课题3 防止金属腐蚀的措施 第2课时（同步讲义）化学沪科版五四学制2024九年级全一册

专题9 化学反应的调控 课题3 防止金属腐蚀的措施 第2课时 铁制品的腐蚀与防护 教学目标 1．通过实验探究，分析铁生锈的原因。 2．了解铁生锈的条件，识别并运用防止铁生锈的方法。 3．了解金属的防护措施，知道金属腐蚀的利弊。 重点和难点 重点：铁生锈的条件；防治铁制品生锈的方法。 难点：设计实验探究铁生锈的条件。 ◆知识点一 铁生锈的因素 1．铁制品和铁锈 （1）铁制品主要含 元素，还含有 元素等形成合金，会影响铁制品的性能和锈蚀。 （2）铁锈呈 色， 。 （3）铁锈的主要成分为 （Fe2O3），从组成因素看，可推测铁生锈过程中， 参与了反应。 2．实验探究：探究铁生锈的条件 对比实验：铁在 和 的情况下耗氧量的比较，需控制 、 等其他条件完全相同。 有水 无水 实验装置 实验步骤 在容器中放入一张滤纸，滴入2滴管水，加入5.0g铁粉、0.1g炭粉，插入氧气传感器，连接数据采集器和计算机，轻轻摇动容器，使粉末混合均匀，采集数据。 在容器中放入一张滤纸，加入5.0g铁粉、0.1g炭粉，插入氧气传感器，连接数据采集器和计算机，轻轻摇动容器，使粉末混合均匀，采集数据。 实验数据 实验分析 氧气浓度明显下降，铁粉 ，氧气 氧气浓度几乎不变，铁粉 ，氧气 实验结论 含碳杂质的铁，在 的空气中更容易与氧气反应而被腐蚀。 3．铁生锈的条件：铁与 和 同时接触。 4．拓展延伸：设计实验探究铁生锈的条件 控制变量做对比实验：分别控制氧气和水两个变量 实验一 实验二 实验三 实验设计 铁钉与 和 同时接触 铁钉只与 且 的蒸馏水接触 铁钉只与 的空气接触 实验现象 （水面附近 ） 实验分析 对比实验一和实验二，可知铁生锈需要与 接触； 对比实验一和实验三，可知铁生锈需要与 接触。 实验结论 铁生锈的条件是：铁与 和 同时接触。 说明 煮沸且迅速冷却的蒸馏水几乎不含有 。 5．铁生锈的原理：铁与空气中的 ，发生一系列复杂的化学反应，生成 的过程。 特别提醒： 铁生锈是铁与氧气和水同时作用的结果，缺少其中一个条件都不能生锈。 即学即练 1．下列实践项目与所述化学知识没有关联的是 选项 劳动实践 化学知识 A 晾晒湿衣服 水在一定条件下可发生分解反应 B 擦干洗净后的铁锅 铁在潮湿的空气中易生锈 C 用活性炭等自制净水器 活性炭具有吸附性 D 堆放杂物的纸箱着火时用水浇灭 降低温度至着火点以下 A．A B．B C．C D．D 2．铁画是将铁片和铁丝锻打焊接而成的一种工艺品。下列关于铁画生锈与防护的描述中不正确的是 A．铁画生锈后质量变大 B．铁画应存放在干燥的环境中 C．铁画生锈后表面会出现黑色固体 D．铁画表面涂油可以防止生锈 3．某些食品包装袋内常有“双吸收剂”，用来吸收氧气和水分，下列物质属于“双吸收剂”的是 A．碳粉 B．铁粉 C．氢氧化钠 D．生石灰 ◆知识点二 防止铁制品生锈的方法 1. 生活中常见的防锈措施 物品 铁围栏 衣架 铁哑铃 铸铁锅 防锈措施 刷油漆 浸塑 镀铬 搪瓷 自行车的构件采取的防锈措施：车身 、链条 、钢圈 。 2．防止铁制品生锈的原理：隔绝 ；隔绝 。 3．防止铁制品生锈的方法： （1）保持 ； （2）在铁制品表面覆盖 ； 如： 、 、 、 、通过化学反应使表面生成一层 保护膜等。 （3）改变内部结构：制成合金。如：不锈钢。 4．金属腐蚀的利弊与应用 （1）金属腐蚀的危害：铁锈对人体有害；大量金属设备因腐蚀而报废。 （2）金属腐蚀的利用： ① “脱氧剂”：主要成分是 ，可放入食品、茶叶、药品等包装内，可吸收氧气，延长 。 ②暖宝宝/暖贴：含铁粉、活性炭、食盐、水等。活性炭和食盐可加速铁粉生锈，铁粉生锈放出热量，能持续放热几小时。 特别提醒： 酸和盐都能加快金属腐蚀的速度，如氯化钠溶液、稀盐酸、稀硫酸等都能加速铁生锈的速度。 即学即练 1．）下列措施有利于防止铁制品锈蚀的是 A．农具上铁锈不及时除去 B．工地上的钢管堆放在潮湿的地方 C．切过酸菜的菜刀不及时清洗 D．家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处 2．铁刀在下列五种情况下，产生锈斑程度由轻到重的顺序是 ①切湿咸菜后放置②切酸菜后放置③切完菜后洗净擦干④切完菜后洗净擦干，再涂上一层花生油⑤切完菜后用水冲洗 A．⑤④③②① B．③②①④⑤ C．②①⑤③④ D．④③⑤①② 一、 铁生锈的条件 1.铁生锈是与 和 同时接触。 2.铁锈的主要成分为氧化铁（Fe2O3），可推测铁生锈过程中， 参与了反应。 3.铁在 和 的情况下耗氧量的比较实验： （1）条件控制：控制 、 等其他条件完全相同。 （2）实验分析：通过传感器数据绘制的图像可知，有水条件下，氧气浓度 ，铁粉生锈，氧气被大量消耗；无水条件下，氧气浓度 ，铁粉未生锈，氧气未被消耗。 （3）实验结论：含碳杂质的铁，在 的空气中更容易与氧气反应而被腐蚀。 3.设计实验探究铁生锈的条件，需要控制氧气和水两个变量进行对比实验。 实践应用 1．劳动谱写时代华章，奋斗创造美好未来。下列劳动项目与所涉及的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 煮沸自来水 煮沸可杀菌消毒，降低水的硬度 B 洗净擦干炒菜后的铁锅 铁在潮湿空气中易生锈 C 用活性炭制作简易净水器 活性炭具有导电性 D 利用秸秆发酵产生沼气 沼气中含有的甲烷可作燃料 A．A B．B C．C D．D 2．小李在学习完“金属的利用与保护”相关内容后，回想起自己某次去海滩游玩，发现海边的铁栏杆都有不同程度的锈斑，并且与海水接触的栏杆的锈蚀程度比其他地方的更明显，于是对铁生锈的原因产生兴趣，和同学们一起按照如图装置进行实验。 已知：①钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，实验所用蒸馏水均经过煮沸处理，其中氧气含量可忽略不计； ②海水中含有大量氯化钠(食盐的主要成分)。 (1)实验一周后，观察到注射器A中钢丝棉 (填“有”或“无”)锈斑出现，活塞 (填“向上”“向下”或“不”)移动，产生该现象的原因是 。 (2)注射器B中干燥剂的作用是 ，对比注射器 (填字母)和注射器B中的现象，可证明铁生锈需要与水接触。 (3)对比注射器A和注射器C中的现象，可得到的实验结论是 。 (4)相同时间内，与注射器A相比，注射器D中的活塞移动距离更大，说明 。 (5)结合实验说明与海水接触的铁栏杆比其他地方生锈更严重的原因是 。 (6)在生活中防止铁栏杆生锈的措施有 (写一条)。 二、 防止铁生锈 1．铁锈 ，易吸收空气中的水分。铁制品表面的铁锈需及时除去，否则铁生锈的速度会加快，直至完全生锈。 2．防止铁生锈的原理：隔绝 。 3．防止铁生锈的方法： （1）保持表面的 ； （2）在铁制品表面覆盖 ；如刷油漆、涂油、浸塑、镀其他金属、搪瓷、生成氧化物薄膜等。 （3）改变 ：制成不锈钢等。 实践应用 1．下列措施有利于防止铁制品锈蚀的是 A．农具上铁锈不及时除去 B．工地上的钢管堆放在潮湿的地方 C．切过酸菜的菜刀不及时清洗 D．家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处 2．下列对金属的防护措施不合理的是 A．齿轮表面涂油 B．制成合金 C．下雨天可将铁制品放在室外 D．车圈镀铬 考点一 铁生锈的条件 【例1】铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是 A．喷漆的栏杆 B．涂油的链条 C．未擦干的铁锅 D．不锈钢保温杯 解题要点 铁生锈的条件是：与氧气和水同时接触。铁锈的主要成分：Fe2O3∙H2O ，疏松多孔，易吸水。 【变式1-1】下列对铁片的处理方式中，容易导致其生锈的是 A．在表面喷漆 B．制成不锈钢 C．在表面涂油 D．泡在海水中 【变式1-2】某些食品包装袋内常有一小包“双吸剂”，用来吸收氧气和水分，以防食品腐蚀变质。下列物质可作“双吸剂”的是 A．生石灰 B．铁粉 C．炭粉 D．烧碱 考点二 实验探究铁生锈的条件 【例2】对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。实验中可观察到②中铁丝生锈，④中铁丝加热至一定温度后发生剧烈燃烧。下列说法中正确的是 A．对比①②可知，铁生锈的条件之一：与水接触 B．对比①③可知，铁生锈的条件之一：与O2接触 C．对比②④可知，铁燃烧的条件之一：温度达到着火点 D．实验结束并冷却到室温后，④中的气球会变大 解题要点 实验需控制变量，共三个实验，两组对比。 实验1.铁钉与氧气和水同时接触，生锈； 实验2.铁钉只与水接触，不生锈； 实验3.铁钉只与空气接触，不生锈。 实验1、2对比，证明铁生锈需要与氧气接触；实验1、3对比，证明铁生锈需要与水接触。 【变式2-1】在探究铁生锈条件的实验中，如图所示。依据所学知识可知下列说法不正确的是 A．试管A、C对比即可得出铁生锈的条件 B．试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是除去蒸馏水中溶解的氧气 C．试管B中铁钉不易生锈 D．试管D中铁钉生锈的速率比C快 【变式2-2】下列四个对比实验设计不能达到目的的是 A．证明能加速的分解 B．探究水是铁生锈的主要条件之一 C．探究氧气的浓度是影响燃烧剧烈程度的因素之一 D．探究燃烧的条件之一是温度到达着火点以上 考点三 防止铁生锈的方法 【例3】防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径，以下防锈措施不合理的是 A．表面覆盖耐腐蚀金属 B．在自来水中长时间浸泡 C．优化材料制成不锈钢 D．在防锈袋内密封保存 解题要点 1．防锈的原理：隔绝氧气；隔绝水 2．防锈的方法： ①保持表面的洁净和干燥； ②在铁制品表面覆盖保护膜。 如：涂油、刷漆、镀其他金属、搪瓷、通过化学反应使表面生成一层致密的氧化物保护膜 ③制成合金。如：不锈钢。 【变式3-1】铁画是铁片和铁丝锻打焊接成图画的一种工艺品，至今已有三百多年的历史，下列关于铁画的生锈与防护的描述中不正确的是 A．表面涂漆防止生锈 B．铁画应悬挂在干燥的环境中 C．铁画生锈后表面会出现黑色固体 D．经常清扫表面的灰尘可以防止生锈 【变式3-2】以中国传统神话故事为原型的春节档电影《哪吒之魔童闹海》票房突破145亿，向世界展示了中国文化，也加深了我们的文化自信。电影情节中包含许多化学知识，哪吒所使用的火尖枪是由金属铁制作而成，以下做法不能有效防止火尖枪生锈的是 A．在枪身上涂油进行保养 B．在枪头镀一层耐腐蚀的铬 C．将铁质枪身换成不锈钢 D．用湿布包裹后存放在山洞中 基础达标 1．（2025·辽宁朝阳·一模）铁是我们最常见的金属。下列有关铁的说法正确的是 A．铁在干燥的空气中不易生锈，说明铁不与氧气反应 B．将铁制品表面镀铬可以防止生锈，因为铬的金属活动性比铁弱 C．铁在潮湿的空气中容易生锈，生成主要成分为FeO的红褐色固体 D．自行车链条涂油防锈，其原理是隔绝了氧气和水 2．（2025·山东青岛·中考真题）下列做法有利于防止金属生锈的是 A．自行车淋雨后未及时擦干 B．给室外铁制篮球架刷油漆 C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D．经常用食盐水清洗铁制品 3．（2025·河南商丘·一模）下列所示实验中，铁钉能生锈的是 A． B． C． D． 4．（2025·广东·模拟预测）2024年6月30日，世界超级工程深中通道正式通车。深中大桥是中山最长的跨海大桥，主缆由锌铝合金镀层高强度钢丝组成，在钢丝表面镀上镀层的主要目的是 A．提高钢丝的硬度 B．防止钢丝生锈 C．增加美观度 D．降低材料成本 5．（2025·河南南阳·三模）河南博物院是首批中央、地方共建国家级博物馆之一，陈列了玉柄铁剑等非常珍贵的文物。为防止铁、铜一类材质的文物生锈，下列做法合理的是 A．定期用清水冲洗，除去灰尘 B．放于体验区，让观众触摸 C．放在充满氮气的展览柜中 D．用食盐水除去剑身的锈斑 6．一种“贴身暖宝宝”贴的标签如图所示，下列说法错误的是 品名：XX牌贴身暖宝宝 成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等 内袋材料：微孔透气无纺布 外袋材料：不透气塑科 用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时 A．铁粉和活性炭都属于单质 B．暖宝宝中加入稀硫酸会产生气泡 C．暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热 D．内袋使用透气材料的原因是使袋内的物质与氧气接触 7．探究铁的化学性质，小宇同学将盛有铁屑的量筒塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中（如图所示），数天后，他观察到的现象是 A．铁屑不生锈，量筒内液面上升 B．铁屑不生锈，量筒内液面高度不上升 C．铁屑生锈，量筒内液面上升 D．铁屑生锈，量筒内液面高度不变 8．取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图装置进行试验，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，记录试验数据如表，下列说法错误的是 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 铁钉质量/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 A．实验是探究铁钉的质量对铁钉腐蚀快慢的影响 B．温度越高，铁腐蚀越快 C．50℃以后，试管中的氧气可能耗尽，铁钉的腐蚀停止 D．每次试验开始时水的质量保持一致 9．（2025·江苏扬州·二模）钢丝棉由直径约的低碳钢制成。用钢丝棉直接连接电池的正负两极，钢丝棉瞬间剧烈燃烧，生成能被磁铁吸引的黑色固体。下列说法不正确的是 A．低碳钢具有良好的延展性 B．该实验利用了通电发热的原理 C．钢丝棉燃烧的产物为 D．存放钢丝棉要注意防潮、防火 10．（2025·山东青岛·中考真题）下列做法有利于防止金属生锈的是 A．自行车淋雨后未及时擦干 B．给室外铁制篮球架刷油漆 C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D．经常用食盐水清洗铁制品 11．（2024·辽宁·一模）埋藏在地下两千多年的越王勾践剑，出土时依然光彩夺目。下列原因分析中错误的是 A．埋藏的环境非常潮湿 B．剑表面可能有一层保护膜 C．埋藏的环境中氧气少 D．宝剑由抗腐蚀性能好的合金制成 12．（23-24九年级上·山东东营·期末）下图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是 A．铁制品废弃后易与水、氧气等物质作用而锈蚀 B．铁矿石冶炼成铁的原理是在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 C．生铁是由铁和碳等元素组成的合金，属于化合物 D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染 13．（2025·湖南常德·二模）我国自主研发的厚的超薄不锈钢箔材让高精尖设备制造更上一个台阶。下列有关说法正确的是 A．超薄不锈钢具有良好的延展性 B．回收超薄不锈钢没有意义 C．超薄不锈钢遇水就会生锈 D．超薄不锈钢硬度比纯铁小 综合应用 14．（24-25九年级上·陕西西安·期末）图1为探究空气中氧气含量的实验，集气瓶内壁均匀涂抹一层用水润湿的铁粉，利用氧气传感器测得集气瓶内氧气含量（体积分数）的变化如图2所示。下列有关说法不正确的是 A．m的数值约为21 B．用水润湿铁粉是为了使铁粉附着在集气瓶内壁 C．将水换成食盐水进行实验，可加快反应速率 D．实验完毕后黑色的铁粉会变成红褐色固体 15．（2025·山东·二模）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 200s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 16.（2025·辽宁营口·二模）保护金属资源的措施之一是防止金属腐蚀。下列措施不能防止铁制品生锈的是 A．镀一层耐腐蚀金属 B．存放在潮湿的空气中 C．在表面涂油 D．涂防锈漆 17．（2025·山东济南·一模）铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石(保温作用)和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用如图装置进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是 A．“暖宝宝”发热原理是Fe粉与、反应 B．由浓度变化推测，Fe粉可用作食品脱氧剂 C．封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料 D．“暖宝宝”能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物表面积能影响反应速率 18．铁锈蚀会造成资源浪费，可利用铁锈蚀的原理转“害”为“利”，如用于食品保鲜的双吸剂、冬天取暖使用的“暖宝宝”等。某化学兴趣小组对铁锈蚀的原理及应用进行了探究。 【查阅资料】 ①某品牌双吸剂的成分为：还原铁粉（有疏松多孔的结构）。 ②某品牌暖宝宝的成分为：铁粉、活性炭、蛭石、吸水性树脂、食盐。 ③蛭石：一种天然矿物，加工后具有极强的保温隔热性能。 ④吸水性树脂：一种新型高分子材料，吸水能力强，可反复吸收水、释放水。 【实验1】如图1是教材中铁的锈蚀实验装置图，该实验观察到的现象是导管内有一段液柱上升，现同学们用等量还原铁粉代替细铁丝行进行实验，在较短时间内就观察到烧杯中的溶液倒吸入锥形瓶中。 (1)实验中，铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水作用生成氢氧化亚铁，该反应的化学方程式为 ，铁生锈属于 氧化。 (2)用还原铁粉代替细铁丝进行实验，造成水倒吸速度变快的原因是 。 【实验2】同学们按如图2的实验装置进行实验，在三颈烧瓶内装入少量水和5g某品牌暖宝宝，测量时间为1100s，采集的数据如图： (3)结合图3分析，图2中发生的反应将化学转变为 能。 (4)结合图4分析，实验1中导管内水柱上升的原因是 。 (5)结合图5分析，造成湿度逐渐增大的原因可能与 有关。 【实验3】化学小组继续探究“暖宝宝”能较快且持续放热的原因。 实验 药品 现象 ① 铁粉（12g）、空气、10%溶液 200s时，温度升高到35.9℃，但不能保持 ② 铁粉（12g）、空气、10%溶液、活性炭（8g） 200s时，温度升高到46.4℃，但不能保持 ③ 暖宝宝成分（12g） 200s时，温度升高到60℃，并长时间保持 (6)对比实验①和实验②，可推测 显著加快了铁粉锈蚀的速率。 (7)暖宝宝成分中蛭石的作用是 。 拓展培优 19.（2025·江苏泰州·一模）某铁系食品脱氧剂中含有铁粉、活性炭、食盐等。设计实验①~④探究脱氧剂中活性炭和食盐的作用，并利用温度传感器测得对应实验集气瓶中温度随时间变化的曲线如题14图所示。下列说法不正确的是 实验序号 铁粉/g 水/mL 活性炭/g NaCl/g ① 2 5 0 0 ② 2 5 0 0.1 ③ 2 5 0.2 0 ④ 2 5 0.2 0.1 A．该脱氧剂使用过程中放出热量 B．该脱氧剂可吸收氧气和水，能延长食物的保存时间 C．对比实验①和③，得出活性炭对脱氧剂脱氧有促进作用 D．对比实验①和④，得出氯化钠更有利于脱氧剂脱氧 20．（2025·四川泸州·二模）某实验小组做了揭秘“暖宝宝”的跨学科实践活动。图一是某品牌的“暖宝宝”贴的标签，将拆除包装的暖贴放入三颈烧瓶中密封，按图二中装置(夹持仪器已略去)采用湿度、氧气浓度、温度传感器收集数据，各数据随时间变化曲线如下(图中I、Ⅱ、Ⅲ)。 品名：XX牌贴身暖宝宝 成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等 内袋材料：微孔透气无纺布 外袋材料：不透气塑料 用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时 图一 (1)随着时间推移，从相对湿度，氧气浓度，温度的变化，说明暖贴使用过程中，铁生锈消耗了氧气和 ，并 热量。(填“吸收”或“放出”)。 (2)若将暖贴中的粉末加入稀硫酸发生反应的化学方程式为 。 (3)下列关于暖贴的说法不正确的是_____。 A．利用铁生锈原理，铁粉还可用于食品保鲜 B．铁制品刷油漆、镀铬镍等方式均可防止锈蚀 C．外袋用不透气的塑料袋是为了保温 D．暖贴内袋一般使用透气透气材料的目的是使袋内的物质与氧气接触 (4)根据暖宝宝的成分的性质可以用于测空气中氧气含量的实验，如图三所示，取用足量暖宝宝贴，往150mL集气瓶(温度计和暖宝宝贴所占体积忽略不计)中加入50mL水，右侧连接装有50mL空气的注射器。实验过程中不断缓慢推拉注射器，直到读数不再改变，记录读数。 重复4次上述实验，多次实验的目的是为了减小误差，记录数据如表： 实验次数 1 2 3 4 注射器剩余气体读数 18.7mL 15.1mL 18.9mL 18.8mL 根据实验数据计算，空气中氧气含量为 (用百分数表示，结果精确至0.1%)。 21．（24-25八年级下·黑龙江大庆·期中）广东属于沿海省份，某化学学习小组对海边铁生锈的现象进行了如下探究。 任务一    海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多，为了研究海水是否会加快铁的生锈，设计以下数字化实验： 实验 实验用品 实验1 长5cm、直径1mm的铁丝，15mL蒸馏水 实验2 长5cm、直径1mm的铁丝，15mL海水 (1)根据图1，说明铁生锈会 (选填“吸收”或“放出”)热量。 (2)根据以上两个图像，可以得出结论： 。 任务二    很多跨海大桥的钢铁表面可以通过涂铝层防止铁被腐蚀，为了探究大桥利用铝保护钢铁的原因，提出猜想：铝的金属活动性比铁强，先被海水腐蚀。设计如图所示对比实验。 (3)若左侧烧杯内铁片出现锈迹，右侧烧杯内观察到 ，则说明猜想正确。 (4)你认为选择铝保护钢铁的可能原因还有 。 任务三    铁制品放在水中，表面用油液封，可以延缓铁生锈。为探究这一情况，设计如下实验：将蒸馏水煮沸后迅速冷却至室温(12℃)，取等体积水样于2个烧杯中，其中一个烧杯加5L花生油进行“油封”，用溶解氧传感器测定两个水样中溶解氧含量。 溶解氧含量/(mg•L-1 时间/h 0 2 6 12 24 36 48 实验 ①未油封 2.42 4.75 6.44 8.45 10.10 10.43 10.51 ②油封 2.43 3.02 4.28 4.81 6.47 7.20 7.98 已知：12℃时，未煮沸的蒸馏水中溶解氧含量为10.68mg•L-1。 (5)由实验得出的下列结论正确的是______(填字母)。 A．“油封”的方式能完全隔绝氧气在水中的溶解 B．通过加热煮沸并冷却，可以明显降低水中含氧量 C．“油封”和“未油封”水样中的溶解氧含量均随时间的增加而呈增大趋势 (6)实验中，放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是 。 【反思与评价】 (7)生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”，其主要原因是 。 22．（24-25九年级上·安徽淮南·阶段练习）有些食品袋里装有一小袋铁粉作保鲜剂，化学兴趣小组对一包使用过且已经生锈的保鲜剂进行探究。 【提出猜想】 (1)使用过的保鲜剂可能的组成：①只有铁锈；② 。 【实验探究】保鲜剂中含量的探究 称取保鲜剂样品1.0g装入硬质玻璃管中，按图1所示的装置进行实验。开始时缓缓通入气体，过一段时间后再加热使其充分反应，待反应完全后，继续通气体直至玻璃管冷却。 (2)先通入气体一段时间后再加热的目的是 。 (3)反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表： 反应前 反应后 玻璃管和保鲜剂的总质量128.0g 玻璃管和固体物质的总质量为127.79g ①装置中发生反应的化学方程式为 。 ②分析表中的数据后，得出实验装置在反应前后固体质量差值0.21g是 (填标号)。 a．保鲜剂中铁的质量 b．保鲜剂中氧化铁的质量 c．保鲜剂中氧化铁与通过反应生成的铁的质量差 【反思评价】 (4)图1中装置存在的不足之处是 。 【实验探究】 (5)在如图2所示，保鲜袋中装有保鲜剂，将、、湿度(测水蒸气)传感器探头放入保鲜袋中(有少量空气)，然后快速向袋内呼出气体直到吹满，再打开仪器开始采集数据。采集的数据如图所示，纵坐标均为某气体体积分数(%)，横坐标均为时间(s)。据图回答下列问题： ①表示体积分数变化的曲线是 (选填“M”、“N”、“Q”)。 ②查阅文献得知，利用铁的缓慢氧化原理来测量封闭容器内的氧气含量时，可以将氧气消耗至大约1%，但此处氧气剩余含量明显偏高，试解释原因 (写出一条即可)。 ③实验中，没有生成二氧化碳，但它的含量仍然发生了变化，请根据图象作出解释 。 18 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题9 化学反应的调控 课题3 防止金属腐蚀的措施 第2课时 铁制品的腐蚀与防护 教学目标 1．通过实验探究，分析铁生锈的原因。 2．了解铁生锈的条件，识别并运用防止铁生锈的方法。 3．了解金属的防护措施，知道金属腐蚀的利弊。 重点和难点 重点：铁生锈的条件；防治铁制品生锈的方法。 难点：设计实验探究铁生锈的条件。 ◆知识点一 铁生锈的因素 1．铁制品和铁锈 （1）铁制品主要含铁元素，还含有碳元素等形成合金，会影响铁制品的性能和锈蚀。 （2）铁锈呈红棕色，疏松多孔。 （3）铁锈的主要成分为氧化铁（Fe2O3），从组成因素看，可推测铁生锈过程中，氧气参与了反应。 2．实验探究：探究铁生锈的条件 对比实验：铁在有水和无水的情况下耗氧量的比较，需控制铁粉、碳粉等其他条件完全相同。 有水 无水 实验装置 实验步骤 在容器中放入一张滤纸，滴入2滴管水，加入5.0g铁粉、0.1g炭粉，插入氧气传感器，连接数据采集器和计算机，轻轻摇动容器，使粉末混合均匀，采集数据。 在容器中放入一张滤纸，加入5.0g铁粉、0.1g炭粉，插入氧气传感器，连接数据采集器和计算机，轻轻摇动容器，使粉末混合均匀，采集数据。 实验数据 实验分析 氧气浓度明显下降，铁粉生锈，氧气被消耗 氧气浓度几乎不变，铁粉未生锈，氧气未消耗 实验结论 含碳杂质的铁，在潮湿的空气中更容易与氧气反应而被腐蚀。 3．铁生锈的条件：铁与氧气和水同时接触。 4．拓展延伸：设计实验探究铁生锈的条件 控制变量做对比实验：分别控制氧气和水两个变量 实验一 实验二 实验三 实验设计 铁钉与空气和水同时接触 铁钉只与煮沸且迅速冷却的蒸馏水接触 铁钉只与干燥的空气接触 实验现象 生锈（水面附近生锈更严重） 不生锈 不生锈 实验分析 对比实验一和实验二，可知铁生锈需要与氧气接触； 对比实验一和实验三，可知铁生锈需要与水接触。 实验结论 铁生锈的条件是：铁与氧气和水同时接触。 说明 煮沸且迅速冷却的蒸馏水几乎不含有氧气。 5．铁生锈的原理：铁与空气中的氧气和水，发生一系列复杂的化学反应，生成铁的化合物的过程。 特别提醒： 铁生锈是铁与氧气和水同时作用的结果，缺少其中一个条件都不能生锈。 即学即练 1．下列实践项目与所述化学知识没有关联的是 选项 劳动实践 化学知识 A 晾晒湿衣服 水在一定条件下可发生分解反应 B 擦干洗净后的铁锅 铁在潮湿的空气中易生锈 C 用活性炭等自制净水器 活性炭具有吸附性 D 堆放杂物的纸箱着火时用水浇灭 降低温度至着火点以下 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A、晾晒湿衣服是水从液态变为气态的物理变化（蒸发），不涉及水的化学分解，该选项不正确； B、铁和氧气、水共同接触时会生锈，擦干洗净后的铁锅，能防止其生锈，该选项正确； C、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味等，则可用于净水，该选项正确； D、堆放杂物的纸箱着火时用水浇灭，能降低温度至可燃物着火点以下，从而灭火，该选项正确。 故选A。 2．铁画是将铁片和铁丝锻打焊接而成的一种工艺品。下列关于铁画生锈与防护的描述中不正确的是 A．铁画生锈后质量变大 B．铁画应存放在干燥的环境中 C．铁画生锈后表面会出现黑色固体 D．铁画表面涂油可以防止生锈 【答案】C 【详解】A、铁与空气中的氧气和水分发生化学反应，生成铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，因此铁画生锈后质量变大，故选项说法正确； B、铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，铁画应悬挂在干燥的环境中，可以防止生锈，故选项说法正确； C、铁锈的主要成分是氧化铁，铁画生锈后表面会出现红棕色固体，故选项说法不正确； D、铁画表面涂油隔绝空气和水，可以防止生锈，故选项说法正确。 故选C。 3．某些食品包装袋内常有“双吸收剂”，用来吸收氧气和水分，下列物质属于“双吸收剂”的是 A．碳粉 B．铁粉 C．氢氧化钠 D．生石灰 【答案】B 【详解】A、常温下碳的化学性质不活泼，因此常温下碳粉不能和氧气反应，也不能和水反应，不是双吸剂，A选项错误； B、铁粉能和氧气、水反应而生锈，是双吸剂，B选项正确； C、氢氧化钠不能和氧气反应，只能吸收水，不是双吸剂，C选项错误； D、生石灰是氧化钙，不能和氧气反应，只能和水反应，不是双吸剂，D选项错误。 故选：B。 ◆知识点二 防止铁制品生锈的方法 1. 生活中常见的防锈措施 物品 铁围栏 衣架 铁哑铃 铸铁锅 防锈措施 刷油漆 浸塑 镀铬 搪瓷 自行车的构件采取的防锈措施：车身喷漆、链条涂油、钢圈镀铬。 2．防止铁制品生锈的原理：隔绝氧气；隔绝水 3．防止铁制品生锈的方法： （1）保持表面的洁净和干燥； （2）在铁制品表面覆盖保护膜； 如：涂油、刷油漆、镀其他金属、搪瓷、通过化学反应使表面生成一层致密的氧化物保护膜等。 （3）改变内部结构：制成合金。如：不锈钢。 4．金属腐蚀的利弊与应用 （1）金属腐蚀的危害：铁锈对人体有害；大量金属设备因腐蚀而报废。 （2）金属腐蚀的利用： ① “脱氧剂”：主要成分是铁粉，可放入食品、茶叶、药品等包装内，可吸收氧气，延长保质期。 ②暖宝宝/暖贴：含铁粉、活性炭、食盐、水等。活性炭和食盐可加速铁粉生锈，铁粉生锈放出热量，能持续放热几小时。 特别提醒： 酸和盐都能加快金属腐蚀的速度，如氯化钠溶液、稀盐酸、稀硫酸等都能加速铁生锈的速度。 即学即练 1．）下列措施有利于防止铁制品锈蚀的是 A．农具上铁锈不及时除去 B．工地上的钢管堆放在潮湿的地方 C．切过酸菜的菜刀不及时清洗 D．家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处 【答案】D 【详解】A、铁锈结构疏松，会吸收水，无法隔绝内部铁与水和氧气接触，反而会加速锈蚀；错误。 B、潮湿环境提供充足水分，钢管易与氧气反应生锈；错误。 C、酸菜含酸性物质，酸会与铁反应，加速腐蚀；错误。 D、 涂油隔绝氧气和水，干燥环境减少水分，双重防护有效防锈；正确。 故选 D。 2．铁刀在下列五种情况下，产生锈斑程度由轻到重的顺序是 ①切湿咸菜后放置②切酸菜后放置③切完菜后洗净擦干④切完菜后洗净擦干，再涂上一层花生油⑤切完菜后用水冲洗 A．⑤④③②① B．③②①④⑤ C．②①⑤③④ D．④③⑤①② 【答案】D 【详解】①切湿咸菜后放置，食盐能加快铁锈蚀的速率； ②切酸菜后放置，铁能与酸反应，能加快铁锈蚀的速率； ③切完菜后洗净擦干，铁不容易生锈； ④切完菜后洗净擦干，再涂上一层花生油，能隔绝氧气和水，铁不容易生锈； ⑤切完菜后用水冲洗，铁能与氧气、水充分接触，容易生锈； 故产生锈斑程度由轻到重的顺序是④③⑤①②。 故选D。 一、 铁生锈的条件 1.铁生锈是与氧气和水同时接触。 2.铁锈的主要成分为氧化铁（Fe2O3），可推测铁生锈过程中，氧气参与了反应。 3.铁在有水和无水的情况下耗氧量的比较实验： （1）条件控制：控制铁粉、碳粉等其他条件完全相同。 （2）实验分析：通过传感器数据绘制的图像可知，有水条件下，氧气浓度明显下降，铁粉生锈，氧气被大量消耗；无水条件下，氧气浓度几乎不变，铁粉未生锈，氧气未被消耗。 （3）实验结论：含碳杂质的铁，在潮湿的空气中更容易与氧气反应而被腐蚀。 3.设计实验探究铁生锈的条件，需要控制氧气和水两个变量进行对比实验。 实践应用 1．劳动谱写时代华章，奋斗创造美好未来。下列劳动项目与所涉及的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 煮沸自来水 煮沸可杀菌消毒，降低水的硬度 B 洗净擦干炒菜后的铁锅 铁在潮湿空气中易生锈 C 用活性炭制作简易净水器 活性炭具有导电性 D 利用秸秆发酵产生沼气 沼气中含有的甲烷可作燃料 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、 煮沸自来水时，高温能杀死细菌（杀菌消毒），同时能使硬水中的钙、镁离子形成沉淀，从而降低水的硬度。选项正确； B、 铁锅洗净后擦干是为了防止生锈，因为铁在潮湿空气中会与氧气、水发生反应，生成铁锈，选项正确； C、活性炭常用于净水器是因为其多孔结构具有吸附性，能吸附水中的色素、异味和杂质，与导电性无关。选项错误； 2．小李在学习完“金属的利用与保护”相关内容后，回想起自己某次去海滩游玩，发现海边的铁栏杆都有不同程度的锈斑，并且与海水接触的栏杆的锈蚀程度比其他地方的更明显，于是对铁生锈的原因产生兴趣，和同学们一起按照如图装置进行实验。 已知：①钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，实验所用蒸馏水均经过煮沸处理，其中氧气含量可忽略不计； ②海水中含有大量氯化钠(食盐的主要成分)。 (1)实验一周后，观察到注射器A中钢丝棉 (填“有”或“无”)锈斑出现，活塞 (填“向上”“向下”或“不”)移动，产生该现象的原因是 。 (2)注射器B中干燥剂的作用是 ，对比注射器 (填字母)和注射器B中的现象，可证明铁生锈需要与水接触。 (3)对比注射器A和注射器C中的现象，可得到的实验结论是 。 (4)相同时间内，与注射器A相比，注射器D中的活塞移动距离更大，说明 。 (5)结合实验说明与海水接触的铁栏杆比其他地方生锈更严重的原因是 。 (6)在生活中防止铁栏杆生锈的措施有 (写一条)。 【答案】(1) 有 向上 钢丝棉发生锈蚀的过程中消耗氧气，使注射器内压强减小 (2) 吸收注射器中的水蒸气，保持注射器内部干燥 A (3)铁生锈需要与氧气接触 (4)食盐水会加快铁的锈蚀 (5)海水中含有大量氯化钠，会加快铁的锈蚀 (6)刷漆(合理即可) 【详解】（1）注射器A中钢丝棉与氧气和水接触，故实验一周后，观察到注射器A中钢丝棉有锈斑出现； 钢丝棉生锈消耗了氧气，会导致装置内气体减少，压强减小，故活塞向上移动； （2）注射器B中干燥剂的作用是吸收注射器中的水蒸气，保持注射器内部干燥； 注射器A中钢丝棉与氧气和水接触，一段时间后生锈，注射器B中钢丝棉只与氧气接触，一段时间后不生锈，故对比注射器A和注射器B中的现象，可证明铁生锈需要与水接触； （3）注射器A中钢丝棉与氧气和水接触，一段时间后生锈，注射器C中钢丝棉与水接触，一段时间后不生锈，说明铁生锈需要与氧气接触； （4）注射器A、D的区别在于注射器A中钢丝棉用蒸馏水润湿，注射器D中钢丝棉用食盐水润湿，相同时间内，注射器D活塞移动距离更大，说明注射器D中消耗氧气更多，因此可说明食盐水会加快铁的锈蚀； （5）海水中含有的氯化钠是食盐的主要成分，会加快铁的锈蚀，因此与海水接触的铁栏杆比其他地方生锈更严重； （6）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止铁栏杆生锈可隔绝氧气和水，如刷漆。 二、 防止铁生锈 1．铁锈疏松多孔，易吸收空气中的水分。铁制品表面的铁锈需及时除去，否则铁生锈的速度会加快，直至完全生锈。 2．防止铁生锈的原理：隔绝氧气和水。 3．防止铁生锈的方法： （1）保持表面的洁净和干燥； （2）在铁制品表面覆盖保护膜；如刷油漆、涂油、浸塑、镀其他金属、搪瓷、生成氧化物薄膜等。 （3）改变内部结构：制成不锈钢等。 实践应用 1．下列措施有利于防止铁制品锈蚀的是 A．农具上铁锈不及时除去 B．工地上的钢管堆放在潮湿的地方 C．切过酸菜的菜刀不及时清洗 D．家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处 【答案】D 【详解】A、铁锈结构疏松，会吸收水，无法隔绝内部铁与水和氧气接触，反而会加速锈蚀；错误。 B、潮湿环境提供充足水分，钢管易与氧气反应生锈；错误。 C、酸菜含酸性物质，酸会与铁反应，加速腐蚀；错误。 D、 涂油隔绝氧气和水，干燥环境减少水分，双重防护有效防锈；正确。 故选 D。 2．下列对金属的防护措施不合理的是 A．齿轮表面涂油 B．制成合金 C．下雨天可将铁制品放在室外 D．车圈镀铬 【答案】C 【详解】A、齿轮表面涂油，可以隔绝氧气和水，防止金属锈蚀，不符合题意； B、制成合金，合金比组成它的纯金属耐腐蚀，可以防止金属锈蚀，不符合题意； C、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，下雨天将铁制品放在室外，会加速铁的锈蚀，符合题意； D、车圈镀铬，可以隔绝氧气和水，防止其锈蚀，不符合题意。 故选C。 考点一 铁生锈的条件 【例1】铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是 A．喷漆的栏杆 B．涂油的链条 C．未擦干的铁锅 D．不锈钢保温杯 【答案】C 【详解】铁生锈是铁与氧气、水发生化学反应的过程，生锈的条件是：铁、氧气和水同时存在。防止生锈的方法包括隔绝空气或水分（如涂漆、涂油）或使用抗腐蚀材料（如不锈钢）。 A、喷漆是在铁表面形成了一层致密的保护层，隔绝了氧气和水，阻止了铁的生锈，所以此选项不符合题意； B、涂油是在铁表面形成油膜，隔绝了氧气和水，有效的防止铁生锈，因此不易生锈，所以此选项不符合题意； C、锅未擦干，表面残留水分，提供了生锈所需的水，同时暴露在空气中，有充足的氧气，完全满足生锈条件，因此最容易生锈，所以此选项符合题意； D、不锈钢是铁合金（含铬、镍等），表面形成致密的氧化铬保护层，隔绝氧气和水，具有抗腐蚀性。因此不易生锈，所以此选项不符合题意。 故选C。 解题要点 铁生锈的条件是：与氧气和水同时接触。铁锈的主要成分：Fe2O3∙H2O ，疏松多孔，易吸水。 【变式1-1】下列对铁片的处理方式中，容易导致其生锈的是 A．在表面喷漆 B．制成不锈钢 C．在表面涂油 D．泡在海水中 【答案】D 【详解】A、铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水等发生化学反应的过程，在铁片表面喷漆，可以隔绝水和氧气，达到防锈的目的，故选项不符合题意； B、将铁片制成不锈钢，由于不锈钢是铁合金，合金结构更稳定，抗腐蚀性更强，故选项不符合题意； C、在铁片表面涂油，可以隔绝水和氧气，达到防锈的目的，故选项不符合题意； D、将铁片泡在海水中，海水含盐，能加速电化学腐蚀，促进生锈，故选项符合题意。 故选D。 【变式1-2】某些食品包装袋内常有一小包“双吸剂”，用来吸收氧气和水分，以防食品腐蚀变质。下列物质可作“双吸剂”的是 A．生石灰 B．铁粉 C．炭粉 D．烧碱 【答案】B 【详解】A、生石灰只能吸收水分，不能与氧气反应，不能用作“双吸剂”，故选项错误； B、铁粉能和水、氧气反应生成铁锈，铁锈很疏松，易吸水，可以用作“双吸剂”，故选项正确； C、炭粉常温下不与氧气、水分反应，不能用作“双吸剂”，故选项错误； D、烧碱具有吸水性，但不与氧气反应，不能用作“双吸剂”，故选项错误。 故选：C。 考点二 实验探究铁生锈的条件 【例2】对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。实验中可观察到②中铁丝生锈，④中铁丝加热至一定温度后发生剧烈燃烧。下列说法中正确的是 A．对比①②可知，铁生锈的条件之一：与水接触 B．对比①③可知，铁生锈的条件之一：与O2接触 C．对比②④可知，铁燃烧的条件之一：温度达到着火点 D．实验结束并冷却到室温后，④中的气球会变大 【答案】A 【详解】A、①中铁钉只与氧气接触，不生锈；②中铁钉同时与水和氧气接触，生锈，则对比①②可知，铁生锈的条件之一是与水接触，说法正确，符合题意； B、①中铁钉只与氧气接触，不生锈；③中铁钉只与二氧化碳接触，不生锈，则对比①③不能得出铁生锈的条件之一是与接触，说法错误，不符合题意； C、探究铁燃烧的条件之一是温度达到着火点，则变量为温度，其他条件相同，应对比①④，说法错误，不符合题意； D、④中铁丝加热至一定温度后发生剧烈燃烧，该反应放出热量，温度升高，气球变大，随着反应的进行，氧气被消耗，气体减少，则反应结束冷却至室温后，压强减小，气球变小，说法错误，不符合题意。 故选：A。 解题要点 实验需控制变量，共三个实验，两组对比。 实验1.铁钉与氧气和水同时接触，生锈； 实验2.铁钉只与水接触，不生锈； 实验3.铁钉只与空气接触，不生锈。 实验1、2对比，证明铁生锈需要与氧气接触；实验1、3对比，证明铁生锈需要与水接触。 【变式2-1】在探究铁生锈条件的实验中，如图所示。依据所学知识可知下列说法不正确的是 A．试管A、C对比即可得出铁生锈的条件 B．试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是除去蒸馏水中溶解的氧气 C．试管B中铁钉不易生锈 D．试管D中铁钉生锈的速率比C快 【答案】A 【详解】A、A中铁钉和氧气接触不和水接触不生锈，C中铁钉和氧气、水接触生成，变量为水，说明铁生锈需要水，但无法得出铁生锈需要氧气。符合题意； B、气体溶解度随温度升高而升高。煮沸可以尽最大可能的除去水中溶解的气体。试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是除去蒸馏水中溶解的氧气，避免干扰实验。不符合题意； C、B中铁钉不和氧气接触，不易生锈。不符合题意； D、氯化钠溶液会加速铁钉的锈蚀，所以试管D中铁钉生锈的速率比C快。不符合题意； 故选A。 【变式2-2】下列四个对比实验设计不能达到目的的是 A．证明能加速的分解 B．探究水是铁生锈的主要条件之一 C．探究氧气的浓度是影响燃烧剧烈程度的因素之一 D．探究燃烧的条件之一是温度到达着火点以上 【答案】D 【分析】对比实验是为了探究某一因素对实验的影响，而运用控制变量法进行对比实验的探究方法；解答时要根据实验目的分清实验中的定量和变量，其他条件相同且只有一个变量，出现不同的现象，才能达到对比实验的目的。 【详解】A、图中实验，加入二氧化锰的试管中有大量气泡产生，另一支试管中无明显现象，可证明MnO2能加速H2O2的分解，该对比实验设计能达到目的，故A选项不符合题意； B、U型管右端的铁丝能与氧气、水充分接触，U型管左端的铁丝只能与干燥的空气接触；一段时间后，U型管右端的铁丝生锈，U型管左端的铁丝没有生锈，可用于探究铁生锈条件之一是与水充分接触，该对比实验设计能达到目的，故B选项不符合题意； C、图中实验，除空气和氧气外，其它条件相同，根据硫分别在空气和氧气中燃烧现象的不同，可探究氧气浓度对燃烧的影响，该对比实验设计能达到目的，故C选项不符合题意； D、图中实验，左端瓶中的白磷温度能达到着火点，不能与氧气接触，不燃烧；右端试剂瓶中的白磷能与氧气接触，但温度没有达到着火点，不燃烧，不能探究燃烧的条件之一是温度到达着火点以上，该对比实验设计不能达到目的，故D选项符合题意。 故选D。 考点三 防止铁生锈的方法 【例3】防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径，以下防锈措施不合理的是 A．表面覆盖耐腐蚀金属 B．在自来水中长时间浸泡 C．优化材料制成不锈钢 D．在防锈袋内密封保存 【答案】B 【详解】A、金属锈蚀的主要条件是金属与氧气和水同时接触；在金属表面覆盖耐腐蚀金属，隔绝氧气和水，防止内部金属锈蚀，故选项防锈措施合理； B、自来水含水和溶解氧，长时间浸泡会持续提供锈蚀条件，故选项防锈措施不合理； C、优化材料制成不锈钢，改变金属结构，可以增强抗腐蚀性，故选项防锈措施合理； D、在防锈袋内密封保存，隔绝氧气和水，防止锈蚀，故选项防锈措施合理。 故选B。 解题要点 1．防锈的原理：隔绝氧气；隔绝水 2．防锈的方法： ①保持表面的洁净和干燥； ②在铁制品表面覆盖保护膜。 如：涂油、刷漆、镀其他金属、搪瓷、通过化学反应使表面生成一层致密的氧化物保护膜 ③制成合金。如：不锈钢。 【变式3-1】铁画是铁片和铁丝锻打焊接成图画的一种工艺品，至今已有三百多年的历史，下列关于铁画的生锈与防护的描述中不正确的是 A．表面涂漆防止生锈 B．铁画应悬挂在干燥的环境中 C．铁画生锈后表面会出现黑色固体 D．经常清扫表面的灰尘可以防止生锈 【答案】C 【详解】A、表面涂漆隔绝空气和水，既美观又可以防止生锈，故选项说法正确； B、铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，铁画应悬挂在干燥的环境中，故选项说法正确； C、铁锈的主要成分是氧化铁，铁画生锈后表面会出现红棕色固体，故选项说法不正确； D、铁表面的灰尘能够吸收水蒸气，从而促进铁生锈，经常清扫表面的灰尘，能防止生锈，故选项说法正确。 故选C。 【变式3-2】以中国传统神话故事为原型的春节档电影《哪吒之魔童闹海》票房突破145亿，向世界展示了中国文化，也加深了我们的文化自信。电影情节中包含许多化学知识，哪吒所使用的火尖枪是由金属铁制作而成，以下做法不能有效防止火尖枪生锈的是 A．在枪身上涂油进行保养 B．在枪头镀一层耐腐蚀的铬 C．将铁质枪身换成不锈钢 D．用湿布包裹后存放在山洞中 【答案】D 【详解】A、在枪身上涂油进行保养，能在铁表面形成一层保护膜，隔绝氧气和水，可有效防止火尖枪生锈，该做法正确； B、在枪头镀一层耐腐蚀的铬，铬能在铁表面形成致密的保护膜，阻止铁与氧气、水接触，能有效防止生锈，该做法正确； C、将铁质枪身换成不锈钢，不锈钢抗腐蚀性能强，可有效防止生锈，该做法正确； D、用湿布包裹后存放在山洞中，湿布会使铁与水充分接触，山洞中也有一定湿度和氧气，铁会与氧气、水同时接触，会加快铁生锈的速度，不能有效防止火尖枪生锈，该做法错误。 故选D。 基础达标 1．（2025·辽宁朝阳·一模）铁是我们最常见的金属。下列有关铁的说法正确的是 A．铁在干燥的空气中不易生锈，说明铁不与氧气反应 B．将铁制品表面镀铬可以防止生锈，因为铬的金属活动性比铁弱 C．铁在潮湿的空气中容易生锈，生成主要成分为FeO的红褐色固体 D．自行车链条涂油防锈，其原理是隔绝了氧气和水 【答案】D 【详解】A、铁在干燥空气中不易生锈，是因为生锈需要水和氧气同时存在，缺少水时反应缓慢。但铁在常温下能与氧气反应生成氧化铁（如铁粉在空气中缓慢氧化），错误； B、镀铬防锈的原理是铬在表面形成致密的氧化层，隔绝氧气和水，从而保护铁，与活动性无关，错误； C、铁在潮湿空气中生锈，生成铁锈的主要成分是三氧化二铁（Fe2O3），颜色为红棕色，错误； D、涂油后，油膜覆盖在铁表面，隔绝了氧气和水，从而阻止生锈反应。正确。 故选D。 2．（2025·山东青岛·中考真题）下列做法有利于防止金属生锈的是 A．自行车淋雨后未及时擦干 B．给室外铁制篮球架刷油漆 C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D．经常用食盐水清洗铁制品 【答案】B 【详解】A. 自行车淋雨后表面残留水分，提供生锈所需的水分条件，会加速生锈。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故A错误。 B. 油漆能形成一层致密的保护层，隔绝铁与氧气和水分的接触，从而有效防止生锈。因此，这种做法有利于防止金属生锈。故B正确。 C. 潮湿环境含有大量水分，会促进铁与氧气、水的反应，加速生锈。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故C错误。 D.食盐水中的盐分会加速铁的腐蚀，使生锈更快。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故D错误。 故选B。 3．（2025·河南商丘·一模）下列所示实验中，铁钉能生锈的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A、铁生锈需要与氧气和水同时接触，A中铁钉只与氮气接触，缺少水和氧气，铁钉不能生锈，故A错误； B、铁生锈需要与氧气和水同时接触，B中只与氧气接触，铁钉不能生锈，故B错误； C、铁生锈需要与氧气和水同时接触，C中蒸馏水煮沸后几乎不含氧气，铁钉不能生锈，故C错误； D、铁生锈需要与氧气和水同时接触，D中铁钉能与氧气和水接触，会生锈，故D正确。 故选D。 4．（2025·广东·模拟预测）2024年6月30日，世界超级工程深中通道正式通车。深中大桥是中山最长的跨海大桥，主缆由锌铝合金镀层高强度钢丝组成，在钢丝表面镀上镀层的主要目的是 A．提高钢丝的硬度 B．防止钢丝生锈 C．增加美观度 D．降低材料成本 【答案】B 【详解】钢丝的主要成分是铁，铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，在钢丝表面镀上镀层的主要目的是隔绝氧气和水，防止钢丝生锈。 故选B。 5．（2025·河南南阳·三模）河南博物院是首批中央、地方共建国家级博物馆之一，陈列了玉柄铁剑等非常珍贵的文物。为防止铁、铜一类材质的文物生锈，下列做法合理的是 A．定期用清水冲洗，除去灰尘 B．放于体验区，让观众触摸 C．放在充满氮气的展览柜中 D．用食盐水除去剑身的锈斑 【答案】C 【详解】A、定期用清水冲洗铁、铜文物，会使文物与水接触，在空气中氧气的作用下，会加速生锈，做法不合理，不符合题意； B、放于体验区让观众触摸，人的手上可能有汗液等物质，其中的盐分等会加速铁、铜的锈蚀，而且观众触摸可能会对文物造成物理损伤，做法不合理，不符合题意； C、氮气的化学性质不活泼，放在充满氮气的展览柜中，能隔绝氧气和水，可防止铁、铜一类材质的文物生锈，做法合理，符合题意； D、食盐水会加速铁的锈蚀，不能用食盐水除去剑身的锈斑，反而会使锈蚀情况更严重，做法不合理，不符合题意。 故选C。 6．一种“贴身暖宝宝”贴的标签如图所示，下列说法错误的是 品名：XX牌贴身暖宝宝 成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等 内袋材料：微孔透气无纺布 外袋材料：不透气塑科 用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时 A．铁粉和活性炭都属于单质 B．暖宝宝中加入稀硫酸会产生气泡 C．暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热 D．内袋使用透气材料的原因是使袋内的物质与氧气接触 【答案】A 【详解】A、铁粉是由铁元素组成的纯净物，属于单质，活性炭的主要成分是碳，属于混合物，故A说法错误； B、暖宝宝中加入稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，可观察到会产生气泡，故B说法正确； C、铁与氧气和水通性接触会发生锈蚀，铁生锈，放热，则暖宝宝发热的原理主要是利用铁生锈放热，故C说法正确； D、内袋使用透气材料的原因是使袋内的物质与氧气接触，铁与氧气和水接触会发生锈蚀，铁生锈，放热，则可以使暖宝宝发热，故D说法正确； 故选：A。 7．探究铁的化学性质，小宇同学将盛有铁屑的量筒塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中（如图所示），数天后，他观察到的现象是 A．铁屑不生锈，量筒内液面上升 B．铁屑不生锈，量筒内液面高度不上升 C．铁屑生锈，量筒内液面上升 D．铁屑生锈，量筒内液面高度不变 【答案】C 【详解】铁和氧气、水共同作用生成铁锈，由于消耗了氧气，是量筒内气压减小，在外界气压作用下，使量筒内水面上升。故选：C。 8．取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图装置进行试验，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，记录试验数据如表，下列说法错误的是 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 铁钉质量/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 A．实验是探究铁钉的质量对铁钉腐蚀快慢的影响 B．温度越高，铁腐蚀越快 C．50℃以后，试管中的氧气可能耗尽，铁钉的腐蚀停止 D．每次试验开始时水的质量保持一致 【答案】A 【详解】A、该实验探究的是温度对铁钉腐蚀快慢的影响，而不是铁钉的质量对铁钉腐蚀快慢的影响，故选项说法错误； B、从表格数据可以看出，在一定温度范围内，温度越高，铁钉增加的质量越大，说明铁钉腐蚀越快 ，故选项说法正确； C、在50℃以后，铁钉增加的质量不再增加，可能是因为试管中的氧气耗尽，导致铁钉的腐蚀停止，说明铁钉腐蚀越快，故选项说法正确；   D、每次试验开始时水的质量保持一致，这是为了控制变量，确保实验结果是由温度这一因素引起的，故选项说法正确； 故选：A。 9．（2025·江苏扬州·二模）钢丝棉由直径约的低碳钢制成。用钢丝棉直接连接电池的正负两极，钢丝棉瞬间剧烈燃烧，生成能被磁铁吸引的黑色固体。下列说法不正确的是 A．低碳钢具有良好的延展性 B．该实验利用了通电发热的原理 C．钢丝棉燃烧的产物为 D．存放钢丝棉要注意防潮、防火 【答案】C 【详解】A、钢丝棉是由低碳钢制成的细丝，直径约0.125～0.189毫米，说明低碳钢具有良好的延展性，不符合题意； B、用9V电池直接接触钢丝棉，发现钢丝棉瞬间剧烈燃烧起来，是利用了通电发热的原理，温度达到了钢丝棉的着火点，故钢丝棉燃烧，不符合题意； C、钢丝棉是由低碳钢制成的细丝，钢的主要成分是铁，铁燃烧生成四氧化三铁，不是氧化铁，符合题意； D、钢丝棉能燃烧，说明其具有可燃性，故存放钢丝棉需要注意防火，铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，故存放钢丝棉要注意防潮，防止其生锈，不符合题意； 故选C。 10．（2025·山东青岛·中考真题）下列做法有利于防止金属生锈的是 A．自行车淋雨后未及时擦干 B．给室外铁制篮球架刷油漆 C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D．经常用食盐水清洗铁制品 【答案】B 【详解】A. 自行车淋雨后表面残留水分，提供生锈所需的水分条件，会加速生锈。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故A错误。 B. 油漆能形成一层致密的保护层，隔绝铁与氧气和水分的接触，从而有效防止生锈。因此，这种做法有利于防止金属生锈。故B正确。 C. 潮湿环境含有大量水分，会促进铁与氧气、水的反应，加速生锈。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故C错误。 D.食盐水中的盐分会加速铁的腐蚀，使生锈更快。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故D错误。 故选B。 11．（2024·辽宁·一模）埋藏在地下两千多年的越王勾践剑，出土时依然光彩夺目。下列原因分析中错误的是 A．埋藏的环境非常潮湿 B．剑表面可能有一层保护膜 C．埋藏的环境中氧气少 D．宝剑由抗腐蚀性能好的合金制成 【答案】A 【详解】A、环境非常潮湿，说明水较多，能够加速金属生锈，故A不正确； B、剑身表面可能有一层致密的保护膜，能够减缓金属生锈速率，故B正确； C、埋藏的环境中氧气少，能够减缓金属生锈速率，故C正确； D、宝剑由抗腐蚀性能好的合金制成，能够减缓金属生锈速率，故D正确； 故选：A。 12．（23-24九年级上·山东东营·期末）下图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是 A．铁制品废弃后易与水、氧气等物质作用而锈蚀 B．铁矿石冶炼成铁的原理是在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 C．生铁是由铁和碳等元素组成的合金，属于化合物 D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染 【答案】C 【详解】A、铁的生锈是铁、氧气、水三种物质共同作用的结果，铁制品废弃后易与水、氧气等物质作用而锈蚀，选项正确； B、自然界中，铁以化合物的形式存在于铁矿石中，铁矿石冶炼成铁的原理是在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来而得到单质铁，选项正确； C、生铁是由铁和碳等元素组成的合金，属于混合物，选项错误； D、废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染，选项正确。 故选C。 13．（2025·湖南常德·二模）我国自主研发的厚的超薄不锈钢箔材让高精尖设备制造更上一个台阶。下列有关说法正确的是 A．超薄不锈钢具有良好的延展性 B．回收超薄不锈钢没有意义 C．超薄不锈钢遇水就会生锈 D．超薄不锈钢硬度比纯铁小 【答案】A 【详解】A、根据我国自主研发的厚的超薄不锈钢箔材让高精尖设备制造更上一个台阶，说明超薄不锈钢具有良好的延展性，A项正确； B、不锈钢属于金属材料，回收超薄不锈钢可以节约金属资源，减少污染，具有重大意义，B项错误； C、铁生锈需要同时与水和氧气接触，不锈钢是铁的合金，具有一定的抗腐蚀性，C项错误； D、合金的硬度比组成它的纯金属大，不锈钢是铁合金，则超薄不锈钢硬度比纯铁大，D项错误； 故选A。 综合应用 14．（24-25九年级上·陕西西安·期末）图1为探究空气中氧气含量的实验，集气瓶内壁均匀涂抹一层用水润湿的铁粉，利用氧气传感器测得集气瓶内氧气含量（体积分数）的变化如图2所示。下列有关说法不正确的是 A．m的数值约为21 B．用水润湿铁粉是为了使铁粉附着在集气瓶内壁 C．将水换成食盐水进行实验，可加快反应速率 D．实验完毕后黑色的铁粉会变成红褐色固体 【答案】B 【详解】A、空气中氧气的体积分数大约为21%，因此在开始时，集气瓶内的氧气含量m的数值约为21，故选项说法正确； B、用水润湿铁粉的主要目的是为了提供水分，促进铁与氧气和水之间的反应（即锈蚀反应），而不是单纯为了附着在集气瓶内壁，故选项说法不正确； C、食盐能加速铁的生锈，因此将水换成食盐水进行实验，可加快反应速率，故选项说法正确； D、铁粉生锈产生红褐色的铁锈。因此，实验完毕后黑色的铁粉会变成红褐色固体，故选项说法正确。 故选B。 15．（2025·山东·二模）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 200s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，故选项正确； 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，故选项正确； C、②没加食盐，氧气含量为15%，③加食盐后，氧气含量为8%，加食盐后，氧气含量减少增大，铁生锈速度加快，说明食盐能加快铁锈蚀，故选项正确； 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，故选项错误。 故选：D。 16.（2025·辽宁营口·二模）保护金属资源的措施之一是防止金属腐蚀。下列措施不能防止铁制品生锈的是 A．镀一层耐腐蚀金属 B．存放在潮湿的空气中 C．在表面涂油 D．涂防锈漆 【答案】B 【详解】铁生锈的条件是同时接触氧气和水。防止生锈需隔绝两者之一或全部。 A、 镀耐腐蚀金属（如镀锌）可隔绝氧气和水，有效防锈，不符合题意； B、潮湿空气中铁接触水和氧气，加速生锈，无法防锈，符合题意； C、涂油隔绝氧气和水，有效防锈，不符合题意； D、涂防锈漆形成保护层，隔绝氧气和水，有效防锈，不符合题意。 故选B。 17．（2025·山东济南·一模）铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石(保温作用)和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用如图装置进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是 A．“暖宝宝”发热原理是Fe粉与、反应 B．由浓度变化推测，Fe粉可用作食品脱氧剂 C．封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料 D．“暖宝宝”能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物表面积能影响反应速率 【答案】C 【详解】A、“暖宝宝” 中，铁粉与H2O、O2发生缓慢氧化反应，该过程会放出热量，所以发热原理是铁粉与水、氧气反应，A选项正确； B、从氧气浓度变化图可知，随着反应进行氧气浓度明显下降，说明铁粉能与氧气反应消耗氧气，因此铁粉可用作食品脱氧剂，B选项正确； C、“暖宝宝” 需要与氧气和水发生反应来发热，但如果外包装透水透气，容易导致内部物质受潮变质等问题，影响其正常使用，所以外包装不应是透水透气的材料，C选项错误； D、“暖宝宝” 中是铁粉，与铁钉相比，铁粉表面积更大，能快速放热，而铁钉生锈需较长时间，说明反应物表面积能影响反应速率，D选项正确。 故选：C。 18．铁锈蚀会造成资源浪费，可利用铁锈蚀的原理转“害”为“利”，如用于食品保鲜的双吸剂、冬天取暖使用的“暖宝宝”等。某化学兴趣小组对铁锈蚀的原理及应用进行了探究。 【查阅资料】 ①某品牌双吸剂的成分为：还原铁粉（有疏松多孔的结构）。 ②某品牌暖宝宝的成分为：铁粉、活性炭、蛭石、吸水性树脂、食盐。 ③蛭石：一种天然矿物，加工后具有极强的保温隔热性能。 ④吸水性树脂：一种新型高分子材料，吸水能力强，可反复吸收水、释放水。 【实验1】如图1是教材中铁的锈蚀实验装置图，该实验观察到的现象是导管内有一段液柱上升，现同学们用等量还原铁粉代替细铁丝行进行实验，在较短时间内就观察到烧杯中的溶液倒吸入锥形瓶中。 (1)实验中，铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水作用生成氢氧化亚铁，该反应的化学方程式为 ，铁生锈属于 氧化。 (2)用还原铁粉代替细铁丝进行实验，造成水倒吸速度变快的原因是 。 【实验2】同学们按如图2的实验装置进行实验，在三颈烧瓶内装入少量水和5g某品牌暖宝宝，测量时间为1100s，采集的数据如图： (3)结合图3分析，图2中发生的反应将化学转变为 能。 (4)结合图4分析，实验1中导管内水柱上升的原因是 。 (5)结合图5分析，造成湿度逐渐增大的原因可能与 有关。 【实验3】化学小组继续探究“暖宝宝”能较快且持续放热的原因。 实验 药品 现象 ① 铁粉（12g）、空气、10%溶液 200s时，温度升高到35.9℃，但不能保持 ② 铁粉（12g）、空气、10%溶液、活性炭（8g） 200s时，温度升高到46.4℃，但不能保持 ③ 暖宝宝成分（12g） 200s时，温度升高到60℃，并长时间保持 (6)对比实验①和实验②，可推测 显著加快了铁粉锈蚀的速率。 (7)暖宝宝成分中蛭石的作用是 。 【答案】(1) 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2 缓慢 (2)还原铁粉有疏松多孔的结构，增大了与水和氧气的接触面积，反应速率加快 (3)热 (4)锥形瓶中氧气减少，导致瓶内压强减小 (5)温度 (6)活性炭 (7)保温隔热 【详解】（1）铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成氢氧化亚铁，反应的化学方程式为：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2； 铁生锈，是铁与空气中的氧气、水发生的不易察觉的缓慢的氧化反应； （2）用还原铁粉代替细铁丝进行实验，造成水倒吸速度变快的原因是还原铁粉有疏松多孔的结构，增大了与水和氧气的接触面积，反应速率加快； （3）结合图3，随时间温度升高，图2中发生的反应将化学能转变为热能； （4）结合图4氧气含量逐渐下降，实验1中导管内水柱上升的原因是锥形瓶中氧气减少，导致瓶内压强减小； （5）结合图5分析，造成湿度逐渐增大的原因可能与温度有关，即温度升高，加快了水变成水蒸气的速率； （6）对比实验①和实验②，变量是是否加入了活性炭，可推测活性炭显著加快了铁粉锈蚀的速率； （7）暖宝宝成分中蛭石的作用是保温隔热。 拓展培优 19.（2025·江苏泰州·一模）某铁系食品脱氧剂中含有铁粉、活性炭、食盐等。设计实验①~④探究脱氧剂中活性炭和食盐的作用，并利用温度传感器测得对应实验集气瓶中温度随时间变化的曲线如题14图所示。下列说法不正确的是 实验序号 铁粉/g 水/mL 活性炭/g NaCl/g ① 2 5 0 0 ② 2 5 0 0.1 ③ 2 5 0.2 0 ④ 2 5 0.2 0.1 A．该脱氧剂使用过程中放出热量 B．该脱氧剂可吸收氧气和水，能延长食物的保存时间 C．对比实验①和③，得出活性炭对脱氧剂脱氧有促进作用 D．对比实验①和④，得出氯化钠更有利于脱氧剂脱氧 【答案】D 【详解】A、由图可知，过程中温度升高，则说明该脱氧剂使用过程中放出热量，该选项说法正确； B、铁可与氧气和水共同作用，所以铁系食品脱氧剂可吸收氧气和水，该选项说法正确； C、对比实验①③可知，③的温度升高更快，说明反应更快，两个实验的变量为活性炭，则说明活性炭对脱氧剂脱氧有促进作用，该选项说法正确； D、实验①④中，有两个变量（活性炭和氯化钠），则无法确定氯化钠是否利于脱氧剂脱氧，该选项说法不正确。 故选D。 20．（2025·四川泸州·二模）某实验小组做了揭秘“暖宝宝”的跨学科实践活动。图一是某品牌的“暖宝宝”贴的标签，将拆除包装的暖贴放入三颈烧瓶中密封，按图二中装置(夹持仪器已略去)采用湿度、氧气浓度、温度传感器收集数据，各数据随时间变化曲线如下(图中I、Ⅱ、Ⅲ)。 品名：XX牌贴身暖宝宝 成分：袋内物质：铁粉、水、活性炭、食盐等 内袋材料：微孔透气无纺布 外袋材料：不透气塑料 用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上，打开外袋后保持温暖12小时 图一 (1)随着时间推移，从相对湿度，氧气浓度，温度的变化，说明暖贴使用过程中，铁生锈消耗了氧气和 ，并 热量。(填“吸收”或“放出”)。 (2)若将暖贴中的粉末加入稀硫酸发生反应的化学方程式为 。 (3)下列关于暖贴的说法不正确的是_____。 A．利用铁生锈原理，铁粉还可用于食品保鲜 B．铁制品刷油漆、镀铬镍等方式均可防止锈蚀 C．外袋用不透气的塑料袋是为了保温 D．暖贴内袋一般使用透气透气材料的目的是使袋内的物质与氧气接触 (4)根据暖宝宝的成分的性质可以用于测空气中氧气含量的实验，如图三所示，取用足量暖宝宝贴，往150mL集气瓶(温度计和暖宝宝贴所占体积忽略不计)中加入50mL水，右侧连接装有50mL空气的注射器。实验过程中不断缓慢推拉注射器，直到读数不再改变，记录读数。 重复4次上述实验，多次实验的目的是为了减小误差，记录数据如表： 实验次数 1 2 3 4 注射器剩余气体读数 18.7mL 15.1mL 18.9mL 18.8mL 根据实验数据计算，空气中氧气含量为 (用百分数表示，结果精确至0.1%)。 【答案】(1) 水或H2O 放出 (2)Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑ (3)C (4)20.8% 【详解】（1）由图示可知，随时间推移，相对湿度、氧气浓度都减小，温度升高，说明铁生锈消耗了氧气和水，并放出热量 。 （2）暖贴中成分铁可与酸发生反应，若将暖贴中的粉末加入稀硫酸，铁与硫酸发生反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑。 （3）A、铁生锈可除去氧气，利用铁生锈原理，铁粉还可用于食品保鲜，防止变质，正确。 B、铁制品刷油漆、镀铬镍等方式均可使铁与氧气、水等隔离，防止锈蚀，正确。 C、外袋用不透气的塑料袋是为了防止空气中水和氧气进入，不正确。 D、暖贴内袋一般使用透气透气材料的目的是使袋内的物质与氧气接触，正确。 故选C。 （4）初始注射器内空气体积为50mL。第一次实验后注射器剩余气体读数为18.7mL，则氧气的体积为50mL−18.7mL=31.3mL；第二次实验后注射器剩余气体读数为15.1mL，则氧气的体积为50mL−15.1mL=34.9mL；第三次实验后注射器剩余气体读数为18.9mL，则氧气的体积为50mL−18.9mL=31.1mL；第四次实验后注射器剩余气体读数为18.8mL，则氧气的体积为50mL−18.8mL=31.2mL，第2组数据明显异常，剔除。所以氧气的平均体积为。集气瓶中原有50mL水，忽略温度计和暖宝宝贴所占体积，整个装置内空气的总体积为150mL−50mL+50mL=150mL，则氧气含量为。 21．（24-25八年级下·黑龙江大庆·期中）广东属于沿海省份，某化学学习小组对海边铁生锈的现象进行了如下探究。 任务一    海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多，为了研究海水是否会加快铁的生锈，设计以下数字化实验： 实验 实验用品 实验1 长5cm、直径1mm的铁丝，15mL蒸馏水 实验2 长5cm、直径1mm的铁丝，15mL海水 (1)根据图1，说明铁生锈会 (选填“吸收”或“放出”)热量。 (2)根据以上两个图像，可以得出结论： 。 任务二    很多跨海大桥的钢铁表面可以通过涂铝层防止铁被腐蚀，为了探究大桥利用铝保护钢铁的原因，提出猜想：铝的金属活动性比铁强，先被海水腐蚀。设计如图所示对比实验。 (3)若左侧烧杯内铁片出现锈迹，右侧烧杯内观察到 ，则说明猜想正确。 (4)你认为选择铝保护钢铁的可能原因还有 。 任务三    铁制品放在水中，表面用油液封，可以延缓铁生锈。为探究这一情况，设计如下实验：将蒸馏水煮沸后迅速冷却至室温(12℃)，取等体积水样于2个烧杯中，其中一个烧杯加5L花生油进行“油封”，用溶解氧传感器测定两个水样中溶解氧含量。 溶解氧含量/(mg•L-1 时间/h 0 2 6 12 24 36 48 实验 ①未油封 2.42 4.75 6.44 8.45 10.10 10.43 10.51 ②油封 2.43 3.02 4.28 4.81 6.47 7.20 7.98 已知：12℃时，未煮沸的蒸馏水中溶解氧含量为10.68mg•L-1。 (5)由实验得出的下列结论正确的是______(填字母)。 A．“油封”的方式能完全隔绝氧气在水中的溶解 B．通过加热煮沸并冷却，可以明显降低水中含氧量 C．“油封”和“未油封”水样中的溶解氧含量均随时间的增加而呈增大趋势 (6)实验中，放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是 。 【反思与评价】 (7)生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”，其主要原因是 。 【答案】(1)放出 (2)海水会促进铁生锈 (3)铁片不出现锈迹 (4)铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜 (5)BC (6)放置两周后水中溶解氧含量都变的较高 (7)隔绝氧气和水 【详解】（1）从图 1 中温度随时间升高可知，铁生锈会放出热量； （2）对比实验 1（铁丝和蒸馏水）与实验 2（铁丝和海水）的图像，发现实验 2 中温度升高更快、氧气浓度下降更快，说明海水会加快铁的生锈； （3）若左侧烧杯内铁片出现锈迹，右侧烧杯内铁片没有出现锈迹，则说明铝先被海水腐蚀，猜想正确； （4）铝在空气中能形成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜可以阻止铝进一步被腐蚀，同时也能对内部的钢铁起到保护作用； （5）A 、从数据看，“油封” 水样溶解氧含量仍有变化，说明 “油封” 不能完全隔绝氧气在水中的溶解，错误； B、已知 12℃时未煮沸的蒸馏水中溶解氧含量为10.68mg•L−1，而煮沸后迅速冷却至室温的水样初始溶解氧含量2.42mg•L−1和2.43mg•L−1，说明通过加热煮沸并冷却，可以明显降低水中含氧量，正确； C、从表格数据可知，“油封” 和 “未油封” 水样中的溶解氧含量均随时间的增加而呈增大趋势，正确。 故选BC； （6）实验中，放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是 “油封” 不能完全隔绝氧气，放置两周后水中溶解氧含量都变高，仍有氧气溶解在水中与铁发生反应。 （7）生活中常用在金属表面涂油的方式 “防生锈”，其主要原因是涂油能隔绝氧气和水，防止金属与氧气、水接触发生锈蚀。 22．（24-25九年级上·安徽淮南·阶段练习）有些食品袋里装有一小袋铁粉作保鲜剂，化学兴趣小组对一包使用过且已经生锈的保鲜剂进行探究。 【提出猜想】 (1)使用过的保鲜剂可能的组成：①只有铁锈；② 。 【实验探究】保鲜剂中含量的探究 称取保鲜剂样品1.0g装入硬质玻璃管中，按图1所示的装置进行实验。开始时缓缓通入气体，过一段时间后再加热使其充分反应，待反应完全后，继续通气体直至玻璃管冷却。 (2)先通入气体一段时间后再加热的目的是 。 (3)反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表： 反应前 反应后 玻璃管和保鲜剂的总质量128.0g 玻璃管和固体物质的总质量为127.79g ①装置中发生反应的化学方程式为 。 ②分析表中的数据后，得出实验装置在反应前后固体质量差值0.21g是 (填标号)。 a．保鲜剂中铁的质量 b．保鲜剂中氧化铁的质量 c．保鲜剂中氧化铁与通过反应生成的铁的质量差 【反思评价】 (4)图1中装置存在的不足之处是 。 【实验探究】 (5)在如图2所示，保鲜袋中装有保鲜剂，将、、湿度(测水蒸气)传感器探头放入保鲜袋中(有少量空气)，然后快速向袋内呼出气体直到吹满，再打开仪器开始采集数据。采集的数据如图所示，纵坐标均为某气体体积分数(%)，横坐标均为时间(s)。据图回答下列问题： ①表示体积分数变化的曲线是 (选填“M”、“N”、“Q”)。 ②查阅文献得知，利用铁的缓慢氧化原理来测量封闭容器内的氧气含量时，可以将氧气消耗至大约1%，但此处氧气剩余含量明显偏高，试解释原因 (写出一条即可)。 ③实验中，没有生成二氧化碳，但它的含量仍然发生了变化，请根据图象作出解释 。 【答案】(1)和 (2)排尽装置内的空气，防止发生爆炸 (3) c (4)缺少尾气处理装置 (5) Q 保鲜剂量不足 因为水蒸气和氧气含量减少，导致二氧化碳的含量相对增多 【详解】（1）化学兴趣小组对一包使用过且已经生锈的保鲜剂进行探究，铁与空气中的氧气和水共同作用反应生成铁锈，铁锈主要成分是氧化铁，则使用过的保鲜剂可能的组成：①只有；②和； （2）具有可燃性，与空气混合遇明火易发生爆炸，因此先通入气体一段时间后再加热的目的是排尽装置内的空气，防止发生爆炸； （3）①装置A中发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为； ②反应前玻璃管和保鲜剂的总质量128.0g，反应后玻璃管和固体物质的总质量为127.79g，一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，则反应前后固体质量差值0.21g是保鲜剂中氧化铁与通过反应生成的铁的质量差，故选：c； （4）一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，因此图1中装置存在的不足之处是缺少尾气处理装置； （5）①人体呼出的气体跟空气组分差不多，只是含量有所变化，在体内由于氧气被消耗，所以氧气含量有所下降，空气中氧气含量为21%，因此呼出的气体中氧气含量应低于21%，但不会降低很多，故表示氧气体积分数变化的曲线是Q； ②氧气有剩余，说明铁与氧气未发生充分反应，因此可以推出铁的量不足，没有将氧气消耗完，故此处氧气剩余含量明显偏高，是因为保鲜剂量不足； ③实验中由于水蒸气和氧气被消耗，生成铁锈，二氧化碳不被消耗，导致二氧化碳的含量相对增多。 13 / 29 学科网（北京）股份有限公司 $