐵釘全部浸沒在蒸餾水中,水面上加一層植物油鐵釘在干燥的空氣中現(xiàn)象【實驗分析】對比實驗①②:控制等因素不變,通過有無存在時的實驗,說明鐵釘生銹需要空氣;對比實驗①③:控制等因素不變,通過有無存在時的實驗,說明鐵釘生銹需要水?!緦嶒灲Y(jié)論】鐵生銹的主要條件:鐵與1.鐵釘生銹實驗設(shè)計(1)實驗中要用煮沸過的蒸餾水的目的是。(2)裝置②試管實驗在水面上加一層植物油的目的是。【注意】酸溶液或氯化鈉等溶液會加快鐵銹蝕的速率。2.鋼鐵的生銹(1)原理:鐵在空氣中銹蝕,實際上是鐵與等物質(zhì)作用,發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),轉(zhuǎn)化為鐵的化合物的過程。(2)鐵銹的成分:鐵銹的主要成分是,鐵銹屬于。(3)鐵銹蝕屬于氧化,該過程熱量。(4)鐵銹是一種色的物質(zhì),空氣中的氧氣和水分穿過它的空隙,不斷向內(nèi)層滲透,持續(xù)跟鐵反應(yīng),所以鐵銹對鐵起不到保護作用。如不及時除去,鐵甚至?xí)耆P蝕?!咀⒁狻砍P方法:物理方法:用砂紙,用刀刮。(2)化學(xué)方法:用清洗(不能過量)。3.防止鋼鐵銹蝕的原理和方法(1)原理:破壞鋼鐵銹蝕的條件,使鐵制品隔絕。(2)減緩鋼鐵制品生銹的措施:①“干”:保持鐵制品表面。②“膜”:在鋼鐵表面,如涂油、噴漆或搪瓷等。③“鍍”:在鋼鐵表面,如鍍鉻、鍍鋅等。④“烤”:用化學(xué)方法使鋼鐵表面形成,如鋸條上的烤藍等。⑤“改”:改變,添加其他元素制成合金,如鋼鐵中加鎳、鉻制成不銹鋼等?!镜淅?】(24-25九年級上·江蘇泰州·階段練習(xí))如圖是探究鐵釘銹蝕條件的4個實驗,一段時間后觀察現(xiàn)象。下列說法錯誤的是A.①②對比說明鐵生銹需要空氣,①③對比說明鐵生銹需要水B.四個實驗中,生銹最快的是④中的鐵釘C.①中甲、乙、丙三處比較,生銹最明顯的地方是甲D.③中附著在棉花上的干燥劑的作用是使試管里沒有水分【典例2】(2024·遼寧·中考真題)下列有關(guān)鐵制品銹蝕與保護的說法不正確的是A.鐵與氧氣、水等反應(yīng)導(dǎo)致鐵制品銹蝕 B.將鐵制成不銹鋼能減緩銹蝕C.銹蝕的鐵制品沒有任何利用價值 D.鐵欄桿表面刷漆能減緩銹蝕【典例3】(2024·山東濱州·中考真題)下列做法不能減緩或防止鋼鐵銹蝕的是A.經(jīng)常用食鹽水清洗鐵制品 B.保持鐵制品表面清潔干燥C.在鐵制品表面涂油漆 D.在鋼鐵的表面鍍一層不易銹蝕的金屬【典例4】(24-25九年級上·河北石家莊·期中)利用鐵粉、炭粉、氯化鈉進行鐵的銹蝕實驗,實驗裝置如圖所示,止水夾關(guān)閉。(1)使用氯化鈉溶液的目的是。(2)而后打開止水夾,可觀察到燒杯中的水流入錐形瓶,原因是。1.(2024·福建福州·三模)“對比法”是實驗探究中常用的一種科學(xué)方法,為了檢驗鐵生銹的條件,進行了如圖(略去其中的夾持裝置)所示三個對比實驗。一段時間后,①中鐵絲發(fā)生銹蝕且試管中液面上升,②和③中均無明顯變化,以下得出的結(jié)論不正確的是A.對比①②可以說明鐵生銹一定要有氧氣參加B.對比②③可以說明鐵生銹一定要有水參加C.對比①③可以說明鐵生銹一定要有水參加D.對比①②③可以說明鐵生銹必需水和氧氣同時參加2.(2024·四川成都·二模)某同學(xué)為了探究生銹的條件,做了以下實驗,一周后觀察。下列說法錯誤的是A.①中甲、乙、丙三處中生銹的只有乙處B.②中植物油的作用是隔絕空氣C.③中氯化鈣的作用是作干燥劑D.對比①②③實驗可充分得出鐵生銹的條件是與氧氣、水同時接觸3.根據(jù)鐵銹蝕的條件判斷,下列情況中,鐵釘最容易生銹的是A. B.C. D.4.(24-25九年級上·北京·期中)某興趣小組探究鐵生銹的條件。如下圖所示,取三根潔凈無銹的鐵釘,分別放置在三個不同環(huán)境中,一周后觀察鐵釘生銹情況并記錄如下。已知:氧氣在一定量的水中的溶解量隨溫度升高而降低,在植物油中非常難溶。實驗①②③現(xiàn)象在液面附近,鐵釘生銹嚴重鐵釘無明顯變化鐵釘無明顯變化下列說法不正確的是A.①和②中煮沸蒸餾水是為了除去水中B.②和③中,鐵釘沒有生銹的原因相同C.對比①和②,可知鐵釘生銹的條件是鐵釘與氧氣接觸D.對比①和③,可知鐵釘生銹的條件是鐵釘與水接觸5.(24-25九年級上·江蘇泰州·階段練習(xí))如圖是探究鐵釘銹蝕條件的4個實驗,一段時間后觀察現(xiàn)象。下列說法錯誤的是A.①②對比說明鐵生銹需要空氣,①③對比說明鐵生銹需要水B.四個實驗中,生銹最快的是④中的鐵釘C.①中甲、乙、丙三處比較,生銹最明顯的地方是甲D.③中附著在棉花上的干燥劑的作用是使試管里沒有水分6.實驗小組同學(xué)對鐵生銹的條件和影響因素進行探究。實驗1:探究鐵生銹的條件?!静殚嗁Y料】鐵銹為紅色固體,其主要成分為。【進行實驗】如圖1所示進行實驗,一段時間后觀察到C中鐵釘表面有紅色固體產(chǎn)生,A、B中鐵釘無明顯變化。(1)B試管中的水要煮沸并迅速冷卻。煮沸的目的是。(2)能證明“與H2O接觸是鐵生銹條件之一”的現(xiàn)象為。(3)實驗1的結(jié)論是:鐵生銹的條件為。實驗2:為進一步探究影響鐵生銹速率的因素,小組同學(xué)設(shè)計如圖2所示實驗,利用傳感器監(jiān)測過程中氧氣濃度的變化來判斷鐵生銹的情況。實驗記錄如下:序號其他試劑初始時氧氣濃度/%200s時氧氣濃度/%水/滴食鹽質(zhì)量/g5%稀醋酸/滴①00020.820.8②100020.815.2③100520.812.7④101.0020.88.0(4)由實驗2得到“食鹽能加速鐵生銹”的結(jié)論,依據(jù)的實驗是(填序號)。(5)實驗2中,設(shè)計②③的目的是?!痉此寂c評價】(6)繼續(xù)實驗,發(fā)現(xiàn)稀鹽酸比稀醋酸使鐵生銹速率更快,其實驗方案為:氧氣初始濃度為20.8%時,向?qū)嶒?的裝置中,加入5g鐵粉、0.1g炭粉,再,利用傳感器監(jiān)測過程中氧氣濃度的變化。7.化學(xué)小組對鋼鐵的銹蝕進行實驗研究。I.探究鋼鐵銹蝕的基本條件(1)一段時間后,C、D、E中鐵釘生銹,A、B中鐵釘無明顯銹蝕。由A、B、C的現(xiàn)象可知,鐵的銹蝕是鐵跟(填化學(xué)式)等物質(zhì)作用的過程。D中鐵釘比C中鐵釘銹蝕程度嚴重,說明。(2)使用自來水重新進行如圖實驗,一段時間后發(fā)現(xiàn)試管B中鐵釘生銹了,其可能的原因是。II.探究食鹽水對鋼鐵腐蝕速率的影響用如圖裝置進行實驗,錐形瓶中放生鐵粉末,滴管中預(yù)先加入2mL不同濃度的食鹽水,并用氧氣傳感器測定錐形瓶內(nèi)的氧氣濃度,數(shù)據(jù)如下表所示:實驗組生鐵粉末質(zhì)量食鹽水濃度3min時瓶內(nèi)氧氣濃度實驗①3.5g4%18.96%實驗②3.5g8%18.56%實驗③3.5g16%18.28%實驗④3.5g24%17.99%(3)該實驗探究的是對鋼鐵腐蝕速率的影響,其實驗結(jié)論是。(4)查閱資料得知,食鹽水中的氯離子能破壞鋼筋表面的鈍化膜(其原理如圖所示),并促使鐵發(fā)生一系列反應(yīng)得到Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3在空氣中風(fēng)化失水后變成氧化鐵。①氯離子破壞鋼筋表面的鈍化膜的過程中,從陽極向陰極轉(zhuǎn)移的微粒是。②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應(yīng)方程式為。III.探究水樣的pH及溶解氧濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響步驟1:按如圖連接好裝置,檢查裝置氣密性。步驟2:向三頸燒瓶中放入3.5g生鐵粉末,向分液漏斗內(nèi)加入10mL不同濃度的稀鹽酸。步驟3:將鹽酸全部注入三頸燒瓶內(nèi),關(guān)閉分液漏斗活塞,同時采集數(shù)據(jù)見下表:序號鹽酸pH壓強p/kPa溶解氧/mg·L-1p反應(yīng)前p反應(yīng)后DO反應(yīng)前DO反應(yīng)后開始降低所需時間/s實驗①2.090.891.85.24.3131實驗②3.090.891.55.03.768實驗③4.090.890.34.93.424實驗④5.090.890.54.93.798實驗⑤6.090.890.64.43.7175(5)步驟1中檢查裝置氣密性的方法為。(6)實驗1和實驗2反應(yīng)后壓強變大的主要原因是(用化學(xué)方程式表示)。(7)進行實驗3時,觀察到溶液中有氣泡冒出,反應(yīng)后體系內(nèi)壓強卻變小了。其原因是。(8)分析表中數(shù)據(jù),在該實驗條件下,下列說法正確的有___________。A.當(dāng)pH=2時,鐵粉與氧氣的銹蝕速率最快B.稀鹽酸中的溶解氧含量與鹽酸的pH有關(guān)C.鐵粉和鹽酸,氧氣的反應(yīng)可以同時發(fā)生8.鋼鐵的銹蝕是重要的研究課題。用下圖所示實驗進行鐵釘銹蝕的研究。一段時間后試管A、B中鐵釘幾乎沒有銹蝕,而試管C中鐵釘明顯銹蝕,試管D、E中鐵釘嚴重銹蝕。(1)由試管A、B、C中鐵釘?shù)匿P蝕現(xiàn)象可知,鐵的銹蝕是鐵與(填化學(xué)式)等物質(zhì)作用的過程。(2)試管B中使用“煮沸并迅速冷卻的蒸餾水”,其目的是。(3)小組同學(xué)分析了試管D的情況后,又查閱了相關(guān)文獻得到在水樣溫度為22℃、氧含量為6mL/L時,鋼鐵銹蝕速率與水樣pH的關(guān)系如圖2所示。當(dāng)pH(選填“>”或“<”)4時,鋼鐵銹蝕速率明顯增大,其原因是。(4)一段時間后,試管E底部出現(xiàn)了黑色粉末。小組同學(xué)對黑色粉末進行了探究。【提出問題】試管中黑色粉末是什么物質(zhì)?【作出猜想】猜想一:Fe;猜想二:;猜想三:;猜想四:?!静殚嗁Y料】是黑色晶體,能被磁鐵吸引;易溶于水?!痉治鲇懻摗竣偕鲜鏊膫€猜想中,不做實驗就可以排除的是猜想?!緦嶒炋骄俊竣趯⒃嚬苤械暮谏勰└稍锖?,用磁鐵靠近,發(fā)現(xiàn)黑色粉末能被磁鐵吸引,于是得出結(jié)論:黑色粉末一定是Fe。你認為該結(jié)論(選填“正確”或“不正確”),理由是。(5)請你設(shè)計一個實驗方案,用化學(xué)方法驗證黑色粉末是否為Fe。實驗操作實驗現(xiàn)象及結(jié)論取少量黑色粉末于試管中,加入若,則黑色粉末是Fe;若無明顯現(xiàn)象,則黑色粉末不是Fe9.(2024·甘肅定西·二模)科技小組同學(xué)開展項目式學(xué)習(xí):探究食品脫氧劑鐵粉的“銹蝕和影響因素【資料信息】①食品脫氧劑的主要成分是鐵粉和輔助物質(zhì),脫氧原理是鐵的生銹。②鐵銹的主要成分是Fe2O3?nH2O?!救蝿?wù)一】探究鐵生銹的條件(1)一段時間后實驗Ⅰ中鐵絲生銹、實驗Ⅱ、實驗Ⅲ鐵絲沒有生銹,若反應(yīng)時間足夠,當(dāng)打開實驗I止水夾時,還能觀察到的現(xiàn)象是,得出鐵生銹與有關(guān)。請你列舉生活、生產(chǎn)中防止鐵腐蝕采取的措施:(任寫一種即可)?!救蝿?wù)二】探究鐵粉銹蝕快慢和程度(2)科技小組設(shè)計了圖1探究裝置,按圖1連接好實驗儀器后,首先要進行的操作是。將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶,連接壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器,采集數(shù)據(jù),繪制出壓強隨時間變化的曲線如圖2所示。t1時刻利用注射器加入2mL飽和NaCl溶液,t3將一只裝有稀鹽酸的注射器插到燒瓶

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