《备考2023年中考化学教材实验盘点-专题11探究铁的锈蚀条件(教师版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备考2023年中考化学教材实验盘点-专题11探究铁的锈蚀条件(教师版)（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题11 探究铁的锈蚀条件1. 实验原理铁与空气中的氧气、水等物质发生化学反应，生成铁锈（主要成分Fe2O3）。2.铁生锈实验条件铁钉在干燥的空气中铁钉全部在蒸馏水中铁钉与空气和蒸馏水同时接触铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触图示生锈程度不生锈不生锈易生锈最易生锈结论（1）通过对比可知，影响铁生锈的因素是水（2）通过对比可知，影响铁生锈的因素是空气（或氧气）由此可知，铁生锈的条件是铁与水和空气（或氧气）同时接触（3）通过对比可知，盐溶液的存在会加快铁的锈蚀。此外，铁的锈蚀还与铁的纯度、环境的温度及环境的酸碱性等有关【温馨提示】（1）植物油的作用是隔绝空气（或氧气）；（2）实验开始前，需用砂纸打磨铁
2、钉的表面，其目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。（3）实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水，从而排除氧气的干扰。（4）防止铁制品锈蚀的原理是隔绝氧气或隔绝水。3.铁在密闭容器里生锈引起气压变化在密闭容器里，铁生锈消耗氧气，冷却到室温后，引起密闭容器内气压减小。 根据此原理可用来测定空气中氧气的含量。图 1 图 2如图所示，一段时间后，现象是：图1中试管内液面上升，图2中U形管中液面左高右低。2.铁生锈原理的应用：铁丝球（1）双吸剂铁粉可用于食品保存，其原理是：铁生锈时能除去水分和氧气，可防食品受潮和氧化变质。（2）右
3、图的实验中，一段时间后将看到的现象是：铁丝球生锈了，水进入 水试管中约占空气体积的1/5；原因是：铁与水和氧气反应生锈时把氧气反应掉了，使试管内气体减少，压强小于外界大气压，水进入试管内补充氧气的体积。3金属防锈方法：（1）防止铁生锈的原理是：隔绝氧气和水；（2）常用的防锈方法有：保持洁净和干燥、涂油、刷油漆（或喷漆）、镀铬、在表面形成致密氧化膜、制成耐腐蚀合金。（3）结合生活常识判断出下列物质常用的防锈方法：菜刀、农机具：保持洁净和干燥；手术刀、炊具：制成耐腐蚀合金；铁柜、栏杆：刷油漆；机器零件等：涂油；汽车、轮船、飞机：喷漆；门把手、水龙头：镀铬；锯条上的烤蓝：形成致密氧化膜。暖气片表面刷
4、的银粉实际上是铝粉。4保护金属资源的方法：（1）保护现有金属资源的方法主要有：防止金属生锈、合理开采现有金属资源、废旧金属回收再利用、寻找金属代用品。（2）铅、镉、汞、铜等重金属及重金属盐往往是有毒的。如有毒的硫酸铜可少量用于游泳池杀菌但不能用于自来水杀菌；使用含铅汽油、不合理使用含镉的化肥农药、乱扔含汞电池等会污染水和土壤；所以回收废旧金属的意义是防止污染环境又节约金属资源。1.下图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是A. 中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲B. 对比说明铁生锈需要空气，对比说明铁生锈需要水C. 中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂D
5、. 四个实验中，生锈最快的是中的铁钉【答案】A【解析】A、铁与氧气、水接触充分时最易生锈，所以中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，说法错误，符合题意；B、 铁与空气和水接触铁锈蚀，中铁只与水接触，铁不锈蚀，对比说明铁生锈需要空气；铁与空气和水接触铁锈蚀，铁只与空气接触，铁不锈蚀，对比说明铁生锈需要水，说法正确，不符合题意；C、 中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂，说法正确，不符合题意；2.为探究铁生锈的影响因素，某兴趣小组做了如下实验：（实验方案）将3枚洁净铁钉同时置于如图所示环境下的试管中，观察铁钉锈蚀情况。（实验现象）一周后，_（填序号）中铁钉明显生锈。（获得结论）（1）对照实
6、验、，可知铁锈蚀的条件之一为_。（2）对照实验、，可知铁锈蚀的条件之一为_。结论：铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。（拓展探究）小明联想起海边的铁器很容易生锈、从而猜测氯化钠（食盐的主要成分）能加快铁的锈蚀。请帮他设计一个实验方案验证猜测。简单操作：_，当观察到_，即可证明小明的猜想正确。（反思交流）放学后小明告诉妈妈关于防止厨房菜刀生锈的做法：（1）_；（2）_（合理即可）。【答案】 水 氧气 在两支试管中放入等量的蒸馏水和食盐水，分别再放入铁钉 食盐水中的铁钉先生锈 用完后洗净擦干 如果粘上食盐后立即清洗（合理即可得分） 【解析】实验现象：中的铁钉与水和氧气同时接触，一周后最易生锈；获得
7、结论：（1）是在干燥的空气中，铁不与水接触，是铁与水和氧气同时接触，说明铁生锈需要水；（2）是铁与水和氧气同时接触，中是铁只与水接触，说明铁生锈需要氧气；拓展探究：要想证明氯化钠能加速铁的锈蚀，则设计的实验方案中只能是否含有食盐的差别，其他的量都需要控制，设计一个实验方案验证猜测：在两支试管中放入等量的蒸馏水和食盐水，再放入铁钉；当观察到食盐水中的铁钉先生锈，即可证明小明的猜想正确。反思交流：要防止厨房菜刀生锈，可以使用后洗净擦干，或涂抹一层油，如果粘上食盐等要立即清洗干净。1.按如图所示装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是()Aa处 Bb处 Cc处 D三处同样严重【答案】B【解析】
8、 a处有空气，没有水，则不易生锈，A不符合题意；b处有空气，有水，则易生锈，B符合题意；c处蒸馏水中几乎不含氧气，则不易生锈，C不符合题意；b处铁生锈最严重，D不符合题意。2探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却)，对应关系正确的是() 图1 图2 图3 图4A图1和图2：水 B图2和图3：空气C图1和图3：空气 D图1和图4：水【答案】D【解析】 对比实验图1和图2可知，变量有两个，分别是水和氧气，A错误；对比实验图2和图3可知，铁钉所处的条件一样，没有变量，B错误；对比实验图1和图3可知，变量有两个，分别是水和氧气，C错误；
9、对比实验图1和图4可知，变量是水，D正确。3.某同学根据铜锈的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想:引起金属铜锈蚀的因素除有氧气和水外,还应该有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”,需要进行下列实验中的A. 甲和乙B. 甲和丁C. 乙和丁D. 丙和丁【答案】B【解析】甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触发生了锈蚀；乙中的铜片与二氧化碳和水接触，没有锈蚀，说明铜的锈蚀与氧气有关；丙中的铜片与二氧化碳和氧气接触，没有锈蚀，说明铜的锈蚀与水有关；丁中的铜片与氧气和水接触没有锈蚀，说明了铜的锈蚀与二氧化碳有关。由以上分析可知，通过实验甲与丁的对比得出：铜的锈蚀必须有二氧化碳参与。故选B。4.如图是某化
10、学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列说法正确的是()一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁生锈要放热一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈与空气有关 A B C D【答案】B【解析】 在水面处的铁丝与水和氧气充分接触，最先生锈，由于铁生锈需要消耗氧气，导致瓶内的气压减小，故一段时间后塑料瓶会变瘪，B正确。5.利用如图所示方案进行“探究铁生锈的条件“的实验。实验中观察到甲中铁丝不生锈，乙中铁丝生锈且导管内液面升高。（1）乙装置中导管内液面升高的原因是_。（2）利用该方案可得出的结论是：铁生锈需要_。（3）工业上常用稀盐酸除去
11、铁锈，反应的化学方程式为_。【答案】（1）氧气被消耗（2）氧气和水（3）【解析】（1）铁钉和空气中氧气、水共同作用生锈,导致锥形瓶内气压减小，故填：氧气被消耗；（2）铁钉和空气中氧气、水共同作用会发生生锈，对比图中实验，两图中甲中铁丝只接触氧气没有生锈，乙中既接触氧气也接触水生锈，可以得出铁与氧气、水同时接触会生锈，故填：氧气和水；（3）三氧化二铁和稀盐酸生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：，故填：。6.（2021成都）某学习小组对铁锈蚀进行探究。 【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？【查阅资料】氯化钙固体可作干燥剂。一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。常温常压，氢气密度是dg/m
12、L.【设计与实验】实验一：定性探究铁锈蚀的因素取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表1.试管一周后现象A铁钉表面有一层铁锈B铁钉表面无明显变化C铁钉表面无明显变化D铁钉表面有较厚铁锈（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的_发生化学反应。 （2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与_有关。 （3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是_。写出除铁锈的化学方程式_。 （4）实验二：定量探究铁锈蚀的因素 小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t,时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。图
13、2 图3 图4据图3，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是_。（5）据图4，对比AB段和BC段说明_，分析t3时刻压强突然变大的原因是_。（6）实验三：测定铁锈含量 图5将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得mg固体，连接图5装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为VmL,则该固体中铁锈质量分数表达式为_。（7）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是_，解决方法是_。 （8）【反思与评价】 与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是_。【答案】 （1）氧气和水蒸气（2）氯化钠（3）铁锈疏松多孔,能吸附氧气和水蒸气.会加快铁的锈蚀；Fe2O3+ 6HCl=2FeCl3+ 3H2O（4）铁生锈放出的热量小于装置散失的热量（5）加氯化钠溶液前,铁锈蚀较慢；铁锈蚀消耗氧气,装置内压强减小,注射器内盐酸被吸入烧瓶,反应产生较多氢气（6）（7）氢气未干燥,含有水蒸气；在乙,丙装置间加一个干燥装置（8）使用铁粉和加入碳粉,加快了铁锈蚀的速率 【解析】（1）A中铁钉与空气和水接触，生锈，B中铁钉只与蒸馏水接触，没有与氧气接触，C没有水，不生锈，对比ABC 可以得出，铁生锈需要与氧气和水接触； （2）A无氯化铵生锈速度慢， D有氯化钠生锈速度快
