2023年中考人教版化学科学探究《探究金属锈蚀的条件》专题练习

科学探究《探究金属锈蚀的条件》1、铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料，但铁制品简洁被腐蚀而在外表生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件，查找防止铁制品锈蚀的方法，现进展如下试验：1：利用如图所示装置，将枯燥的OaU形管〔装置气密性良好，药品如以下图〕；待2U形管内布满O后，将导管a、b处的止水夹k、k夹紧。2 1 2步骤2：一段时间后，观看U形管内三处铁丝外表的变化状况。答复以下问题：步骤1中，检验U形管内已布满O的方法是 。2步骤2中，观看到①处没有明显变化，说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有 〔填化学式〕，②处可能观看到的现象是 ，③处没有明显变化，说明纯铁的抗腐蚀力气较 〔填“强”或“弱”〕。待U形管内有明显现象后，将b导管插入水中，翻开止水夹k，观看到 现象，说明该2条件下铁制品锈蚀过程消耗了O。2通过上述试验现象，请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法〔不包括制造纯铁〕： 。2、某化学兴趣小组对铁的冶炼、锈蚀与防护及金属的性质进展以下试验探究。a：探究铁的冶炼〔1〕试验时，翻开止水夹，先通一会儿CO再加热的目的是 ；硬质玻璃管中可观看到红棕色固体渐渐变为 色，发生反响的化学方程式为 ；装置B的作用除了检验二氧化碳，还可以 。b：探究铁的锈蚀与防护取确定量铁粉置于锥形瓶底部，塞紧瓶塞，滴加适量食盐水，用压强传感器测得锥形瓶内压强与时间变化2所示：试验中食盐水的作用是 ；锥形瓶内压强下降的缘由是 ；自行车钢圈当今多承受铝合金，是利用了铝合金的 性质。c：探究铁、铜的活动性强弱将外形、大小一样的铁铜分别放入装有等质量等浓度的X溶液的2支试管中，通过观看现象即能得出试验结论。则X溶液可能是 。A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液 C．硫酸锌溶液3、久置的铜制品外表能生成绿色的铜锈[Cu〔OH〕CO]，2 2 3某化学兴趣小组对铜生锈的条件进展了以下探究。【提出猜测】依据铜锈的组成元素推想，铜生锈可能是铜与空气中的二氧化碳、水等物质反响的结果。【试验设计】兴趣小组同学取打磨光亮的铜丝，设计了如图的所示的四个试验。【现象分析】假设干天后，觉察只有D瓶中的铜丝消灭绿色的铜锈，其他瓶中的铜丝均无铜锈消灭。铜锈中含有 种元素。试验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后快速冷却的蒸馏水，其目的是 。〔3〕B瓶与D瓶中的现象比照，可以得出的结论是 。〔4〕通过比照 试验可以得到铜生锈与水有关。【试验结论】由上述四个试验可分析得出，铜生锈是铜与空气中的 共同作用的结果。4、创意识与科学探究是我们应当逐步形成的必备品德和关键力气。化学兴趣小组对“铁的生锈”进展了如下创探究；探究Ⅰ铁的生锈条件〔失持仪器已略去〕【试验预备】向气密性良好的如图装置中装入药品。8分钟后观看，觉察U8分钟后观看，觉察蒸馏水中的钢丝棉、枯燥的钢丝棉外表没有明显变化；潮湿的钢丝棉外表消灭少量红褐色锈斑，盐水浸温的钢丝棉外表消灭明显红褐色锈斑，左右2支管内的液面高度差明显增大：此时，分别手摸装有24小时后观看，觉察U形管左、右侧支管内的液面己根本相平，潮湿的钢丝棉、盐水浸湿的钢丝棉外表均有较多红褐色锈斑〔局部铁锈脱落坠入U形管管底〕，2份钢丝棉照旧无明显变化。【试验思考】试验中，蒸馏水煮沸并骤冷的目的是 。试验中，可选用 〔填1种碱的俗名〕作枯燥剂。试验中，4份整理成球状〔直径略大于20mm〕的钢丝棉的 、总长度等均需一样。试验中，说明“铁生锈需要与氧气接触”的现象是 。依据“U形管左侧支管内的液面高于右侧支管内的液面”的现象，可以推知： 。钢丝棉锈蚀过程中伴随的能量转化过程是： 。探究Ⅱ铁粉型“暖宝宝”反响原理与铁的生锈本质是否全都〔夹持仪器已略去〕【资料信息】“暖宝宝”的主要成分：铁粉、水、活性炭、蛭石、吸水性树酯、食盐。蛭石是当今世界首出一指的超级保温材料。吸水性树是一种型高分子材料，能吸取自身重量几百到几千倍的水分，吸水、保水力气均很强，并可反复释水、吸水。【试验预备】按如图连接装置，设计采集频率、采集时间，将撤除包装的暖宝宝倒入三颈烧瓶中，密封装置，点击电脑屏幕上的“开头采集”按钮，观看电脑屏幕上的曲线变化。【试验结果】见以以下图。【试验思考】试验中所用的第3种传感器是 传感器。分析图象可知： 曲线与探究Ⅰ不相符，缘由可能与“暖宝宝”原材料中的 有关。铁钉生锈需较长时间，而“暖宝宝”能快速反响的缘由可能是 、 。由此可见，“暖宝宝”的反响原理与铁的生锈本质是全都的。除上述探究内容外，请对“暖宝宝”提出另一个探究内容并写出简要的试验方案： 。5、世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料高达产量的20%～40%，某试验小组对铁的锈蚀和铁锈的成分进展如下探究。〔一〕如以下图，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，快速塞紧，观看到量筒内水沿着细导管渐渐进入广口瓶。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数〔此时瓶内氧气含量近似为零〕。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如表序号样品量筒起始读数mL量筒最终读数mL所需时间/min①1g铁粉、0.2g10滴水10072120②③1g0.2g10滴水和少量NaCl100--72--70--试验开头后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是 〔填“放热”或吸热”〕过程。试验①和②说明NaC1可以 〔填“加快”或“减慢”〕铁锈蚀的速率。试验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写试验③的样品组成是 。〔二〕为探究铁锈的成分，用如以下图装置〔夹持仪器已省略〕进展试验〔每步反响和吸取均完全〕。查阅资料：无水硫酸铜吸水会由白色变为蓝色，碱石灰既能吸水也能吸取CO。2该装置有一个明显缺陷是 。加热前，先通入CO一段时间，目的是 ；将铁锈样品加热，无水硫酸铜渐渐变蓝，由此推知铁锈中确定含有 元素，从而推断出空气中的 参与了铁生锈反响。假设将铁锈的成分表示为FeO•nHO，为了准确测定该成分，除要称量铁锈样品的质量外，还需要测x y 2定装置 〔填标号〕反响前后的质量。假设缺少装置D，则测算出的x：y值将 〔填“偏大”“偏小”或“无影响”〕6、U型玻璃管是常见的化学仪器，在试验中有广泛的应用。借助U型玻璃管探究微粒的性质，如图1所示，翻开玻璃旋塞，观看到潮湿的红色石蕊试纸从左到右先后变蓝，该试验说明分子 ，湿棉花的作用是 。借助U型玻璃管探究钢铁锈蚀的条件，如图2所示：①一段时间后潮湿的钢丝棉有明显锈迹，枯燥的钢丝棉没有锈迹，此现象说明 。②试验完毕时，细心的同学觉察浸没在凉开水中的钢丝棉也有少量锈迹，说明本试验有不完善之处，请利用原有装置提出具体改进方案 。借助U型玻璃管粗略测定空气中氧气的体积分数，如图3所示，得出空气中氧气体积分数约为五分之一的试验现象是 。7、金属及金属材料与人类的生产和生活亲热相关。答复；铜是一种常见的金属。依据铜的性质，写出金属铜的重要用途 〔答一点即可〕。1所示的试验①图B中，薄铜片受热时发生反响的化学方程式为 。②趁热将图B所示的薄铜片插入到图A所示的装置中〔如图C所示〕，观看薄铜片的颜色变化并振荡集气瓶，消灭的现象是 。③试验完毕后用燃着的木条点燃瓶中的剩余气体，有明显的蓝色火焰消灭，该反响的化学方程式为 。探究铜生锈的条件铜器在潮湿空气中会与多种物质渐渐发生反响，外表生成一层铜绿化学式是[Cu〔OH〕CO]．依据铜绿2 2 3的化学式及质量守恒定律，可以推断出铜生锈确定有空气中的 参与了反响。为了进一步证明空气中还有哪些重要物质参与了铜的生锈，同学们设计了如图2中A、B两个比照试验，请你帮助他们完成试验设计并注明试验现象〔语言表达或简要说明均可〕试验现象；试验室可利用碱式碳酸铜制备氧化铜，并进展炭粉复原氧化铜的试验。【试验一】制备氧化铜并检验产物，装置如图3所示〔省略夹持仪器〕步骤一：连接AB，翻开活塞，通入空气步骤二：关闭活塞，连上C和D，开头加热。加热时间〔min〕 0B中固体质量〔g〕加热时间〔min〕 0B中固体质量〔g〕6.66t15.20t24.80t34.80①B中发生反响的化学方程式为 。②A的作用是吸取空气中的 ，防止对产物检验造成干扰。③选择t3时停顿加热的理由是 。【试验二】确定量炭粉复原试验一中制得的氧化铜并检验产物，装置如图4所示。④反响完全后，假设先撤走酒精喷灯停顿加热，可能导致的后果是 ，因此，完毕试验正确的操作是 。⑤假设试验一中省略步骤三，对试验二中反响产物推断可能产生的影响及其缘由是 。8、化学争论性学习小组对铁生锈开展深入的探究。4h后观看到：试管Ⅰ、Ⅱ中的铁钉均生锈，试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ；试管Ⅲ中铁钉不生锈。①试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ的缘由是 。②试管Ⅲ中，使用冷却后的沸水的目的是 。③铁钉生锈的其中一步反响是铁与氧气水共同作用生成氢氧化亚铁该反响的化学方程式是 。探究植物油能否完全隔绝氧气。同学们其次天观看，觉察试管Ⅲ中的铁钉也有锈斑。为此大家又做了如下探究。[进展试验]试验1：将涂水的铁片置于植物油中，并放置于密封的无氧容器中，8h后观看铁片无锈迹。排解植物油和铁片上的水中微量氧气对铁片锈蚀的影响。试验2：将涂水的铁片置于植物油中，并敝口放置于空气中，8h后觉察少量锈班，再过一段时间后观看，锈斑面积增大。①综合以上两个试验，可得出结论是 。【沟通争论】②查阅文献获知，植物油对空气中的水分有较好的隔绝效果，请设计试验方案加以验证： 。在教师的指导下，进一步探究酸性条件下铁锈蚀的状况。【查阅资料】Ⅰ．溶解氧是指溶解在水里氧气的量，用每升水里氧气的毫克数表示。Ⅱ．醋酸具有酸的通性，能与活泼金属发生反响。【试验探究】将4份等质量的铁粉和碳粉的混合物分别参与一样体积不同pH的醋酸的水溶液中，分别用溶解氧传感器和压强传感器采集数据获得如图和如表。pHpH压强/KPa试验前试验后压强差2.090.5691.581.023.090.4691.230.774.090.4890.34-0.145.090.8190.64-0.17从①图中可知，在酸性条件下水溶液中溶解氧随时间变化均呈下降趋势，缘由是 。②从表中可知pH为2.0～3.0时，试验后系统中气体压强增大，是由于 。9、某些铜制品在空气中久置，外表生成绿色的铜锈〔又称铜绿。某化学试验小组设计并进展试验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。Ⅰ．探究铜锈的组成【査阅资料】①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色【进展试验】小组同学从铜器上取下适量的枯燥铜锈，按图所示装置试验〔局部夹持装置已略去。观看B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。【解释与结论】〔1〕C中反响的化学方程式是 。〔2〕依据以上现象分析，铜锈中确定含有的元素：Cu和 。Ⅱ．探究铜生锈的条件【提出猜测】依据铜锈的组成推想，铜生锈可能与CO、HO和O有关。2 2 2【进展试验】试验小组同学取直径、长度均一样的铜丝，并打磨光亮。设计了如以下图的4个试验并持续观看。编号编号①②③④试验现象无明显现象无明显现象铜丝外表有绿色物质无明显现象【争论沟通】试验中使用“经煮沸快速冷却的蒸馏水”，其目的是 。得出“铜生锈确定与CO2有关”的结论，依据的两个试验是 〔填编号〕。比照试验②和③，得出的结论是 。为验证猜测，请将试验④补充完整，广口瓶中填充物有铜丝和 。【猎取结论】铜生锈的条件是 。【反思应用】结合上述试验，你对保存铜制品的建议是 。参考答案21、答案为：〔1〕将带火星的木条放在导管bU形管内已布满O；2H2O；铁丝生锈；强；导管内液面上升；刷漆〔或涂油、烧烤搪瓷、制成合金等〕。2、解：a：〔1〕试验时，翻开止水夹，先通一会儿CO再加热，这是为了排净空气，以防气体不纯，加热时发生爆炸；故填：排尽空气，以防爆炸；在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反响生成铁和二氧化碳，所以观看到红棕色固体渐渐变成黑色；故填：黑；Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2；装置Bb：〔1〕食盐水可以加快铁的锈蚀速率；故填：加快铁的生锈；铁生锈需要消耗装置内的氧气，所以锥形瓶内压强下降；故填：铁生锈消耗瓶中氧气；铝合金质轻、耐腐蚀、硬度大，所以自行车钢圈当今多承受铝合金；故填：质轻〔或耐腐蚀或硬度大〕〔合理即可〕c：A2支试管中，有气泡产生的是铁，没有气泡产生的铜，说明铁比铜活泼；B．试剂还可以是硫酸铜溶液，铜与硫酸铜不反响，而铁能置换出硫酸铜中的铜，会观看到铁的表现消灭红色物质，说明铁比铜活泼；C．铁和铜均不能与硫酸锌溶液反响，所以无法验证铁和铜的活动性强弱。故填：AB。3、答案为：四；除去蒸馏水中的氧气；铜生锈与二氧化碳有关；AD；【试验结论】氧气、水和二氧化碳。4〔1〕中几乎不再溶有氧气；故填：使蒸馏水中几乎不再溶有氧气；氢氧化钠是一种碱，其固体易潮解，可用作枯燥剂，氢氧化钠俗称火碱、烧碱、苛性钠；故填：火碱〔或烧碱或苛性钠；4〔直径略大于20m〕总长度等均需一样。故填：粗细；试验中觉察蒸馏水中的钢丝棉外表没有明显变化，潮湿的钢丝棉外表消灭少量红褐色锈斑，这一试验斑；2支管内的液面高度差明显增大，U形管左侧支管内的液面高于右侧支管内的液面，这一现象说明氯化钠的存在加快了铁的生锈速率；故填：氯化钠的存在加快了铁的生锈速率；钢丝棉锈蚀过程中化学能转化为热能；故填：化学能转化为热能；〔〕由图象和题干信息可知，试验中所用的第3种传感器是温度传感器。故填：温度；-暖宝宝”原材料中的吸水性树脂有关；故填：时间-湿度；吸水性树脂；“暖宝宝”中铁粉与其他物质的接触面积大加快了铁粉的锈蚀速率；蛭石的保温作用加快了铁粉的；蛭石的保温作用加快了铁粉的生锈速率；可以探究“暖宝宝”中铁粉的质量分数，可设计如下试验进展探究：取确定质量的样品，向其中加入足量的稀盐酸，测定生成氢气的质量，再依据化学方程式计算出铁粉的质量，最终计算出“暖宝宝”中测定生成氢气的质量，再依据化学方程式计算出铁粉的质量，最终计算出“暖宝宝”中铁粉的质量分数。5、答案为：放热；加快；〔3〕1g铁粉、10滴水；没有处理尾气；排出装置中的空气，防止发生爆炸；氢；水；BC；偏小。6、答案为：分子在不停地运动；吸取氨气防止进入空气，污染环境；①钢铁锈蚀需要水；②在盛有凉开水的U型管两端液面上滴加植物油；〔3〕U4处。7、解：〔1〕铜是一种常见的金属，具有良好的导电性，可以用作导线。故填：用作导线。〔2〕①图B2Cu+O2故填：2Cu+O2 2CuO。

2CuO。②趁热将图B所示的薄铜片插入到图A所示的装置中〔如图C所示〕，氧化铜和一氧化碳反响生成铜和二氧化碳，观看薄铜片的颜色由黑色变红色，澄清石灰水变浑浊。故填：薄铜片由黑色变红色，澄清石灰水变浑浊。③试验完毕后用燃着的木条点燃瓶中的剩余气体，有明显的蓝色火焰消灭，是由于一氧化碳燃烧生成二氧化碳，该反响的化学方程式为：2CO+O2 2CO2。故填：2CO+O2 2CO2。依据铜绿的化学式及质量守恒定律，铜绿中含有氢元素和碳元素，可以推断出铜生锈确定有空气中的水、二氧化碳参与了反响；2A、BB和A试验现象：A中铜生锈，B中铜不生锈，说明铜和水、氧气、二氧化碳同时接触能够生锈。故答案为：水、二氧化碳；A、BBAAB不生锈。①BCuOCO32CuO+H2O+CO2↑。故填：Cu2〔OH〕2CO3 2CuO+H2O+CO2↑。②A的作用是吸取空气中的水蒸气和二氧化碳，防止对产物检验造成干扰。故填：水蒸气和二氧化碳。③选择t3时停顿加热的理由是固体质量不变，说明碱式碳酸铜完全分解。故填：固体质量不变，说明碱式碳酸铜完全分解。④反响完全后，假设先撤走酒精喷灯停顿加热，可能导致的后果是液体倒流入试管把试管炸裂，因此，完毕试验正确的操作是先把导管移出液面后熄灭酒精喷灯。故填：液体倒流入试管把试管炸裂；先把导管移出液面后熄灭酒精喷灯。⑤假设试验一中省略步骤三，对试验二中反响产物推断可能产生的影响：无法推断碳和氧化铜反响是否产生二氧化碳；缘由：假设碱式碳酸铜没有完全分解，受热会产生二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊。故填：影响：无法推断碳和氧化铜反响是否产生二氧化碳；缘由：假设碱式碳酸铜没有完全分解，受热会产