专题08 铁锈蚀条件的探究-中考化学实验精讲精练（解析版）

专题02铁锈蚀条件的探究实验原理实验操作Ⅰ.在第1支试管中放入一根铁钉,加入少量蒸馏水使铁钉的一部分浸在水中Ⅱ.在第2支试管中放入一根铁钉,加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水浸没铁钉,再注入植物油,在水面上形成油层Ⅲ.在第3支试管中加入少量氯化钙(氯化钙可吸收空气中的水蒸气),放入一根铁钉,塞紧试管口实验装置实验结论铁制品锈蚀的条件:同时与水和氧气接触

实验分析(1)实验Ⅱ中使用煮沸过的蒸馏水的目的:除去水中溶解的少量氧气;

实验Ⅱ中加入植物油的目的:防止空气中的氧气进入水中；(2)实验Ⅲ的试管中放入氯化钙的目的:除去空气中的水蒸气；1.教材实验装置的不足（1）仪器多，操作复杂，准备时间长；（2）实验探究过程需要定时观察记录，耗时较长；（3）沸水虽尽可能迅速冷却，但也会因为冷却而溶解空气中少量的氧气，浸入在冷却的沸水内铁钉也会观察到少量的锈迹。2.装置改进改变仪器，减少仪器数量实验装置由原来4支试管变成一支U形管，实验准备省时省力；实验装置简化，操作简单；用钢丝棉替代铁钉，接触面积扩大，加速了铁钉锈蚀，缩短了实验时间。改变仪器组合方式改进后的实验现象明显，更易于观察，增强实验对比功能改变密封方式改用液封，比胶塞更加密闭，实验效果更佳改变实验形式增加探究实验的情境，使学生理解铁锈蚀条件的本质。拓展实验，增加实验功能联立组合，同时探究多个实验【例1】（2023·山东烟台·中考真题）实验设计的严谨性会直接影响实验结论的准确性。下列设计不能达到实验目的的是

A．探究铁钉生锈需要氧气B．探究温度对分子运动速率的影响

C．验证质量守恒定律D．探究木炭燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A、第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，第一支试管中的铁钉生锈，第二支试管中的铁钉没有生锈，可用于探究铁生锈条件之一是与氧气接触，故A不符合题意；B、图中实验，除了温度不同外，其它条件均相同，可探究温度对分子运动速率的影响，故B不符合题意；C、锌粒和稀盐酸反应生成氢气，反应过程中氢气逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故C符合题意；D、图中实验，木炭在氧气中比在空气中燃烧的更剧烈，可探究木炭燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关，故D不符合题意。故选C。【例2】（2023·安徽·中考真题）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是。(2)铁锈的颜色是。【实验探究】该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。

(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是。(4)ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是。【拓展探究】(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。①测量过程中要保待恒温，理由是。②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。

【答案】(1)(2)红褐色（或棕褐色）(3)除去水中溶解的氧气，防止干扰实验（答案合理即可）(4)氧气和水（或O2和H2O）C中的铁钉与氧气和水充分接触（或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多，答案合理即可）(5)防止温度变化影响气体压强的测定（答案合理即可）

【详解】（1）铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：，故填：。（2）铁锈的颜色是红褐色或棕褐色，故填：红褐色（或棕褐色）。（3）探究铁钉锈蚀条件实验中所用的蒸馏水需煮沸并迅速冷却，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的原因是防止氧气再溶于水中，防止干扰实验。故填：除去水中溶解的氧气，防止干扰实验（答案合理即可）。（4）A中铁钉与氧气接触，B铁钉与水接触，在A和B中没有观察到明显现象，D中铁钉与水和氧气同时接触，D中铁钉锈蚀，对比ABD，说明铁钉锈蚀需要的物质是氧气和水；C试管敞口，D试管密封，C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是C中的铁钉与氧气和水充分接触，接触量较多。故填：氧气和水（或O2和H2O）；C中的铁钉与氧气和水充分接触（或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多，答案合理即可）。（5）①气体的压强受温度影响变化较大，测量过程中要保持恒温，理由是防止温度变化影响气体压强的测定，故填：防止温度变化影响气体压强的测定（答案合理即可）。②恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，少量氢气的产生导致密闭容器内气压增大，继而铁与水、氧气反应生成铁锈，较多氧气的减少会导致闭容器内气压减小，小于起始气压，反应完毕后，压强不变，所以整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势为：

。【变式1】（2023·黑龙江大庆·三模）以下是中学生实验课上出现的一些异常的情况，相关解释不正确的是实验探究铁锈蚀是否与水有关探究水的组成实验粗盐提纯中的蒸发操作铁丝燃烧实验异常情况两边钢丝棉表面均有红色物质出现甲、乙试管气体体积比大于蒸发后得到的精盐质量大于粗盐集气瓶炸裂解释A．可能是干燥剂失效B．可能是因为有部分氧气溶于水C．可能是搅拌时有部分液体溅出D．可能是实验过程中铁丝接触到集气瓶内壁A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A.铁在氧气和水同时存在的条件下会生锈，实验中两边钢丝棉表面均有红色物质出现，说明可能是干燥剂失效，导致水在U型管右边也有，正确；

B.电解水生成氢气和氧气，氢气与氧气体积比为2：1，实验中甲、乙试管气体体积比大于，可能是因为氧气变小，氧气变少可能是因为有部分氧气溶于水，正确；C.粗盐提纯中搅拌时有部分液体溅出会导致蒸发后得到的精盐质量小于粗盐，错误；D.铁丝燃烧实验中需要在集气瓶瓶底放少量水，但是放了水之后集气瓶还炸裂，可能是因为实验过程中铁丝接触到集气瓶内壁，正确。故选：C。【变式2】（23-24九年级上·山东潍坊·期末）对铁生锈与燃烧条件的实验探究如下图所示，下列说法正确的是A．对比①③可探究：接触氧气是铁生锈的条件之一B．对比②③可探究：接触水是铁生锈的条件之一C．对比③④可探究：接触氧气是铁燃烧的条件之一D．对比①④可探究：温度达到着火点是铁燃烧的条件之一【答案】B【详解】A、无法对比①③，因为有多个变量：水、二氧化碳、氧气，无法探究接触氧气是铁生锈的条件之一，选项错误；B、对比②③，发现变量为水，所以可以探究接触水是否为铁生锈的条件之一，选项正确；C、对比③④，变量为温度和水，无法探究接触氧气是铁燃烧的条件之一，选项错误；D、无法对比①④，因为有多个变量：二氧化碳和氧气，是否加热，无法探究温度达到着火点是铁燃烧的条件之一，选项错误；故选：B。1．（2024·陕西·一模）下列实验设计能达到实验目的的是选项ABCD实验设计实验目的探究Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱证明MnO2是H2O2分解的催化剂探究铁锈蚀的条件证明分子在不断运动A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A.铁和硫酸铜、硝酸银均能发生反应，说明了活动性，，无法比较银和铜的金属活动性，故选项实验设计不能达到实验目的；B.溶液接触到能迅速产生气体，但是不能确定的化学性质和质量有没有发生变化，则不能证明是分解的催化剂，故选项实验设计不能达到实验目的；C.第一支试管中只能与干燥的空气接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，两支试管的铁钉均没有生锈，不能用于探究铁生锈条件，故选项实验设计不能达到实验目的；D.滴入浓氨水后，烧杯中的无色酚酞溶液变红，说明氨分子运动到烧杯中，溶于水形成氨水，氨水使无色酚酞溶液变红，能说明分子在不断运动，故选项实验设计能达到实验目的；故选：D。2．（2023·黑龙江大庆·三模）以下是中学生实验课上出现的一些异常的情况，相关解释不正确的是实验探究铁锈蚀是否与水有关探究水的组成实验粗盐提纯中的蒸发操作铁丝燃烧实验异常情况两边钢丝棉表面均有红色物质出现甲、乙试管气体体积比大于蒸发后得到的精盐质量大于粗盐集气瓶炸裂解释A．可能是干燥剂失效B．可能是因为有部分氧气溶于水C．可能是搅拌时有部分液体溅出D．可能是实验过程中铁丝接触到集气瓶内壁A．A B．B C．C D．D【答案】C【详解】A.铁在氧气和水同时存在的条件下会生锈，实验中两边钢丝棉表面均有红色物质出现，说明可能是干燥剂失效，导致水在U型管右边也有，正确；

B.电解水生成氢气和氧气，氢气与氧气体积比为2：1，实验中甲、乙试管气体体积比大于，可能是因为氧气变小，氧气变少可能是因为有部分氧气溶于水，正确；C.粗盐提纯中搅拌时有部分液体溅出会导致蒸发后得到的精盐质量小于粗盐，错误；D.铁丝燃烧实验中需要在集气瓶瓶底放少量水，但是放了水之后集气瓶还炸裂，可能是因为实验过程中铁丝接触到集气瓶内壁，正确。故选：C。3．（2023·福建泉州·模拟预测）某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种浸泡液中的锈蚀实验，相关数据如下图表所示。下列说法错误的是编号实验装置浸泡液溶液pH①

NH4Cl5②(NH4)2SO45③NaCl7④Na2SO47

A．曲线先陡后平说明铁钉锈蚀速率由快到慢B．铁钉锈蚀生成物主要成分是Fe3O4C．溶液中的氯离子可能是铁钉锈蚀反应的促进因素D．在不同浸泡液中，铁钉的平均锈蚀速率：酸性溶液>中性溶液【答案】B【详解】A、曲线反应的是氧气的体积分数随时间的变化，铁钉锈蚀消耗氧气，曲线先陡后平说明铁钉锈蚀速率由快到慢，该选项正确；B、铁钉锈蚀生成物主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3，该选项不正确；C、溶液中的氯离子可能是铁钉锈蚀反应的促进因素，是因为浸泡液是氯化铵溶液、氯化钠溶液时，比利用硫酸钠溶液、硫酸铵溶液时氧气的体积分数小，即利用氯化铵溶液、氯化钠溶液生锈速率较快，进一步说明氯离子能够促进铁生锈，该选项正确；D、硫酸钠溶液和氯化钠溶液的pH为7，都是显中性溶液，氯化铵溶液和硫酸铵溶液的pH为5＜7，都是显酸性溶液，结合产生气体体积分数可知，在不同浸泡液中，在酸性溶液中的氧气体积分数比中性溶液中小，故可得出在不同浸泡液中，铁钉的平均锈蚀速率是酸性溶液＞中性溶液，该选项正确；故选：B。4．（2024·湖南株洲·一模）学习了铁在空气中生锈条件后，兴趣小组的同学对铜在空气中生锈条件产生了浓厚的兴趣。并由此展开了一系列学习探究活动。已知铜锈是绿色的，俗称铜绿，主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。【提出问题】铜生锈的条件是什么？【做出猜想】(1)铜生锈与空气中的O2、N2、CO2、H2O中的一种或多种有关。小英认为铜生锈与氮气一定无关，其理由是。【进行实验】小组同学取相同的铜片，进行下图所示的四个实验，并持续观察现象。编号①②③④实验

现象铜片表面有绿色物质无明显现象无明显现象无明显现象(2)为了除去铜片表面的杂质，实验前应该进行的操作是：。【实验分析】(3)对比实验①④得到的结论是：。(4)说明铜生锈与氧气有关的实验是(填序号)。【实验结论】铜生锈的条件是与O2、CO2、H2O接触。(5)铜生锈的化学方程式为：。【答案】(1)铜绿中不含氮元素(2)打磨(3)铜生锈需与二氧化碳接触(4)①③(5)【详解】（1）碱式碳酸铜中不含氮元素，根据反应前后元素的种类不变，则说明铜生锈和氮气无关。（2）打磨铜片，能将表面的杂质除去。（3）实验①中，铜和氧气、二氧化碳、水共同接触，会生锈，但实验④中铜只与水、氧气接触，没有生锈，对比可知铜生锈需与二氧化碳接触。（4）实验①中，铜和氧气、二氧化碳、水共同接触，会生锈，而实验③中铜只与水、二氧化碳接触，没有生锈，对比可知铜生锈需与氧气接触。（5）铜和氧气、水、二氧化碳反应生成碱式碳酸铜，反应的化学方程式为：。5．（23-24九年级上·宁夏固原·期末）答下列问题：(1)某科学兴趣小组将一定质量的镁粉加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生。则所得滤渣的成分为，滤液的成分为。(2)长久放置的铁钉表面生锈。①铁钉生锈的主要条件是铁与空气中的同时接触。②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。③为探究氯化钠溶液是否会加速铁锈蚀，现取两支洁净无锈的铁钉，设计如下图所示实验，一段时间后观察到②试管中的铁钉比①试管中的铁钉锈的更厉害，由该实验现象得出的结论为。【答案】(1)Ag、Cu、MgMg(NO3)2(2)水和氧气除去溶解在水中的氧气氯化钠溶液能加快铁钉的锈蚀【详解】（1）镁和硝酸银反应生成硝酸镁和银，镁和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生，说明硝酸银、硝酸铜已经完全反应，且镁过量，所以滤渣成分为：银、铜、镁；滤液成分为：硝酸镁；（2）①铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果；②实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，经煮沸迅速冷却的蒸馏水中不含氧气，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气；③为探究氯化钠溶液是否会加速铁锈蚀，现取两支洁净无锈的铁钉，设计如图所示实验，除氯化钠外，其它条件相同，一段时间后观察到②试管中的铁钉比①试管中的铁钉锈的更厉害，说明氯化钠加快了铁锈蚀的速率，由该实验现象得出的结论为氯化钠溶液会加速铁锈蚀。6．（2023·河北张家口·模拟预测）根据如图所示的实验回答下列问题。

(1)甲装置中仪器a的名称为；用该装置制取二氧化碳时，实验前应先进行的操作是；长颈漏斗的下端要伸入到液面以下，其目的是。(2)乙是探究铁生锈条件的实验。潮湿的钢丝棉与干燥的钢丝棉作对比，是为了探究钢铁生锈需要；若U型管水中的钢丝棉也产生少量锈迹，说明该实验还需改进，你的改进方法是。【答案】(1)锥形瓶检查装置的气密性防止产生的气体从长颈漏斗逸出(2)水/H2O在盛有蒸馏水的U形管两端液面上滴加一层植物油（合理即可）【详解】（1）甲装置中仪器a的名称为锥形瓶；用该装置制取二氧化碳时，为防止装置漏气影响实验结果，实验前应先进行的操作是检查装置的气密性；长颈漏斗的下端要伸入到液面以下，其目的是防止产生的气体从长颈漏斗逸出；（2）潮湿的钢丝棉与干燥的钢丝棉作对比，均和氧气接触，水是变量，则为了探究钢铁生锈需要水；实验结束时，细心的同学发现浸没在凉开水中的钢丝棉也有少量锈迹，可能水中含有氧气，具体改进方案：在盛有蒸馏水的U形管两端液面上滴加一层植物油。7．（23-24九年级上·黑龙江鹤岗·期末）在探究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。【实验目的】铁生锈条件的探究。【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，试管内空气体积减小。【实验结论】(1)铁生锈实际上是铁与空气中的发生反应的结果。【实验思考】(2)当铁丝足量，时间足够长，实验③中进入试管内的水的体积约占试管内原有空气体积的。(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和两种现象来判断铁丝反应进行的情况。【答案】(1)氧气和水蒸气(2)(3)进入试管中水的体积【详解】（1）通过①②不生锈，③生锈的现象可知铁生锈需要水和氧气，故得出铁生锈是铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果；（2）铁生锈过程中消耗了氧气，空气中有约五分之一体积的氧气，当铁丝足量，时间足够长，空气中的氧气会全部消耗掉，故可以看到实验③中进入试管内的水的体积约占试管内原有空气体积的五分之一；（3）实验中有铁生锈和进入试管中水的体积两种现象都能用来判断铁丝反应的情况。8．（2023·辽宁抚顺·三模）对比实验是学习化学的重要方法。请回答下列问题。(1)实验一：探究铁生锈条件的实验，通过对比试管(填“a”“b”或“c”)中铁钉生锈的情况，可得出铁生锈的条件之一，是铁需要与氧气接触。(2)实验二：碘几乎不溶于水却能溶解在汽油中，说明物质的溶解性与有关。(3)实验三可用于验证二氧化碳和氢氧化钠溶液能否反应，该实验设计不符合对比实验的基本原则，理由是。【答案】(1)ab(2)溶剂的种类(3)有两个变量【详解】（1）如果要探究铁生锈的条件是铁需要与氧气接触，那么两个实验中的变量是氧气，即一组实验与氧气接触，另一组实验不与氧气接触，在试管abc中，a中的铁与氧气充分接触，b中用植物油进行密封，隔绝了氧气，所以通过对比试管a和b可以得出铁生锈的条件之一是铁需要与氧气接触，故填：ab；（2）碘几乎不溶于水，却能够溶于汽油中，在这里水和汽油作为溶剂，溶剂不同，碘的溶解性能不同，说明物质的溶解性与溶剂的种类有关，故填：溶剂的种类；（3）对比实验要求：两个实验只有一个变量，在实验三中液体的体积一个是200ml，一个是100ml，这是一个变量，一个是蒸馏水，另外一个是氢氧化钠溶液，出现了第二个变量，即有两个变量，该实验设计不符合对比实验的基本原则，故填：有两个变量。9．（2023·江西赣州·模拟预测）化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置完成有关问题：

(1)写出B中标号①仪器的名称：，实验室用过氧化氢制取氧气，发生装置可选择B，该反应的化学方程式是；(2)用装置F收集一瓶O2，验满时应将带火星的木条放在（填“a”或“b”）处；(3)如何检查装置G的气密性？；(4)装置中生石灰的作用是什么，用化学方程式解释？；(5)装置I、J中的实验现象对比说明铁生锈的一个条件是什么？；【答案】(1)锥形瓶2H2O22H2O+O2↑(2)b(3)关闭分液漏斗的活塞，将右侧导管放入水中，双手紧握锥形瓶，若有气泡冒出，则装置气密性良好。（合理均可）(4)CaO+H2O=Ca（OH）2(5)铁生锈需要水蒸气（或水）【详解】（1）据图可知，B中标号①仪器的名称是锥形瓶；过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，化学方程式。（2）由于氧气的密度比空气大，所以用装置F收集一瓶O2，验满时应将带火星的木条放在b处。（3）检查装置G的气密性用压强差法即可，检查装置G的气密性最简单的方法是关闭分液漏斗的活塞，将右侧导管放入水中，双手紧握锥形瓶，若有气泡冒出，则装置气密性良好。（4）装置中生石灰吸收水分，干燥氧气，即生石灰与水反应生成氢氧化钙，化学方程式CaO+H2O=Ca（OH）2。（5）装置I中干燥铁丝与氧气接触不生锈，装置J中潮湿铁丝与氧气接触生锈，说明铁生锈需要水蒸气（或水）。10．（2023·安徽阜阳·二模）某“暖宝宝”取暖贴的透气无纺布袋内装有铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质，兴趣小组同学对此展开探究。【活动一】用铁钉探究铁的锈蚀某同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计了下图所示的实验。

(1)该实验中，能形成对比的一组实验是（填字母）(2)该实验中将蒸馏水煮沸的目的是。(3)经过一周的观察，试管B和试管C中的铁钉无明显变化，试管A中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈是铁与发生化学反应生成的。【活动二】用“暖宝宝”中的物质探究铁的锈蚀用无纺布袋装入干燥的铁粉、活性炭和氯化钠，分别放在锥形瓶底部，进行下图所示的实验。

(4)图1所示实验，锥形瓶在短时间内发烫，冷却至室温，打开弹簧夹，观察到，打开无纺布袋，黑色粉末有部分变成色，图2和图3所示实验均无明显现象。(5)与【活动一】所示实验相比较，图1所示实验可在短时间内完成，除了铁粉的因素外，你对活性炭与氯化钠作用的合理猜测是（写出1点即可）。【活动三】用“暖宝宝”测定空气里氧气的含量(6)利用【活动二】中图1所示实验，测定空气里氧气的含量。①实验时，需要获得的数据有锥形瓶内空气的体积、；实验时需要注意的事项是（写出1点即可）。②与用红磷测定空气里氧气的含量的实验相比，实验利用“暖宝宝”测定空气里氧气的含量的优点是（写出1条即可）。【答案】(1)AB（或AC）(2)除去水中溶解的氧气(3)氧气和水(4)烧杯中的水流入锥形瓶内红棕(5)加快铁锈蚀的速率(6)进入集气瓶中水的体积保持装置气密性良好更环保【详解】（1）由图可知，A与B形成对比实验，A中与氧气和水接触，会生锈，B中只与水接触，不会生锈，得出铁生锈需要与氧气接触，A与C形成对比，A中与氧气和水接触，会生锈，C中只与氧气接触，不会生锈，得出铁生锈需要与水接触，故该实验中，能形成对比实验的由A和B（或A和C）；故填：A和B（或A和C）；（2）该实验中将蒸馏水煮沸的目的是除去水中溶解的氧气；故填：除去水中溶解的氧气；（3）连续观察一周，只有A试管中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈蚀是铁与氧气、水等发生化学反应；故填：氧气和水；（4）图1所示实验，铁粉与氧气和水反应生成铁锈,放出热量，锥形瓶在短时间内发烫，冷却至室温，打开弹簧夹，由于消耗了氧气，锥形瓶内压强减小，观察到烧杯中导管液面上升，高于烧杯内液体的高度，打开无纺布袋，黑色粉未有部分变成红棕色；图2中只与氧气接触，图3中只与水接触，铁均不会生锈，故图2和图3所示实验均无明显现象；故填：烧杯中的水流入锥形瓶内；红棕；（5）与[活动一]相比较，图1所示实验可在短时间内完成，除了铁粉的因素外，也有可能是活性炭与氯化钠加快铁粉的锈蚀；故填：加快铁锈蚀的速率；（6）①实验时，需要获得的数据有:锥形瓶内空气的体积、倒流入集气瓶内水的体积；实验时需要注意的事项是干燥的铁粉要足量，保证氧气消耗完全，装置要保证不漏气或冷却至室温后才能打开弹簧夹，保持装置气密性良好等；故填：进入集气瓶中水的体积；保持装置气密性良好；②与用红磷测定空气里氧气的含量的实验相比，实验利用“暖宝宝”测定空气里氧气的含量的优点是在密闭空间进行，实验更准确，更环保等；故填：更环保。11．（23-24九年级上·陕西西安·期末）化学兴趣小组对铁生锈的条件和影响因素进行探究。实验1：探究铁生锈的条件。【查阅资料】1.铁锈为红色固体，其主要成分为Fe2O3•xH2O。2.煮沸可以使水中溶解的氧气受热逸出。【进行实验】如图1所示进行实验，一段时间后观察到C中铁钉表面有红色固体产生，A、B中铁钉无明显变化。(1)图1中能证明“与H2O接触是铁生锈条件之一”的现象对比为。实验1的结论是：铁生锈的条件——与水和氧气同时接触。(2)实验2：为进一步探究影响铁生锈速率的因素，小组同学设计如图2所示实验，利用传感器监测过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如表：序号其他试剂初始时氧气浓度/%200s时氧气浓度/%水/滴食盐质量/g稀醋酸/滴①00020.820.8②100020.815.2③100520.812.7④101.0020.88.0①中200s时氧气浓度没有发生变化的原因是。本实验中能得到“食盐能加速铁生锈”的结论，依据的实验对比是(填实验序号)②本实验中设计②③的目的是。【反思与评价】(3)继续实验探究，发现稀盐酸比稀醋酸使铁生锈速率更快，其实验方案为氧气初始浓度为20.8%时，于实验2的装置中所取的“其他试剂”有，测量200时氧气浓度，并与(填序号)进行对比。【答案】(1)试管A中铁钉不生锈，试管C中铁钉生锈(2)铁粉没有与水接触，不能生锈②④探究稀醋酸能否加速铁生锈(3)10滴水，5滴稀盐酸③【详解】（1）试管A中铁钉只与空气接触，试管B中铁钉只与水接触，试管C中铁钉与水、空气同时接触，其中试管A中铁钉不生锈，试管C中铁钉生锈，则说明铁生锈时需与水接触；（2）①实验2中，①中铁粉没有与水接触，不能生锈，因此不消耗氧气，200s时氧气浓度也没有发生变化；②实验2中，②中没有食盐、④中有食盐，其他条件都相同，且④中200s时氧气浓度更少，说明食盐能加快铁生锈；③实验2中，②中滴有水滴，③中不仅滴有水滴，还滴有稀醋酸，则说明设计②③的目的是探究稀醋酸能否加速铁生锈；（3）控制变量法，改变酸的种类，其他条件保持不变，继续实验，发现稀盐酸比稀醋酸使铁生锈速率更快，其实验方案为:氧气初始浓度为20.8%时，取10滴水，5滴稀盐酸干实验2的装置中，测量200s时氧气浓度，与③进行对比。12．（23-24九年级上·陕西渭南·期末）学习了铁在空气中生锈条件后，小明和小红对铜在空气中生锈条件产生了浓厚的兴趣，他们进行了如下探究过程：【查阅资料】铜锈是绿色的，俗称铜绿，主要成分是碱式碳酸铜【Cu2（OH）2CO3】，铜绿加热能分解生成三种常见的氧化物。【猜想与假设】(1)小红猜测铜生锈与空气中的下列物质有关：①CO2，②O2、③N2、④H2O。小明认为铜生锈与氮气一定无关，依据是。【设计与实验】小明设计了如下图所示的实验，几天后观察到A试管中铜片在水面附近有绿色物质，B、C、D试管中铜片均无明显现象。请帮助分析实验过程并回答下列问题：(2)根据上述实验得出，铜生锈与空气中相关物质有（填化学式）。(3)试着写出该反应的化学方程式。【实验反思】(4)通过学习，他们认为铁在空气中更易生锈，理由是。【实验拓展】学习兴趣小组设计如图装置，并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。（注：碱式碳酸铜受热会产生水、氧化铜和另外一种物质；无水硫酸铜为白色固体遇水变蓝）(5)装置B中的现象是。(6)装置C中发生的化学方程式为。(7)装置B、C位置（填“能”或“不能”）互换，理由是。【答案】(1)质量守恒定律或化学反应前后元素种类不变(2)O2、CO2和H2O(3)(4)空气中二氧化碳含量较低(5)白色固体变蓝(6)(7)不能若颠倒，澄清石灰水中会带出水蒸气，影响产物中水的检验【详解】（1）根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成物中不含有氮元素，所以说铜生锈与氮气无关；（2）A试管中（铜与水、氧气、二氧化碳同时接触）铜片在水面附近有绿色物质，B（与氧气隔绝）、C（与二氧化碳隔绝）、D（与水隔绝）试管中铜片均无明显现象，说明与铜生锈相关的物质有H2O、O2、CO2；（3）铜和氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜，化学方程式为：；（4）由于空气中二氧化碳含量较低，铜生锈需要与氧气、水。二氧化碳接触，铁生锈需要与氧气、水接触，所以铁在空气中更易生锈；（5）碱式碳酸铜受热会产生水、而无水硫酸铜为白色固体遇水变蓝，所以装置B中可观察到白色固体变蓝；（6）碱式碳酸铜受热会产生水、氧化铜和另外一种物质，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则会生成二氧化碳，装置C中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：；（7）装置B、C位置不能颠倒，因为若颠倒，澄清石灰水中会带出水蒸气，影响产物中水的检验。13．（23-24九年级上·河北保定·期末）在探究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。【实验目的】铁生锈条件的探究。【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，一周后观察现象。【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内液面上升。【实验思考】(1)实验③进入试管内的水的体积约占试管内空气容积的。(2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和两种现象来判断铁丝反应进行的情况。(3)通过对比实验，说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。通过对比实验②③，说明铁生锈的另一个必要条件是。【实验结论】(4)铁生锈实际上是铁与空气中的（填名称）发生反应的结果。【提出问题】同学们根据实验③的现象和铁在空气中生锈的原理，继续探究能否用铁准确测定空气中的氧气含量。【讨论交流】(5)通过查资料得知，红磷燃烧产生的白烟与水接触后有毒。与用红磷燃烧的方法相比，用铁丝生锈的方法测定的主要优点是无污染，缺点是耗时长。为了探究影响铁锈蚀快慢的因素，在老师指导下同学们用氧气传感器测得相关数据如下装。下列分析不正确的是_______（填字母）。实验装置序号其他试剂200s时O2的含量①干燥剂21%②10滴水15%③10滴水和1.0g氯化钠8%A．②③中氧气含量减少表明铁已锈蚀B．①②证明水对铁锈蚀有影响C．②③证明氯化钠能加快铁锈蚀D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响【改进实验】同学们利用铁粉、拨粉、氯化钠等物质又进行了实验（装置如下图），8分钟后测得的数据如表所示。实验前的体积/mL实验后的体积/mL集气瓶内空气烧杯内蒸馏水烧杯内剩余蒸馏水1309063.7(6)根据上表数据计算，实验测得空气中氧气含量为（计算结果精确到0.1%）。(7)从实验原理角度分析改进后的实验结果比燃烧红磷实验准确度更高的原因：。【答案】(1)(2)试管内液面上升(3)①③/③①要与氧气接触(4)氧气和水蒸气(5)D(6)20.2%(7)铁的缓慢氧化使集气瓶中氧气消耗更彻底【详解】（1）氧气约占空气总体积的五分之一，铁生锈消耗空气中的氧气，导致试管内液面上升，进入试管内的水的体积约占试管体积的，故填：；（2）实验中铁丝生锈会看到铁丝表面有红色物质，铁生锈消耗空气中的氧气，导致试管内液面上升，可根据铁丝表面的铁锈和试管内液面上升两种现象来判断铁丝反应进行的情况；（3）实验①中铁丝与空气接触，没有水，不会生锈，实验②中铁丝与水接触，没有氧气，不会生锈，实验③中铁丝与氧气和水同时接触，会生锈，根据实验①和③对比可知，铁生锈的条件之一是铁要与水接触，根据实验②和③可知，铁生锈的条件之一是铁要与氧气接触，故填：①③或③①、要与氧气接触；（4）铁生锈实际上是铁与空气中的水蒸气和氧气发生反应的结果，故填：氧气和水蒸气；（5）A、空气中氧气的体积分数为21%，200s时，②③中O2含量比空气中氧气含量更少，说明铁已经和氧气发生反应，即铁已锈蚀，该选项正确；B、①中铁不与水接触，氧气含量未变，②中铁与水接触，氧气含量减小，对比说明铁生锈需要水，该选项正确；C、对比②③，其他条件相同，③中加入了1.0g食盐，且③比②中氧气含量更少，说明③比②中铁钉锈蚀更快，该选项正确；D、三个实验中均加入了等量的炭粉，且实验中其他试剂不同，不能证明炭粉对铁锈蚀有影响，该选项不正确；故选：D；（6）由于烧杯内减少蒸馏水的体积为氧气的体积=90.0mL-63.7mL=26.3mL，所以空气中氧气的含量为=20.2%，故填：20.2%；（7）的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，实验结果更准确，故填：铁的缓慢氧化使集气瓶中氧气消耗更彻底。14．（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）在探究“铁生锈的条件”实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。【实验目的】铁生锈条件的探究。【实验内容】取3段光亮无锈的铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。【实验现象】(1)一段时间后，实验（填序号）中铁丝会生锈。【实验分析】(2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和两种现象来判断铁丝反应进行的情况。(3)通过对比实验（填序号，下同），说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。通过对比实验，说明铁生锈的另一个必要条件是与氧气接触。【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的水和氧气发生反应的结果。【拓展应用】(4)铜生锈后形成铜绿，铜绿的化学式是Cu2（OH）2CO3，根据铜绿的组成判断，铜绿可能是铜与空气中的氧气及共同作用而形成的。如果根据控制变量法的实验原理，仿照铁生锈的探究实验，你认为需要设计个实验进行验证。(5)金属资源储量有限且不能再生，为了保护金属资源，除防止金属的锈蚀外，你还有什么合理的建议？（写一条）。【答案】(1)③(2)试管中的液面变化(3)①③②③(4)水和二氧化碳4(5)寻找金属替代品（合理即可）【详解】（1）铁和氧气、水共同接