专题16 金属腐蚀条件实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸（浙教版）（解析版）

专题16 金属腐蚀条件实验 一、金属腐蚀的核心条件 1、必要条件 氧气（空气）：金属与空气中的氧气直接发生氧化反应，例如铁在潮湿空气中生成铁锈 水（或水蒸气）：水作为反应介质，参与金属的氧化过程（如铁与水、氧气共同反应）。 注意：金属腐蚀是氧气和水共同作用的结果，单一条件通常不足以引发显著锈蚀。 2、加速因素 酸性或盐类环境：如雨水中的CO₂形成酸性溶液，或沿海地区的盐雾（含NaCl），会加速腐蚀。 高温环境：金属在高温下与氧气反应更剧烈（如铁在高温下氧化生成Fe₃O₄），但中考主要考查常温锈蚀。 二、实验验证与中考典型题型 1、实验设计 对照组设置： ① 干燥试管中的铁钉（无水和氧气）； ② 煮沸冷却后浸没铁钉（只有水，无氧气）； ③ 潮湿试管中的铁钉（有水、氧气）→铁钉生锈。 结论：③中铁钉生锈，证明水和氧气是必要条件。 2、高频考点 现象分析：如铁钉在植物油覆盖的水中不生锈（隔绝氧气），在盐水中生锈更快（Cl⁻加速反应）。 防锈措施判断：刷漆（隔绝空气）、涂油（隔绝水）、镀锌（牺牲阳极保护）等。 三、答题策略与易错点 1、答题模板 条件判断：描述现象→明确氧气和水的共同作用→结合题目具体环境分析（如盐水加速）。 示例：“铁钉在潮湿空气中生锈，说明锈蚀需要水和氧气；而盐水中的铁钉锈蚀更快，因为盐（NaCl）加速了反应。” 2、易错点规避 误认为锈蚀仅需水或仅需氧气（必须两者共存）；混淆“生锈”与“腐蚀”：生锈是铁的特有现象，其 他金属（如铝）腐蚀产物可能形成保护膜。 四、防锈措施总结（中考应用） 1、隔绝氧气：涂油漆、覆盖塑料。 2、隔绝水：保持干燥、涂防锈油。 3、改变金属结构：制成不锈钢（合金）。 1．（2025·舟山月考）某兴趣小组对探究金属锈蚀条件的实验进行了改进.在实验过程中将双氧水分解制取的氧气直接通入U型管内 (装置如图甲)， 从而缩短了实验时间。 实验 一： 如图甲所示. 1号钢丝棉用氯化钠溶液湿润.2号钢丝棉用蒸馏水浸湿.3号是干燥的钢丝棉.4号钢丝棉浸没在蒸馏水中，几分钟后观察实验现象， 实验二：研究1号中钢丝棉的生锈情况，称出钢丝棉的质量，50摄氏度恒温加热， 每隔 2分钟.取出钢丝棉， 干燥.称取质量，实验结果绘制图像如图乙所示。 实验三：利用恒温杯垫的三个档位研究了温度对钢丝棉生锈快慢的影响，并记录不同温度下 1号钢丝棉开始生锈的时间，结果如下表。 档位 A档 (50℃) B档 (65℃) C档 (85℃) 浸润原化钠溶液的钢丝棉 7min 4min Imin （1）实验一中，2号钢丝棉用蒸馏水浸湿， 目的是与1号形成　 　。 （2）分析图甲实验中的2号和4号钢丝棉，研究的问题是　 　。 （3）根据实验二结果分析发现钢丝棉质量最后不再增加，原因是　 　。 （4）根据实验三的结果记录可得出的实验结论为　 　。 【答案】（1）对照 （2）与氧气接触是否是金属锈蚀的条件/金属锈蚀是否需要氧气等 （3）钢丝棉已经被完全锈蚀 （4）当氧气含量、浸润氯化钠溶液浓度等其他条件相同时，环境温度越高，钢丝棉生锈越快/钢丝棉被氯化钠溶液浸润时，环境温度越高，钢丝棉生锈越快 【解析】（1）2号钢丝棉使用蒸馏水，属于未做特殊处理，属于对照组，作用是对照。 （2）由实验条件可知，2和4之间的变量是是否有氧气，所以探究的是铁生锈是否需要氧气。 （3）最终质量不再增加的原因是钢丝棉已经完全锈蚀。 （4）由表中数据可知，温度最高的C档钢丝棉开始生锈的时间最短，说明温度越高，生锈的速度越快。 2．（2025九下·萧山模拟）如图是某品牌眼罩的主要成分，小科为了验证蒸汽眼罩的成分中是否真的有铁粉，设计了如下实验方案： 方案一：用磁铁靠近粉末，若粉末能被吸引则证明含有铁粉。 方案二：向粉末中加入稀盐酸，若观察到 ? 现象，则证明有铁粉。 方案三：向粉末中加入硫酸铜溶液，若析出红色固体，溶液变为浅绿色，则证明有铁粉。 （1）方案一是利用铁能被磁铁吸引，这是利用铁的　 　(填“物理”或“化学”)性质。 （2）方案二中，如果观察到　 　现象，则说明含有铁粉。 （3）方案三中，如果有铁粉存在，请写出反应的化学方程式　 　。 （4）经实验验证，蒸汽眼罩的成分确实含有铁粉。使用前蒸汽眼罩需要密封保存的原因是　 　。 【答案】（1）物理 （2）有气泡，溶液变为浅绿色 （3）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu （4）Fe粉易在空气中被氧化 3．（2025·温州模拟）小明发现处于潮湿环境中的铜制器具表面容易出现绿色铜锈，为了探究铜锈产生的原因以及其成分，小明进行如图所示的实验。 （1）①号试管中试管塞的作用是　 　。 （2）在④号试管中产生的气体是　 　。(写出化学式) （3）本实验不能通过比较①号和③号试管中的现象探究铜锈产生的原因，请说明理由：　 　。 （4）若④号试管中的盐酸浓度过高，会导致⑤号试管中不会出现浑浊现象，请简要说明原因：　 　。 【答案】（1）隔绝空气 （2）CO2 （3）①号和③号试管存在水和空气两个不同变量 （4）盐酸中的氯化氢气体进入⑤号试管，与澄清石灰水发生化学反应生成可溶于水的氯化钙 【解析】（1）①号试管中试管塞的作用是隔绝空气，防止外界空气中的成分进入试管，从而探究在缺少空气的条件下铜是否生锈。 （2）在④号试管中，铜锈与盐酸反应产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性可知，该气体是二氧化碳，化学式为CO2。 （3）①号试管内是水和铜片，③号试管内是干燥空气和铜片，①号和③号试管存在水和空气两个不同变量。根据控制变量法，探究铜锈产生原因时应只有一个变量，所以不能通过比较这两个试管现象来探究。 （4）若④号试管中盐酸浓度过高，盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体。氯化氢气体进入⑤号试管，会与澄清石灰水（氢氧化钙溶液 ）发生反应 ，生成可溶于水的氯化钙，导致澄清石灰水不会出现浑浊现象。 4．金属防锈是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的锈蚀为项目进行如下研究。 （1）该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL 刻度处，之后水面缓慢上升，数日后量筒内水位不再上升，水面最终处于约　 　mL 刻度处(空气中氧气体积分数以20%计)。 （2）取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。改变条件重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 ①该实验能得出的结论是　 　。 ②有同学认为该实验未能真实反映50℃以后铁钉锈蚀的快慢，理由是：50℃以后铁钉质量没有变化。请分析表格中数据，铁钉质量没有变化的原因是　 　。 【答案】（1）40 （2）其他条件相同时，温度越高，铁钉锈蚀越快；试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀 【解析】（1）实验时空气体积为50毫升，氧气为50mL×20%＝10mL，实验结束后氧气被消耗，水补充消耗氧气体积，则量筒内水面最终上升40mL刻度处。 （2） ①由表中数据可知， 其他条件相同时，温度越高，铁钉锈蚀越快 。 ②50℃以后铁钉质量没有变化，可能是试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀 。 5．（2024·长兴会考）纪录片《如果国宝会说话》，介绍了大量造型精美的青铜器。古代的青铜器由于时间久远，表面有一层铜锈，其主要成分是碱式碳酸铜[ 科学兴趣小组借鉴教材中“铁钉锈蚀条件的探究”实验，对铜锈的产生条件进行了探究： （1）铜生锈除了可能与空气中的氧气和水有关外，还有可能与　 　有关，该猜想的理论依据是　 　。 （2）小组同学用洁净、光亮的相同铜片设计了如下图所示的实验(试管内的“”为铜片)： ①上述实验 A 试管中植物油的作用是　 　； ②预测较长时间后　 　(填试管字母编号)试管中的铜片最先生锈。 【答案】（1）CO2(二氧化碳)；质量守恒定律(元素守恒、铜锈中碳元素) （2）密封(隔绝空气)；D 【解析】（1）铜生锈除了可能与空气中的氧气和水有关外，还有可能与二氧化碳有关，该猜想的理论依据是质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，铜锈中含有铜、氢、氧、碳四种元素。 （2）① 上述实验 A 试管中植物油的作用是密封水，隔绝空气。 ② 实验较长时间后，发现D试管中铜片最先生锈，因为D试管中的铜与氧气、水和二氧化碳充分接触，容易生锈。 6．小明为探究铁制品锈蚀的条件，利用图甲装置进行实验：将干燥的氧气从导管a通入，使氧气充满U型管。一段时间后观察三处铁丝的现象。 （1）为确定U形管已经充满氧气，进行的实验操作是　 　。 （2）小明得出纯铁丝不易锈蚀的结论，他比较的铁丝是　 　。 (用图中编号表示) （3）在一次实验中，小明将装置密闭，测出内部的温度和气压变化趋势(图乙)，在0到t1阶段气压下降的原因是　 　。 【答案】（1）将带火星的木条放在 b 导管口 （2）②③ （3）铁丝生锈放热使气压增大，氧气被消耗使气压减小，氧气消耗对气压影响更大 【解析】（1）U形管中氧气从a中充气，空气从b管排出，所以检查U形管内是否已充满O2的方法是将带火星的木条放在b导管口，木条复燃，证明氧气已充满； （2）②处潮湿的普通铁丝与氧气接触，可能观察到的现象是：产生较多红褐色的锈；③处没有明显变化，说明纯铁的抗腐蚀能力较强； （3）铁丝生锈过程中需要消耗氧气和水，并会放出热量，在0到t1阶段气压下降可能是因为：铁丝生锈放热使气压增大，氧气被消耗使气压减小，氧气消耗对气压影响更大。 7．（2024·东阳模拟）“探究铁生锈的条件及生锈快慢的影响因素”实验存在时间跨度长问题．某研习小组利用如图甲实验装置，对实验方案进行优化． 【方案设计】 实验序号 方案设计 第一组 5支铁钉放在干燥的空气中 第二组 5支铁钉浸没在蒸馏水中，并油封 第三组 5支铁钉半接触____？____，半接触空气 第四组 5支铁钉半接触食盐水，半接触空气 【数据分析】收集以上实验数据，绘制成如图乙所示图像． 【交流讨论】 （1）实验中用　 　的变化快慢反映铁钉生锈的快慢； （2）根据实验数据可以分析得出：铁钉生锈的条件是铁钉与水分、空气应同时接触；食盐水能够加快铁钉的生锈．据此推测，方案设计中“？”处的内容是　 　； （3）查阅资料：市售暖宝宝是利用铁粉发生氧化反应放热的原理制成，主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠等．结合实验数据，解释打开暖宝宝包装袋后，暖宝宝能快速放热的原因　 　． （4）温度对铁生锈的速率有影响吗？研习小组取若干与第三组设置相同的装置继续探究，请写出主要的实验步骤　 　． 【答案】（1）氧气含量 （2）蒸馏水 （3）铁粉与空气及空气中的水蒸气接触后发生氧化反应，铁生锈并放热；铁粉较之于铁钉能够增加反应物的接触面积，使反应加快，产热加快；氯化钠能加速铁的生锈，产热加快。所以暖宝宝能够快速放热。 （4）步骤1：取5套与第三组设置相同的装置(编号分别为ABCDE组)，接入如图甲的实验装置中；步骤2：将5套装置分别置于10℃、20℃、 30℃、40C、50℃的恒温环境中，采集5分钟内各组氧气含量随时间的变化数据：步骤3：比较温度变化与氧气含量变化的关系，重复实验，得出结论。 【解析】（1） 实验中用氧气含量的变化快慢反映铁钉生锈的快慢，氧气减少的越快，说明生锈越快； （2） 铁钉生锈的条件是铁钉与水分、空气应同时接触；食盐水能够加快铁钉的生锈 ，所以方案设计中“？”处的内容是蒸馏水，这样第三组和第四组可以形成对照，说明食盐水能够加快铁钉的生锈； （3）铁粉较之于铁钉能够增加反应物的接触面积，使反应加快，产热加快；氯化钠能加速铁的生锈，产热加快。所以暖宝宝能够快速放热。 （4）根据控制变量法单一变量原则设计实验。 步骤1：取5套与第三组设置相同的装置(编号分别为ABCDE组)，接入如图甲的实验装置中； 步骤2：将5套装置分别置于10℃、20℃、 30℃、40C、50℃的恒温环境中，采集5分钟内各组氧气含量随时间的变化数据： 步骤3：比较温度变化与氧气含量变化的关系，重复实验，得出结论。 8．某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图I 所示实验装置并完成实验。实验过程中，传感器采集数据绘制得到如图Ⅱ的甲、乙两幅曲线图。 资料1 一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。 资料2 该实验步骤如下： ①检查装置气密性； ②装药品，将5g铁粉和2g 炭粉加入锥形瓶，并加入2mL饱和氯化钠溶液； ③立即塞紧橡皮塞，橡皮塞上已插有一支装有 5mL 稀盐酸的注射器及传感器； ④观察现象，采集数据。 用所学知识及以上资料信息完成下列问题。 （1）实验进行一段时间后，注射器中的盐酸会自动注入瓶内，原因是　 　。 （2）甲、乙曲线图中，O~t1段温度升高，瓶内压强减小；t2~t3段温度升高，瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因：　 　。 【答案】（1）铁生锈消耗瓶内氧气，瓶内压强减小，当瓶内气压减小到一定程度，大气压将注射器的活塞下压(或瓶内气压减小，盐酸被吸入瓶内) （2）O~t1段温度升高，瓶内压强减小的原因是铁生锈消耗氧气并放热，反应放热使温度升高，压强增大，消耗氧气使压强减小，消耗氧气减小的压强大于温度升高增大的压强，故瓶内压强减小；t2~t3段温度升高，瓶内压强增大原因是因瓶内气压减小，盐酸自动注入瓶内，盐酸与铁反应产生氢气并放出大量的热，使温度升高，温度升高和产生氢气都使压强增大 【解析】（1）将5克铁粉和2克碳粉加入锥形瓶，并加入2毫升饱和氯化钠溶液，一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，铁生锈会消耗瓶内氧气，瓶内压强会减小，当瓶内气压减小到一定程度，大气压将注射器的活塞下压或瓶内气压减小，盐酸被吸入瓶内。 （2）0-t1段温度升高，瓶内压强减小原因是铁生锈消耗氧气并放热，温度会升高，消耗氧气使压强会减小，反应放热使温度升高，压强增大，消耗氧气减小的压强大于温度升高增大的压强，所以瓶内压强减小； t2-t3段温度升高，瓶内压强增大原因是因瓶内气压减小，盐酸自动注入瓶内，盐酸与铁反应会产生氢气并放出大量的热，温度升高，温度升高和产生氢气都使压强增大。 9．（2024·浙江模拟）金属防腐是科学研究中的重大课题，小余以铁的锈蚀为项目进行如下研究。 （1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是____（填字母序号）。 A．未擦干的铁锅 B．涂油漆的栏杆 C．盛水的不锈钢水杯 （2）小科用图甲装置进行实验，起始时量筒内的水面处于100毫升刻度处，之后水面缓慢上升，几天后，水面最终处于约　 　毫升刻度处。 （3）小科同学还进行了如下实验：取铁钉用砂纸打磨后，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天 ，再取出铁钉称量。改变条件重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表： 小科设计这个实验的目的是探究　 　 。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 （4）有同学认为小科的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量无变化，你觉得铁钉质量无变化的原因可能是　 　。 【答案】（1）A （2）80 （3）温度对铁钉生锈的影响 （4）试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀 【解析】（1）铁制品锈蚀需要的条件是铁与水和氧气同时接触； A.未擦干的铁锅同时与水和氧气接触，容易生锈； B.涂油的栏杆，隔绝了空气，不容易生锈； C.盛水的不锈钢水杯，不锈钢属于合金，不容易生锈； 故选A； （2）小科用图甲装置进行实验，起始时量筒内的水面处于100毫升刻度处，之后水面缓慢上升，几天后，水面最终处于约80mL刻度处，原因是铁锈蚀消耗了氧气，氧气约占空气体积的五分之一； （3）小强同学的实验是探究温度对铁钉生锈的影响，结论是温度在10～50℃的范围内，温度越高，铁钉锈蚀的速度越快； （4）因为铁钉生锈后，量筒水面刻度上升到80mL处，说明试管内的氧气已经反应完，所以50℃后铁钉的质量不再增加。 10．某化学兴趣小组的同学正在探究生锈铁钉与稀硫酸的反应情况，请你参与探究，并回答问题： 【提出问题】生锈铁钉与一定量稀硫酸反应后所得溶液中的溶质是什么？ 【查阅资料】Fe³⁺与无色硫氰化钾溶液相遇出现血红色溶液。 （1）【设计实验】 实验步骤 实验现象 ①取一枚生锈铁钉用蒸馏水洗净，再置于洁净试管中 铁钉表面有红褐色的铁锈 ②向步骤①的试管内加入一定量稀硫酸 铁锈逐渐溶解，溶液由无色变为　 　色，一会儿后产生气泡，最终溶液呈浅绿色 ③当该试管内不再产生气泡时，取出铁钉，剩下溶液 M，铁钉用蒸馏水洗净观察 铁钉表面呈银白色 （2）【溶质猜测】溶液 M 的溶质成分是：猜想 ：　 　 ；猜想二：只有 Fe₂（SO₄）₃；猜想三：既有 FeSO₄也有Fe₂（SO₄）₃。 （3）【实验探究】取少量溶液 M 于另一洁净试管中，滴加几滴无色硫氰化钾溶液，观察到　 　，则猜想二、三不成立。 【交流讨论】同学们对溶液 M 中没有溶质硫酸铁感到困惑，为此展开讨论。 甲同学：反应过程中氢气与硫酸铁反应生成了硫酸亚铁。 乙同学：反应过程中铁与硫酸铁反应生成了硫酸亚铁。 请设计可证明某位同学观点成立的一组对比实验方案：　 　 。 若乙同学观点成立，则相应的化学方程式为　 　 。 （4）【反思评价】小组同学通过实验探究后一致认为，使用酸除去铁制品表面的铁锈时，务必控制好　 　，否则会造成铁制品的损耗。 【答案】（1）黄 （2）只有FeSO₄ （3）无明显现象/溶液不出现血红色；；向盛有一定量硫酸铁溶液的两支试管中，分别通入足量的 H₂、加入足量的铁粉，观察颜色变化情况/向滴有硫氰化钾的硫酸铁溶液的两支试管中，分别通入氢气、加入铁粉，观察颜色变化情况；； （4）酸的用量/铁制品浸入酸溶液的时间 【解析】（1）铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，铁锈逐渐溶解，由于硫酸铁溶液是黄或棕黄溶液，所以实验现象是：由溶液由无色变为黄或棕黄色，一会儿后产生气泡，最终溶液呈浅绿色。 （2）步骤②中铁锈溶解的反应是氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水。 根据反应的产物和猜想二和三，可知猜想一为：只有FeSO4。 【实验探究】（3）取少量溶液M于另一洁净试管中，滴加几滴无色硫氰化钾溶液，由于Fe3+与无色硫氰化钾溶液相遇出现血红色溶液，根据实验结论猜想二、三不成立。 则溶液中没有Fe3+可推知观察到：无明显现象或溶液不出现血红色。 【交流讨论】向盛有一定量硫酸铁溶液的两支试管中，分别通入足量的 H2、加入足量的铁粉，观察颜色变化情况/向滴有硫氰化钾的硫酸铁溶液的两支试管中，分别通入氢气、加入铁粉，观察颜色变化情况 根据铁与硫酸铁反应生成了硫酸亚铁，则相应的化学方程式为：Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4。 【反思评价】（4）由于铁可以和酸继续反应，所以使用酸除去铁制品表面的铁锈时，务必控制好酸的用量或铁制品浸入酸溶液的时间，否则会造成铁制品的损耗。 11．钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，直径约0.125~0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件，实验如下： 步骤一：取4个50mL活塞润滑性良好的注射器，检查气密性。 步骤二：称取4团等质量的钢丝棉（每团体积约为6cm3），A保持干燥，B、C用少量蒸馏水润湿，D用少量食盐水润湿，分别放入甲、乙、丙、丁注射器中。 步骤三：移动活塞，使它们均处于46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔（如图所示） 步骤四：每隔一定时间，观察并记录实验现象如表。 　 5分钟 20分钟 1小时 甲 无现象 无现象 无现象 乙 无现象 无现象 无现象 丙 出现少许锈斑，活塞未明显移动 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 丁 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，绣斑增多，活塞处于39mL刻度处 （1）设计甲丙两组实验基于的假设是　 　。 （2）步骤三中要完成乙组设置，进行的具体操作是　 　。 （3）小科回想起一次去海边的旅行发现面对大海的铁栏杆锈蚀程度比其他地方更严重。请联系探究结果作出合理的解释。　 　。 【答案】（1）铁制品的锈蚀和水有关 （2）把钢丝棉塞进注射器中，将活塞推至注射器口，抽取足量的水后将注射器口朝上，缓缓推到活塞至46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔 （3）由丁试验可知，盐分会大大加速铁制品的锈蚀，海水中含有盐分，铁栏杆接触过海水后，锈蚀的程度比其他地方更严重 【解析】（1） 甲实验钢丝棉只接触氧气，丙实验钢丝棉接触水和氧气，结合甲丙的实验现象是为了证明铁制品的锈蚀和水有关。 （2）乙组需使钢丝棉只接触水，不接触氧气，具体操作为把钢丝棉塞进注射器中，将活塞推至注射器口，抽取足量的水后将注射器口朝上，缓缓推到活塞至46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔 ； （3） 由丁试验可知，盐分会大大加速铁制品的锈蚀，海水中含有盐分，铁栏杆接触过海水后，锈蚀的程度比其他地方更严重 ，所以面对大海的铁栏杆锈蚀程度比其他地方更严重。 12．（2023·杭州模拟）U形玻璃管是常见的化学仪器，在实验中有广泛的应用。 （1）借助U形玻璃管探究微粒的性质，如图1所示，打开玻璃旋塞，观察到湿润的蓝色石蕊试纸从左到右先后变红。实验中湿棉花的作用是　 　； （2）借助U形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，干燥的钢丝棉没有锈迹。此现象说明 　； ②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，说明本实验有不完善之处，请利用原有装置提出具体改进方案　 　。 （3）借助U形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实验现象是　 　。 【答案】（1）吸收氯化氢气体，放止污染空气 （2）铁生锈需要水的环境；在U形管的水面都滴上植物油 （3）U形管左端水面上升到刻度4处 【解析】 （1）打开玻璃旋塞，观察到湿润的红色石蕊试纸从左到右先后变蓝，该实验说明分子在不停地运动，当氨分子运动到湿润的红色石蕊试纸中时，和水结合生成氨水，氨水显碱性，能使石蕊试液变蓝色；湿棉花的作用是吸收氨气，防止进入空气污染环境。 （2）①一段时间后潮湿的钢丝棉有明显锈迹，干燥的钢丝棉没有锈迹，此现象说明钢铁锈蚀需要水。 ②改进方案：在盛有凉开水的U形管两端液面上滴加植物油，以防止氧气溶于水。 （3）得出空气中氧气体积分数约为五分之一的实验现象是U形管左侧液面上升到刻度4处。 13．（2022·衢江模拟）为探究铁生锈的原因，某化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验，实验结果显示：B、D 实验中铁生了锈，而 A、C 实验中没有明显的现象，仔细分析这 4 个实验， 回答下列问题： （1）评价方案：对照实验指除了一个变量外，其他的量都保持不变的实验．该实验方案中采用了对照实验方法．请指出其中的对照实验（填 ABCD 实验代号）和变量。如：BC 形成对照实验，变量是　 　。 （2）解释数据：实验时，每隔一段时间测量导管内水面上升的高度，结果如下表所示（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm） 时间/小时 编号 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 A 0 0 0 0 0 0 0 B 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5 C 0 0 0 0 0 0 0 D 0 0.4 1.2 3.4 7.6 9.5 9.8 导致 B、D 实验装置中导管内水面上升的原因是　 　。 （3）获得结论：根据本实验，你认为导致铁生锈的物质有　 　。 【答案】（1）空气 （2）铁生锈吸收了空气中的氧气 （3）水分和氧气：食盐 【解析】（1）B中铁丝蘸了清水放于瓶中，接触空气和水，C中将铁丝浸入清水中，只接触水不接触空气，变量为空气； （2） 铁生锈吸收了空气中的氧气，使装置内压强减小 ，导致 B、D 实验装置中导管内水面上升； （3）A、C导管中液面不上升，说明铁只与空气接触或只与水接触不生锈，B导管中液面上升，对比可说明铁生锈是铁与空气和水反应，D生锈，且速率快，说明食盐可加快生锈速率。 14．（2020·宁波模拟）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%。某实验小组将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为146mL)。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下表。 序号 样品 量筒起始读数/mL 量筒最终读数/mL 所需时间/min ① 1g铁粉、0.2g碳和10滴水 100 72 约120 ② 1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl 100 71.9 约70 ③ \ \ \ （1）实验①和②说明NaCl可以 　 　(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。 （2）实验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实验③的样品组成是 　 。（3）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是　 　%(精确到小数点后1位)，试分析该实验结果出现误差的原因 　（写任意一条即可) 【答案】（1）加快 （2）1g铁粉和10滴水 （3）19.2%；滤纸包占一定体积，广口瓶中真实空气体积不到146mL 【解析】（1）实验①和②说明NaCl可以加快铁锈蚀的速率； （2）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，表格空白处实验③的样品组成是： 1g铁粉和10滴水。 （3）氧气的体积：100mL-72mL=28mL； 氧气的体积含量：； 实验结果出现误差的原因是： 滤纸包占一定体积，广口瓶中真实空气体积不到146mL 。 15．（2019·浙江模拟）某实验小组对铁的锈蚀进行如下实验。室温时，将包有样品（足量）的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图。观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶（容积150 mL）当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数。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/min ① 1g铁粉、0.2g碳和10滴水 100 70 约120 ② 1g铁粉、0.2g碳和10滴水和少量NaCl 100 70 约70 （1）实验①和②说明NaCl可以　 　（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。 （2）实验开始后，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”） （3）若欲探究碳对铁锈蚀速率的影响，应选择的药品有　 　。 【答案】（1）加快 （2）放热 （3）1g铁粉和10滴水（或 1g铁粉、10滴水 和少量NaCl）. 【解析】（1）由表格中的数据可知，量筒的示数发生改变，则说明铁锈蚀了，而加入NaCl后锈蚀的时间明显变短，所以NaCl可以加快锈蚀；故答案为：加快； （2）广口瓶内温度上升，则说明瓶内的反应有热量产生，即放热；故答案为：放热； （3）探究碳对铁锈蚀的影响，碳是变量，设置对照实验即可，如果与 ① 对照，选择的药品是1g铁粉和10滴水；如果与 ② 对照，选择的药品是 1g铁粉、10滴水 和少量NaCl；故答案为：1g铁粉和10滴水（或 1g铁粉、10滴水 和少量NaCl）； 16．（2019·杭州）小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验： 步骤 1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管 a 通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满O2后，在导管 b 处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mLO2后在导管 a 处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。 观察对象 现象 ①干燥的普通铁丝 没有明显变化 ②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑 ③潮湿的纯铁丝 没有明显变化 步骤 2：一段时间后，观察 U 形管内的铁丝，其现象如表所示。 （1）步骤一中，检查U形管内是否已充满O2的方法是　 　. （2）铁制品的锈蚀条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是　 　. （3）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是　 　。 【答案】（1）将带火星的木条放置在 b导管口，若木条复燃，则证明 U形管内已充満02 （2）观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少) （3）水分和金属的内部结构 【解析】（1）氧气是用带火星木条来检验的，由于是验满所以木条不可伸入收集装置内；故答案为：将带火星的木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2；（2）金属修饰如果需要氧气，则金属会与氧气发生反应，消耗氧气，从而导致氧气的减少；故答案为：观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)；（3）对比表格中①②可知，铁丝生锈需要水分的参与；对比②③可知，纯铁丝没有锈蚀，说明铁丝本身的结构影响铁丝锈蚀；故答案为：水分和金属的内部结构； 17．（2025九上·椒江期末）同学们设计了如图1所示实验，进行影响铁生锈因素的探究。一周后，试管A中铁钉几乎没有生锈，试管B中铁钉稍有生锈，试管C中铁钉明显生锈，试管D中铁钉严重生锈。 （1）试管B中使用“煮沸并冷却的蒸馏水”，目的是　 　。 （2）对比A、C试管，可得出的结论是　 　。 （3）对比　 　(填字母)试管的实验现象，可知NaCl的存在会加速铁的生锈。 （4）对于试管B中铁钉稍有生锈，同学们展开深入研究。将煮沸并冷却后的蒸馏水倒入烧杯中，再倒入植物油铺满水面，然后将溶解氧传感器插入水中，通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示。根据图像分析，B试管内铁钉生锈的原因是　 　。 【答案】（1）排出溶于水的氧气 （2）铁生锈需要水 （3）CD （4）随着时间的推移，水中溶解的氧气增多。 【解析】 （1）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是排出溶于水的氧气。 （2）试管C中铁钉明显锈蚀而试管A中铁钉几乎没有生锈，二者不同的因素为是否有水，则得出的结论是：铁生锈需要水。 （3）探究食盐对生锈的影响时，需要控制其它因素相同，只改变食盐这个因素， 故选CD； （4）B试管中铁钉也稍有生锈的原因是随着时间的推移，水中溶解的氧气增多。 18．（2025九上·温州期末）小明发现轮船浸泡在海水中的船体部分发生明显锈蚀。查阅资料发现盐溶液会加速铁锈蚀。是不是铁锈蚀速度随盐溶液溶质质量分数增加一直加快呢?小明开展了如下实验： 实验一：探究铁锈蚀快慢与氯化钠溶液的溶质质量分数的关系。 ①配制等体积不同溶质质量分数的氯化钠溶液。 ②剪出大小相同的铁片若干，用天平测量质量。 ③将铁片分别浸没于不同溶质质量分数的氯化钠溶液中，如图甲所示，标记液面位置。 ④30天后取出铁片，用试剂除锈、清水清洗、干燥后再次测量其质量。 整个过程中补加蒸馏水至标记处。通过相同时间铁片减少的质量比较金属锈蚀快慢，实验结果绘制图像如图乙所示。 实验二：利用氧浓度传感器测量不同溶质质量分数的氯化钠溶液中溶解氧的含量，数据如表所示。 氯化钠溶液溶质质量分数 (%) 0 1.5 3 4.5 6 溶解氧 (毫克/升) 5.85 5.83 5.43 4.95 4.86 （1）为保证铁锈蚀速度测量的准确性，除锈应彻底。若试剂除锈不完全，对铁锈蚀速度测量结果的影响是　 　。 （2）通过实验一发现锈蚀速度并没有随着氯化钠溶液溶质质量分数的增加而一直增加，结合实验二的结果分析锈蚀速度没有一直增加的原因可能是　 　。 （3）小红认为无需控制铁片表面积大小相同，先测量各铁片表面积大小，完成实验后通过计算　 　也可比较铁锈蚀快慢。 【答案】（1）偏小 （2）氯化钠溶液溶质质量分数增加，加速铁的锈蚀。溶液中溶解氧减少，减缓铁的锈蚀。当前者影响小于后者时铁锈蚀速度变慢。 （3）单位面积的铁在相同时间内减少的质量 【解析】（1）铁锈质量越大，说明锈蚀速度越快，所以除锈不完全会导致测得的锈蚀速度偏小， （2）由表格可知，溶解氧的含量随氯化钠溶液溶质的质量分数的增大先增大后减小，而溶解氧含量的高低会影响铁锈蚀的速度。 （3）铁在锈蚀过程中各表面是同时进行，所以由单位面积上的情况就可以反映整体的锈蚀速度。 19． 如图所示为小博探究铁生锈条件的装置图（图中超细钢丝棉的固定装置未画出）。 （1）据图可知，小博探究的是铁生锈是否需要　 　。 （2）实验开始一段时间后，可观察到形管中两侧液面高低情况是　 　。 （3）为进一步探究温度对铁生锈快慢的影响。小博将该装置（每组装置内超细钢丝棉质量均相等且足量）分别置于不同温度下进行实验，4小时后记录每组形管两端液面高度差，具体数据如下表： 温度/摄氏度 10 20 30 40 50 60 70 形管两端液面高度差/厘米 2 4 6 7 8 8 8 小博分析数据后，在10-50℃范围内，温度越高，铁生锈越快。但小雅观察实验装置并查阅相关资料后，认为小博的实验不能真实反映50摄氏度以后铁生锈的快慢，其理由是50摄氏度后形管两端液面高度差不变。请分析出现该现象的原因：　 　。 【答案】（1）水分和氧气 （2）左高右低 （3）50℃后，铁生锈速率快，试管中氧气被铁丝绒反应完全（氧气不足） 【解析】（1）据图可知，小博探究的是铁生锈是否需要水（左边钢丝绵与水接触，右边钢丝绵与水隔绝）； （2）实验开始一段时间后，可观察到U形管中两侧液面高低情况是左高右低（右边钢丝绵与水隔绝，不能生锈，左边钢丝绵与盐水接触，能够生锈，氧气消耗，气压减小）； （3）小博的实验不能真实反映50摄氏度以后铁生锈的快慢，其理由是50摄氏度后U形管两端液面高度差不变。出现该现象的原因是50℃后，铁生锈速率快，试管中氧气被铁丝绒反应完全（氧气不足）。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题16 金属腐蚀条件实验 一、金属腐蚀的核心条件 1、必要条件 氧气（空气）：金属与空气中的氧气直接发生氧化反应，例如铁在潮湿空气中生成铁锈 水（或水蒸气）：水作为反应介质，参与金属的氧化过程（如铁与水、氧气共同反应）。 注意：金属腐蚀是氧气和水共同作用的结果，单一条件通常不足以引发显著锈蚀。 2、加速因素 酸性或盐类环境：如雨水中的CO₂形成酸性溶液，或沿海地区的盐雾（含NaCl），会加速腐蚀。 高温环境：金属在高温下与氧气反应更剧烈（如铁在高温下氧化生成Fe₃O₄），但中考主要考查常温锈蚀。 二、实验验证与中考典型题型 1、实验设计 对照组设置： ① 干燥试管中的铁钉（无水和氧气）； ② 煮沸冷却后浸没铁钉（只有水，无氧气）； ③ 潮湿试管中的铁钉（有水、氧气）→铁钉生锈。 结论：③中铁钉生锈，证明水和氧气是必要条件。 2、高频考点 现象分析：如铁钉在植物油覆盖的水中不生锈（隔绝氧气），在盐水中生锈更快（Cl⁻加速反应）。 防锈措施判断：刷漆（隔绝空气）、涂油（隔绝水）、镀锌（牺牲阳极保护）等。 三、答题策略与易错点 1、答题模板 条件判断：描述现象→明确氧气和水的共同作用→结合题目具体环境分析（如盐水加速）。 示例：“铁钉在潮湿空气中生锈，说明锈蚀需要水和氧气；而盐水中的铁钉锈蚀更快，因为盐（NaCl）加速了反应。” 2、易错点规避 误认为锈蚀仅需水或仅需氧气（必须两者共存）；混淆“生锈”与“腐蚀”：生锈是铁的特有现象，其 他金属（如铝）腐蚀产物可能形成保护膜。 四、防锈措施总结（中考应用） 1、隔绝氧气：涂油漆、覆盖塑料。 2、隔绝水：保持干燥、涂防锈油。 3、改变金属结构：制成不锈钢（合金）。 1．（2025·舟山月考）某兴趣小组对探究金属锈蚀条件的实验进行了改进.在实验过程中将双氧水分解制取的氧气直接通入U型管内 (装置如图甲)， 从而缩短了实验时间。 实验 一： 如图甲所示. 1号钢丝棉用氯化钠溶液湿润.2号钢丝棉用蒸馏水浸湿.3号是干燥的钢丝棉.4号钢丝棉浸没在蒸馏水中，几分钟后观察实验现象， 实验二：研究1号中钢丝棉的生锈情况，称出钢丝棉的质量，50摄氏度恒温加热， 每隔 2分钟.取出钢丝棉， 干燥.称取质量，实验结果绘制图像如图乙所示。 实验三：利用恒温杯垫的三个档位研究了温度对钢丝棉生锈快慢的影响，并记录不同温度下 1号钢丝棉开始生锈的时间，结果如下表。 档位 A档 (50℃) B档 (65℃) C档 (85℃) 浸润原化钠溶液的钢丝棉 7min 4min Imin （1）实验一中，2号钢丝棉用蒸馏水浸湿， 目的是与1号形成　 　。 （2）分析图甲实验中的2号和4号钢丝棉，研究的问题是　 　。 （3）根据实验二结果分析发现钢丝棉质量最后不再增加，原因是　 　。 （4）根据实验三的结果记录可得出的实验结论为　 　。 2．（2025九下·萧山模拟）如图是某品牌眼罩的主要成分，小科为了验证蒸汽眼罩的成分中是否真的有铁粉，设计了如下实验方案： 方案一：用磁铁靠近粉末，若粉末能被吸引则证明含有铁粉。 方案二：向粉末中加入稀盐酸，若观察到 ? 现象，则证明有铁粉。 方案三：向粉末中加入硫酸铜溶液，若析出红色固体，溶液变为浅绿色，则证明有铁粉。 （1）方案一是利用铁能被磁铁吸引，这是利用铁的　 　(填“物理”或“化学”)性质。 （2）方案二中，如果观察到　 　现象，则说明含有铁粉。 （3）方案三中，如果有铁粉存在，请写出反应的化学方程式　 　。 （4）经实验验证，蒸汽眼罩的成分确实含有铁粉。使用前蒸汽眼罩需要密封保存的原因是　 　。 3．（2025·温州模拟）小明发现处于潮湿环境中的铜制器具表面容易出现绿色铜锈，为了探究铜锈产生的原因以及其成分，小明进行如图所示的实验。 （1）①号试管中试管塞的作用是　 　。 （2）在④号试管中产生的气体是　 　。(写出化学式) （3）本实验不能通过比较①号和③号试管中的现象探究铜锈产生的原因，请说明理由：　 　。 （4）若④号试管中的盐酸浓度过高，会导致⑤号试管中不会出现浑浊现象，请简要说明原因：　 　。 4．金属防锈是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的锈蚀为项目进行如下研究。 （1）该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL 刻度处，之后水面缓慢上升，数日后量筒内水位不再上升，水面最终处于约　 　mL 刻度处(空气中氧气体积分数以20%计)。 （2）取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。改变条件重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 ①该实验能得出的结论是　 　。 ②有同学认为该实验未能真实反映50℃以后铁钉锈蚀的快慢，理由是：50℃以后铁钉质量没有变化。请分析表格中数据，铁钉质量没有变化的原因是　 　。 5．（2024·长兴会考）纪录片《如果国宝会说话》，介绍了大量造型精美的青铜器。古代的青铜器由于时间久远，表面有一层铜锈，其主要成分是碱式碳酸铜[ 科学兴趣小组借鉴教材中“铁钉锈蚀条件的探究”实验，对铜锈的产生条件进行了探究： （1）铜生锈除了可能与空气中的氧气和水有关外，还有可能与　 　有关，该猜想的理论依据是　 　。 （2）小组同学用洁净、光亮的相同铜片设计了如下图所示的实验(试管内的“”为铜片)： ①上述实验 A 试管中植物油的作用是　 　； ②预测较长时间后　 　(填试管字母编号)试管中的铜片最先生锈。 6．小明为探究铁制品锈蚀的条件，利用图甲装置进行实验：将干燥的氧气从导管a通入，使氧气充满U型管。一段时间后观察三处铁丝的现象。 （1）为确定U形管已经充满氧气，进行的实验操作是　 　。 （2）小明得出纯铁丝不易锈蚀的结论，他比较的铁丝是　 　。 (用图中编号表示) （3）在一次实验中，小明将装置密闭，测出内部的温度和气压变化趋势(图乙)，在0到t1阶段气压下降的原因是　 　。 7．（2024·东阳模拟）“探究铁生锈的条件及生锈快慢的影响因素”实验存在时间跨度长问题．某研习小组利用如图甲实验装置，对实验方案进行优化． 【方案设计】 实验序号 方案设计 第一组 5支铁钉放在干燥的空气中 第二组 5支铁钉浸没在蒸馏水中，并油封 第三组 5支铁钉半接触____？____，半接触空气 第四组 5支铁钉半接触食盐水，半接触空气 【数据分析】收集以上实验数据，绘制成如图乙所示图像． 【交流讨论】 （1）实验中用　 　的变化快慢反映铁钉生锈的快慢； （2）根据实验数据可以分析得出：铁钉生锈的条件是铁钉与水分、空气应同时接触；食盐水能够加快铁钉的生锈．据此推测，方案设计中“？”处的内容是　 　； （3）查阅资料：市售暖宝宝是利用铁粉发生氧化反应放热的原理制成，主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠等．结合实验数据，解释打开暖宝宝包装袋后，暖宝宝能快速放热的原因　 　． （4）温度对铁生锈的速率有影响吗？研习小组取若干与第三组设置相同的装置继续探究，请写出主要的实验步骤　 　． 8．某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图I 所示实验装置并完成实验。实验过程中，传感器采集数据绘制得到如图Ⅱ的甲、乙两幅曲线图。 资料1 一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。 资料2 该实验步骤如下： ①检查装置气密性； ②装药品，将5g铁粉和2g 炭粉加入锥形瓶，并加入2mL饱和氯化钠溶液； ③立即塞紧橡皮塞，橡皮塞上已插有一支装有 5mL 稀盐酸的注射器及传感器； ④观察现象，采集数据。 用所学知识及以上资料信息完成下列问题。 （1）实验进行一段时间后，注射器中的盐酸会自动注入瓶内，原因是　 　。 （2）甲、乙曲线图中，O~t1段温度升高，瓶内压强减小；t2~t3段温度升高，瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因：　 　。 9．（2024·浙江模拟）金属防腐是科学研究中的重大课题，小余以铁的锈蚀为项目进行如下研究。 （1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是____（填字母序号）。 A．未擦干的铁锅 B．涂油漆的栏杆 C．盛水的不锈钢水杯 （2）小科用图甲装置进行实验，起始时量筒内的水面处于100毫升刻度处，之后水面缓慢上升，几天后，水面最终处于约　 　毫升刻度处。 （3）小科同学还进行了如下实验：取铁钉用砂纸打磨后，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天 ，再取出铁钉称量。改变条件重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表： 小科设计这个实验的目的是探究　 　 。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 （4）有同学认为小科的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量无变化，你觉得铁钉质量无变化的原因可能是　 　。 10．某化学兴趣小组的同学正在探究生锈铁钉与稀硫酸的反应情况，请你参与探究，并回答问题： 【提出问题】生锈铁钉与一定量稀硫酸反应后所得溶液中的溶质是什么？ 【查阅资料】Fe³⁺与无色硫氰化钾溶液相遇出现血红色溶液。 （1）【设计实验】 实验步骤 实验现象 ①取一枚生锈铁钉用蒸馏水洗净，再置于洁净试管中 铁钉表面有红褐色的铁锈 ②向步骤①的试管内加入一定量稀硫酸 铁锈逐渐溶解，溶液由无色变为　 　色，一会儿后产生气泡，最终溶液呈浅绿色 ③当该试管内不再产生气泡时，取出铁钉，剩下溶液 M，铁钉用蒸馏水洗净观察 铁钉表面呈银白色 （2）【溶质猜测】溶液 M 的溶质成分是：猜想 ：　 　 ；猜想二：只有 Fe₂（SO₄）₃；猜想三：既有 FeSO₄也有Fe₂（SO₄）₃。 （3）【实验探究】取少量溶液 M 于另一洁净试管中，滴加几滴无色硫氰化钾溶液，观察到　 　，则猜想二、三不成立。 【交流讨论】同学们对溶液 M 中没有溶质硫酸铁感到困惑，为此展开讨论。 甲同学：反应过程中氢气与硫酸铁反应生成了硫酸亚铁。 乙同学：反应过程中铁与硫酸铁反应生成了硫酸亚铁。 请设计可证明某位同学观点成立的一组对比实验方案：　 　 。 若乙同学观点成立，则相应的化学方程式为　 　 。 （4）【反思评价】小组同学通过实验探究后一致认为，使用酸除去铁制品表面的铁锈时，务必控制好　 　，否则会造成铁制品的损耗。 11．钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，直径约0.125~0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件，实验如下： 步骤一：取4个50mL活塞润滑性良好的注射器，检查气密性。 步骤二：称取4团等质量的钢丝棉（每团体积约为6cm3），A保持干燥，B、C用少量蒸馏水润湿，D用少量食盐水润湿，分别放入甲、乙、丙、丁注射器中。 步骤三：移动活塞，使它们均处于46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔（如图所示） 步骤四：每隔一定时间，观察并记录实验现象如表。 　 5分钟 20分钟 1小时 甲 无现象 无现象 无现象 乙 无现象 无现象 无现象 丙 出现少许锈斑，活塞未明显移动 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 丁 出现明显锈斑，活塞移动少许 锈斑增多，活塞移动明显 锈蚀严重，绣斑增多，活塞处于39mL刻度处 （1）设计甲丙两组实验基于的假设是　 　。 （2）步骤三中要完成乙组设置，进行的具体操作是　 　。 （3）小科回想起一次去海边的旅行发现面对大海的铁栏杆锈蚀程度比其他地方更严重。请联系探究结果作出合理的解释。　 　。 12．（2023·杭州模拟）U形玻璃管是常见的化学仪器，在实验中有广泛的应用。 （1）借助U形玻璃管探究微粒的性质，如图1所示，打开玻璃旋塞，观察到湿润的蓝色石蕊试纸从左到右先后变红。实验中湿棉花的作用是　 　； （2）借助U形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，干燥的钢丝棉没有锈迹。此现象说明 　； ②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，说明本实验有不完善之处，请利用原有装置提出具体改进方案　 　。 （3）借助U形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实验现象是　 　。 13．（2022·衢江模拟）为探究铁生锈的原因，某化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验，实验结果显示：B、D 实验中铁生了锈，而 A、C 实验中没有明显的现象，仔细分析这 4 个实验， 回答下列问题： （1）评价方案：对照实验指除了一个变量外，其他的量都保持不变的实验．该实验方案中采用了对照实验方法．请指出其中的对照实验（填 ABCD 实验代号）和变量。如：BC 形成对照实验，变量是　 　。 （2）解释数据：实验时，每隔一段时间测量导管内水面上升的高度，结果如下表所示（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm） 时间/小时 编号 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 A 0 0 0 0 0 0 0 B 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5 C 0 0 0 0 0 0 0 D 0 0.4 1.2 3.4 7.6 9.5 9.8 导致 B、D 实验装置中导管内水面上升的原因是　 　。 （3）获得结论：根据本实验，你认为导致铁生锈的物质有　 　。 14．（2020·宁波模拟）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%。某实验小组将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为146mL)。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下表。 序号 样品 量筒起始读数/mL 量筒最终读数/mL 所需时间/min ① 1g铁粉、0.2g碳和10滴水 100 72 约120 ② 1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl 100 71.9 约70 ③ \ \ \ （1）实验①和②说明NaCl可以 　 　(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。 （2）实验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实验③的样品组成是 　 。（3）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是　 　%(精确到小数点后1位)，试分析该实验结果出现误差的原因 　（写任意一条即可) 15．（2019·浙江模拟）某实验小组对铁的锈蚀进行如下实验。室温时，将包有样品（足量）的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图。观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶（容积150 mL）当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数。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/min ① 1g铁粉、0.2g碳和10滴水 100 70 约120 ② 1g铁粉、0.2g碳和10滴水和少量NaCl 100 70 约70 （1）实验①和②说明NaCl可以　 　（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。 （2）实验开始后，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”） （3）若欲探究碳对铁锈蚀速率的影响，应选择的药品有　 　。 16．（2019·杭州）小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验： 步骤 1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管 a 通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满O2后，在导管 b 处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mLO2后在导管 a 处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。 观察对象 现象 ①干燥的普通铁丝 没有明显变化 ②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑 ③潮湿的纯铁丝 没有明显变化 步骤 2：一段时间后，观察 U 形管内的铁丝，其现象如表所示。 （1）步骤一中，检查U形管内是否已充满O2的方法是　 　. （2）铁制品的锈蚀条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是　 　. （3）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是　 　。 17．（2025九上·椒江期末）同学们设计了如图1所示实验，进行影响铁生锈因素的探究。一周后，试管A中铁钉几乎没有生锈，试管B中铁钉稍有生锈，试管C中铁钉明显生锈，试管D中铁钉严重生锈。 （1）试管B中使用“煮沸并冷却的蒸馏水”，目的是　 　。 （2）对比A、C试管，可得出的结论是　 　。 （3）对比　 　(填字母)试管的实验现象，可知NaCl的存在会加速铁的生锈。 （4）对于试管B中铁钉稍有生锈，同学们展开深入研究。将煮沸并冷却后的蒸馏水倒入烧杯中，再倒入植物油铺满水面，然后将溶解氧传感器插入水中，通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示。根据图像分析，B试管内铁钉生锈的原因是　 　。 18．（2025九上·温州期末）小明发现轮船浸泡在海水中的船体部分发生明显锈蚀。查阅资料发现盐溶液会加速铁锈蚀。是不是铁锈蚀速度随盐溶液溶质质量分数增加一直加快呢?小明开展了如下实验： 实验一：探究铁锈蚀快慢与氯化钠溶液的溶质质量分数的关系。 ①配制等体积不同溶质质量分数的氯化钠溶液。 ②剪出大小相同的铁片若干，用天平测量质量。 ③将铁片分别浸没于不同溶质质量分数的氯化钠溶液中，如图甲所示，标记液面位置。 ④30天后取出铁片，用试剂除锈、清水清洗、干燥后再次测量其质量。 整个过程中补加蒸馏水至标记处。通过相同时间铁片减少的质量比较金属锈蚀快慢，实验结果绘制图像如图乙所示。 实验二：利用氧浓度传感器测量不同溶质质量分数的氯化钠溶液中溶解氧的含量，数据如表所示。 氯化钠溶液溶质质量分数 (%) 0 1.5 3 4.5 6 溶解氧 (毫克/升) 5.85 5.83 5.43 4.95 4.86 （1）为保证铁锈蚀速度测量的准确性，除锈应彻底。若试剂除锈不完全，对铁锈蚀速度测量结果的影响是　 　。 （2）通过实验一发现锈蚀速度并没有随着氯化钠溶液溶质质量分数的增加而一直增加，结合实验二的结果分析锈蚀速度没有一直增加的原因可能是　 　。 （3）小红认为无需控制铁片表面积大小相同，先测量各铁片表面积大小，完成实验后通过计算　 　也可比较铁锈蚀快慢。 19． 如图所示为小博探究铁生锈条件的装置图（图中超细钢丝棉的固定装置未画出）。 （1）据图可知，小博探究的是铁生锈是否需要　 　。 （2）实验开始一段时间后，可观察到形管中两侧液面高低情况是　 　。 （3）为进一步探究温度对铁生锈快慢的影响。小博将该装置（每组装置内超细钢丝棉质量均相等且足量）分别置于不同温度下进行实验，4小时后记录每组形管两端液面高度差，具体数据如下表： 温度/摄氏度 10 20 30 40 50 60 70 形管两端液面高度差/厘米 2 4 6 7 8 8 8 小博分析数据后，在10-50℃范围内，温度越高，铁生锈越快。但小雅观察实验装置并查阅相关资料后，认为小博的实验不能真实反映50摄氏度以后铁生锈的快慢，其理由是50摄氏度后形管两端液面高度差不变。请分析出现该现象的原因：　 　。 学科网（北京）股份有限公司 $$