實驗17 探究鐵生銹的條件-中考化學實驗精講精練

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【實驗目的】1．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．學會控制變量法設計實驗方案?！緦嶒瀮x器】試管、橡皮塞【實驗試劑】鐵釘、經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論】鐵生銹的主要條件：鐵與1.鐵釘生銹實驗設計（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?！咀⒁狻克崛芤夯蚵然c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作用，發(fā)生一系列復雜的化學反應，轉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，空氣中的氧氣和水分穿過它的空隙，不斷向內層滲透，持續(xù)跟鐵反應，所以鐵銹對鐵起不到保護作用。如不及時除去，鐵甚至會完全銹蝕?！咀⒁狻砍P方法：物理方法：用砂紙，用刀刮。（2）化學方法：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。【典例1】（24-25九年級上·江蘇泰州·階段練習）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、水等反應導致鐵制品銹蝕 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）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?！具M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，小組同學設計如圖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”的結論，依據(jù)的實驗是(填序號)。(5)實驗2中，設計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，向實驗2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(填化學式)等物質作用的過程。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的氧氣濃度，數(shù)據(jù)如下表所示：實驗組生鐵粉末質量食鹽水濃度3min時瓶內氧氣濃度實驗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)生一系列反應得到Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3在空氣中風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，從陽極向陰極轉移的微粒是。②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應方程式為。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，關閉分液漏斗活塞，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反應前p反應后DO反應前DO反應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反應后壓強變大的主要原因是(用化學方程式表示)。(7)進行實驗3時，觀察到溶液中有氣泡冒出，反應后體系內壓強卻變小了。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C．鐵粉和鹽酸，氧氣的反應可以同時發(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(填化學式)等物質作用的過程。(2)試管B中使用“煮沸并迅速冷卻的蒸餾水”，其目的是。(3)小組同學分析了試管D的情況后，又查閱了相關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的關系如圖2所示。當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。小組同學對黑色粉末進行了探究?！咎岢鰡栴}】試管中黑色粉末是什么物質？【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，于是得出結論：黑色粉末一定是Fe。你認為該結論(選填“正確”或“不正確”)，理由是。(5)請你設計一個實驗方案，用化學方法驗證黑色粉末是否為Fe。實驗操作實驗現(xiàn)象及結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）科技小組同學開展項目式學習：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，脫氧原理是鐵的生銹。②鐵銹的主要成分是Fe2O3?nH2O?！救蝿找弧刻骄胯F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，若反應時間足夠，當打開實驗I止水夾時，還能觀察到的現(xiàn)象是，得出鐵生銹與有關。請你列舉生活、生產中防止鐵腐蝕采取的措施：(任寫一種即可)?！救蝿斩刻骄胯F粉銹蝕快慢和程度(2)科技小組設計了圖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