专题08 铁锈蚀条件的探究-中考化学实验精讲精练

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【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。

【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【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．D2．（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．D3．（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：。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。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。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。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。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？；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）。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。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。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：。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