实验9 铁锈蚀条件的探究-备战2022年中考化学教材实验考前突破

实验9 金属（铁）锈蚀条件的探究 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.实验方法：控制变量法 3.实验设计 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 ① ② ③ ④ 生锈 程度 不生锈 不生锈 易生锈 最易生锈 结论 （1）通过①③对比可知，影响铁生锈的因素是 水 （2）通过②③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③④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）将蒸馏水煮沸的目的是除去水中的氧气； （3）实验开始前，需用砂纸打磨铁钉的表面，其目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。 （4）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。 （5）防止铁制品锈蚀的原理是隔绝氧气或隔绝水。 4.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,图1中试管内液面上升,图2中U形管中液面左高右低。 【例1】（2021·北京·中考真题）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下、下列分析不正确的是 实验装置 序号 其他试剂 100s时O2的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和1.0g食盐 8% A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 【答案】D 【详解】 A、铁生锈，氧气含量会减少，②③氧气含量减少，说明铁已经生锈，A正确。 B、干燥剂吸水，①没有水，氧气没有减少，铁没有生锈，②加水后氧气减少，铁生锈，说明水对铁锈蚀有影响，B正确。 C、③加食盐后铁生锈速度加快，说明食盐能加快铁锈蚀，C正确。 D、①②③实验中没有探究炭粉对锈蚀的影响，①②③无法证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误。 故选：D。 【例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）对照实验Ⅰ、Ⅱ，可知铁锈蚀的条件之一为___________。 （2）对照实验Ⅱ、Ⅲ，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】Ⅱ 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： Ⅱ中的铁钉与水和氧气同时接触，一周后最易生锈； 获得结论： （1）Ⅰ是在干燥的空气中，铁不与水接触，Ⅱ是铁与水和氧气同时接触，说明铁生锈需要水； （2）Ⅱ是铁与水和氧气同时接触，Ⅲ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。 【例3】为探究铁制品锈蚀的条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法，现进行如下实验： 步骤1：利用如图所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管（装置气密性良好）；待U形管内充满O2后，将导管a、b处的止水夹k1、k2夹紧。 步骤2：一段时间后，观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。 回答下列问题： （1）步骤1中，检验U形管内已充满O2的方法是______。 （2）步骤2中，观察到①处没有明显变化，说明铁制品