4.3 金属材料的锈蚀与防护（讲义）化学新教材鲁教版五四学制九年级全一册

第四单元 金属 第三节 金属材料的锈蚀与防护 课标要点 1. 通过生活实例引入，认识钢铁锈蚀的现象，理解铁锈蚀的条件，能准确描述铁锈蚀实验的操作与现象，明确盐溶液、酸溶液对铁锈蚀的加速作用。 2. 通过控制变量法设计铁锈蚀的探究实验，能独立分析实验现象、推导实验结论；掌握常见的防锈措施并能解释其防锈原理，了解废旧金属回收的意义与方法。 3. 感受金属锈蚀对生产生活的影响，树立 “预防为主、回收为辅” 的资源意识；体会废旧金属回收对可持续发展的作用，养成节约资源、保护环境的习惯。 学习重难点 重点： 铁锈蚀的条件；控制变量法探究锈蚀因素；常见防锈措施与原理；废旧金属回收的意义。 难点： 控制变量法在锈蚀实验中的应用；铁与铝锈蚀差异的本质；防锈措施的合理选择与实际应用。 知识点 实验探究钢铁锈蚀的因素（重点） 1. 生活中的锈蚀现象 生活中随处可见钢铁锈蚀的场景：教室后门的铁制合页长期磨损掉漆后逐渐生锈；厨房未擦干的铁制菜刀刀刃出现棕黄色锈斑；阳台铁制晾衣架在潮湿空气中表面形成疏松铁锈；雨天骑行后自行车的铁制链条、车把出现斑驳锈迹。这些现象都指向共同的环境因素： 。 2. 实验探究：影响钢铁锈蚀的因素 （1）提出问题：钢铁的锈蚀与哪些因素有关？ （2）作出假设：钢铁的锈蚀与 有关， 可能会加速锈蚀。 （3）设计实验：采用控制变量法，统一使用相同规格、相同洁净程度的铁钉，所有实验放在同一温度环境，观察时间相同。 编号 实验条件 实验现象 ① 铁钉放在干燥的试管中，密封管口（干燥空气） 铁钉 ，不生锈 ② 铁钉全部浸没在煮沸过的蒸馏水中，密封管口（只有水） 铁钉 ，不生锈 ③ 铁钉一半浸入蒸馏水中，试管敞口放置（空气 + 水） 铁钉浸入水中的部分和水面交界处出现明显棕黄色锈斑， 锈蚀最严重 ④ 铁钉一半浸入食盐水中，试管敞口放置（空气 + 水 + 盐） 水面交界处快速出现锈斑，锈蚀速度比实验③ ，锈斑 ⑤ 用食醋浸湿的铁钉放在干燥试管中，敞口放置（空气+酸） 铁钉表面 ，锈蚀 ，铁钉表面逐渐变粗糙 （4）实验结论 ①对照实验①③可知：钢铁锈蚀与 有关； ②对照实验②③可知：钢铁锈蚀与 有关； ③对照实验③④⑤可知： 可以进一步加速钢铁的锈蚀。 ④钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的 等物质发生化学反应的结果。 3. 铁锈的成分与特点 钢铁锈蚀后生成铁锈，主要成分是 。铁锈 ，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速锈蚀，因此铁制品生锈后若不及时除锈，会越锈越严重。 4. 铁与铝的锈蚀对比 金属 锈蚀产物特点 抗腐蚀效果 铁 铁锈（Fe₂O₃） ，易吸附水和氧气 ，锈蚀会持续向内发展 铝 表面生成 ，氧化膜阻止内部铝进一步反应 铝在空气中易与氧气反应： ，生成的氧化膜致密而坚固，相当于给铝制品穿上了一层 “防护衣”，因此铝制品虽然金属活动性比铁 ，但抗锈蚀性能远 铁制品。 特别提醒 1.铁生锈的条件是氧气和水同时存在，缺一不可；只有氧气或只有水时，铁都不会生锈。 2.盐溶液和酸溶液本身不会导致铁生锈，但会大大加快铁锈蚀的速率，因此海边、酸雨地区的铁制品更容易生锈。 3.铁锈不是纯净的 Fe₂O₃，还含有结晶水等杂质，属于混合物；铁生锈是缓慢氧化反应，过程中放热。 易错提醒 易错点 1：铁生锈只需要水，潮湿环境中铁就会生锈 辨析：错误。铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，只有水没有氧气时，铁不会生锈；煮沸过的蒸馏水中几乎不含氧气，铁钉浸没其中不会生锈。 易错点 2：铝制品比铁制品耐腐蚀，是因为铝的金属活动性比铁弱 辨析：错误。铝的金属活动性比铁强，常温下就能迅速与氧气反应；铝耐腐蚀是因为表面生成了致密的氧化铝保护膜，阻止内部继续反应。 易错点 3：铁锈能保护内部的铁，不用及时除锈 辨析：错误。铁锈疏松多孔，会吸附空气中的水和氧气，反而加速内部铁的锈蚀，因此铁制品生锈后要及时除锈并做防护处理。 教材延伸 1.“越王勾践剑” 的不锈之谜 春秋时期的越王勾践剑埋藏地下两千多年仍锋利如新，原因有二：一是宝剑表面经过硫化处理，形成了一层致密的保护层；二是墓室深埋地下，密封好、空气少，地下水呈中性，环境不利于锈蚀发生，体现了古代的金属防护智慧。 2.控制变量法的实验逻辑 探究多个因素对锈蚀的影响时，每次只改变一个因素，控制其他所有因素相同，才能准确判断该因素的作用。探究水的作用要控制氧气相同，探究氧气的作用要控制水相同。 3.生活中的慢氧化应用 铁生锈是缓慢氧化，过程中放热。利用这一原理制作的暖宝宝，内含铁粉、活性炭、食盐等，打开包装后铁粉与氧气、水接触发生锈蚀，持续释放热量；食品包装中的双吸剂也是铁粉，同时吸收氧气和水分，防止食品受潮氧化。 随学随练 1．下列说法正确的是 A．铁锈的主要成分是 B．铁生锈属于缓慢氧化 C．铁在干燥空气中容易生锈 D．铁锈对铁制品起保护作用 2.为证明铁与氧气、水同时接触时易生锈，下列实验必须要做的有 A．①②③ B．②③ C．①③④ D．②③④ 知识点 钢铁的防护与回收利用 1. 防止钢铁锈蚀的原理与措施 防锈原理：破坏铁锈蚀的条件，隔绝 ，就能防止或减缓钢铁的锈蚀。 常见防锈措施分类 防锈思路 具体措施 生活实例 覆盖保护层，隔绝氧气和水 教室铁制课桌腿刷白漆、自行车车架喷漆 覆盖保护层，隔绝氧气和水 、涂油脂 铁锅洗完擦干后涂一层食用油、自行车链条涂油防锈 覆盖保护层，隔绝氧气和水 不锈钢餐具镀铬、精密零件烤蓝处理 保持干燥，隔绝水 擦干水分保持清洁 菜刀用完擦干、铁制黑板槽及时清理水渍、拖把沥干后悬挂 改变内部结构，制成合金 制成 教室门窗用铝合金或不锈钢、餐具用不锈钢材质 2. 废旧金属的回收利用 （1）废旧金属的来源：生活中废弃的铁锅、易拉罐、旧电线、旧自行车零件，工业生产中的边角料、报废设备零件等。 （2）回收利用的意义 ①节约资源：回收 1 吨废钢铁可炼得好钢 0.9 吨，与用矿石冶炼相比，可 ；回收铝制易拉罐比制造新易拉罐节约约 20% 的成本，还可节约 90%～97% 的能源。 ②保护环境：随意丢弃废旧金属会造成土壤污染、水污染，焚烧废旧电线会污染空气；回收利用可减少 ，保护 。 （3）回收注意事项 ①分类回收：铁、铝、铜等金属分类投放，便于后续提纯再利用。 ②特殊处理：废旧电池、含铅汞的电子废弃物属于有毒有害金属制品，必须投入 ，由专业机构处理。 ③减量减排：严禁焚烧废旧金属、私自拆解含重金属的家电，避免造成 。 3. 金属锈蚀的两面性 金属锈蚀并非只有危害，合理利用也能服务生活： （1）暖宝宝：利用铁粉缓慢氧化 的原理，打开包装后铁粉与 反应，持续释放热量，温度可达 50-60℃，用于冬季取暖。 （2）双吸剂：食品包装袋中的铁粉双吸剂，能同时吸收袋内的 ，防止食品受潮发霉、氧化变质，延长食品保质期。 特别提醒 1.防锈不是完全杜绝锈蚀，而是减缓锈蚀速率，延长金属制品的使用寿命。 2.选择防锈措施要结合实际场景：户外大型结构常用刷漆，小型精密零件常用电镀，经常摩擦的部件常用涂油。 3.废旧金属回收是保护金属资源的重要途径，金属资源是不可再生资源，回收比开采更经济、更环保。 易错提醒 易错点 1：只要在铁制品表面刷一层漆，就能永久防锈 辨析：错误。油漆会磨损、脱落，保护层破损后铁就会开始锈蚀，因此要定期检查、及时补涂保护层。 易错点 2：废旧金属已经生锈了，没有回收价值 辨析：错误。锈蚀的金属可以通过冶炼去除铁锈，重新提纯加工成新的金属制品，依然有很高的回收价值。 易错点 3：不锈钢永远不会生锈 辨析：错误。不锈钢只是抗锈蚀能力强，不是绝对不生锈；在强腐蚀环境（如海边、化工厂），不锈钢也会发生锈蚀。 教材延伸 1.工业防锈的先进技术 现代工业中常用热镀锌、阴极保护、钝化处理等先进防锈技术，大幅提升金属构件的使用寿命，桥梁、船舶、高压塔架等大型设施都会采用专业防锈工艺。 2.金属资源的可持续发展 金属矿物是不可再生资源，废旧金属回收是实现金属资源可持续利用的核心途径。我国每年回收大量废钢、废铝，既减少了矿山开采，又降低了冶炼能耗和污染物排放。 3.生活中的防锈小技巧 菜刀用完擦干涂油、自行车链条定期上油、铁制家具避免潮湿环境、五金件生锈可用砂纸打磨后涂指甲油临时防护，都是简单实用的防锈方法。 随学随练 1．防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列金属防锈的做法不恰当的是 A．水龙头表面镀铬 B．自行车链条涂油 C．用“钢丝球”擦拭铝壶上的污渍 D．将使用后的菜刀擦干存放 2．下列叙述正确的是 A．计算机房及精密仪器室建议配用干粉灭火器 B．煤的干馏可得到煤气、焦炭、煤焦油 C．将燃料充分燃烧可有效缓解酸雨的形成 D．给自行车链条镀铬，以防止生锈 、 拓展 金属锈蚀实验探究的创新与改进 实验装置 探究变量 实验创新点 铁锈蚀过程中的压强变化、温度变化，可定量测定不同条件下的锈蚀速率 1. 将数字化传感技术引入传统铁锈蚀探究 2. 同步采集压强、温度两类定量数据 3. 电脑实时记录、处理数据，生成动态曲线 同时探究水、氧气两个变量对铁锈蚀的影响（三组对照：有水有氧气、无水有氧气、有水无氧气） 1. 单套 U 型装置集成三组对照实验 2. 用煮沸冷却的水隔绝氧气，变量控制严谨 水对铁锈蚀的影响；通过气体压强变化，间接反映锈蚀的程度与速率 1. 利用 U 型管液面差，将气体消耗转化为直观的液面变化 2. 植物油液封，隔绝气体与水的接触 高浓度氧气环境下，水对铁锈蚀的影响；可拓展探究氧气浓度对锈蚀的影响 1. 结合气体制备实验，拓展探究纯氧环境下的铁锈蚀规律 2. 干燥剂分级设置，精准控制气体湿度 活学活用 1．根据图1、图2所示装置进行实验，回答下列问题。 (1)图1所示是验证物质溶解时热量变化的实验。将硝酸铵固体加入水中，固体完全溶解，观察到U形管中液面的变化为左高右低，从而得出“硝酸铵固体溶解时___________(填“吸收”或“放出”)热量的结论。若使U形管中液面“左低右高”，可将硝酸铵换为___________。 (2)图2所示是探究铁生锈条件的实验。实验时，将H2O2溶液加入盛有MnO2的锥形瓶，一段时间后，铁丝发生变化。依据___________的现象，得出铁生锈的条件之一为“与水接触”。②处干燥剂的作用为___________。据此条件写出一条防止铁制品生锈的措施：___________。 2．铁的锈蚀对社会生产有利有弊，如暖宝宝就是利用了铁粉生锈放出热量的原理制成的。某化学兴趣小组同学设计实验探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。 【AI检索】同学们利用AI智能工具查询到暖宝宝的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等。 (1)实验中观察到只有湿润的铁丝团表面有明显锈迹，浸没在刚冷却的开水中的铁丝团以及干燥的铁丝团表面均无锈迹。这说明铁生锈实际上是铁与空气中的________发生反应的结果。 (2)某同学提出：暖宝宝中的活性炭或食盐加快了铁的锈蚀速率，你觉得还有可能的情况是________加快了铁的锈蚀速率。 (3)稀盐酸(或稀硫酸)可以去除铁锈，反应的化学方程式为________(写一个)。 题型 铁锈蚀条件的实验探究 ▌例1 兴趣小组同学按照图1完成“铁生锈的条件”实验，3天后观察到试管a中铁钉生锈，7天后观察到试管b中铁钉也生锈了。小组同学又按照图2进行实验。在通风环境中持续采集水中溶解氧浓度，得到数据图像如图3所示。下列说法错误的是 A．将蒸馏水煮沸后冷却可降低水中溶解的氧气量 B．对比a、b两支试管内的现象，说明铁生锈需要与水接触 C．根据图3可知，植物油能够减少氧气的溶解量 D．生活中可在铁制品表面涂上植物油防止生锈，说明植物油可以隔绝水 解题贴士 ・锈蚀实验必须用蒸馏水，排除水中杂质和溶解氧的干扰。 ・实验前打磨铁钉，去除表面氧化膜，保证初始状态一致。 ・判断结论要看清变量，一组对照只能得出一个因素的影响。 ▌对点练1-1 如图是用同一装置完成铁的锈蚀实验和铁丝在氧气中燃烧实验。下列说法不正确的是 A．实验①②对比说明铁的锈蚀需要与水接触 B．实验②③对比说明铁的锈蚀需要与氧气接触 C．④中观察不到火星四射的可能原因是铁丝没有打磨 D．实验完成后烧瓶②中固体质量增加，④中固体质量减小 ▌对点练1-2 某兴趣小组为了探究“铁丝生锈的条件”和“铁丝燃烧的影响因素”，进行如下实验（点燃操作已略去，每个装置不止一个，可以根据实验需要进行选择）。下列判断错误的是 A．对比③④可知：铁丝形状影响铁丝燃烧 B．对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一 C．对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一 D．对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一 题型 防锈措施的判断与应用 ▌例2 今年暑假互联网上一名小伙录制的“我来到了索菲亚大教堂”的视频又让哈尔滨火出了圈，索菲亚教堂以其独有的拜占庭式建筑风格和人文魅力吸引着无数海内外的游客，成为一张哈尔滨靓丽的名片。下列说法错误的是 A．装饰使用的大理石的主要成分是碳酸钙 B．涂料中的红棕色物质含有氧化铁，氧化铁属于金属材料中的合金 C．铺路的沥青是石油炼制得到的产品 D．教堂周围的铁质栏杆很容易生锈可以在外层刷漆防锈 解题贴士 ・防锈分两大类：覆盖保护层（物理隔绝）、改变内部结构（合金化）。 ・选择防锈方法要考虑使用场景：经常摩擦的部位适合涂油，户外大型结构适合刷漆，要求高的用合金。 ・生活中最常用、最经济的防锈方法是保持干燥和刷漆。 ▌对点练2-1 埋藏在地下两千多年的越王勾践剑，出土时依然光彩夺目。下列原因分析中正确的是 A．埋藏的环境非常潮湿 B．土壤疏松氧气较充足 C．埋藏点的土壤呈酸性 D．剑表面可能有保护层 ▌对点练2-2 《齐民要术》中记载了关于金属防护的方法：“铁齿杷……须净拭，置高燥处。”下列做法有利于金属防护的是 A．铁制农具长时间露天放置 B．铝制炊具频繁使用钢丝球擦洗 C．铁制防护栏喷漆处理 D．铁制菜刀切完咸菜后未及时擦拭 题型 金属资源回收与环保应用 ▌例3 下列有关金属资源的利用与防护的说法正确的是 A．回收利用易拉罐可以节约金属资源 B．铁制品锈蚀只与空气中的氧气有关 C．为保护金属资源，应禁止开采矿物 D．应经常用钢丝球擦洗铝锅表面，保持洁净 解题贴士 ・回收金属的核心意义：节约资源、减少污染。 ・有毒有害金属制品（电池、含汞器件）要专门回收，不能随意丢弃。 ・金属回收的经济效益：越活泼的金属，冶炼能耗越高，回收节能越显著，如铝的回收节能效果远好于铁。 ▌对点练3-1 保护金属资源势在必行，下列做法不能有效保护金属资源的是 A．防止金属腐蚀 B．回收利用废旧金属 C．寻找金属的代用品 D．大肆地开采矿物 ▌对点练3-2 金属资源的保护与利用契合绿色化学理念，下列有关金属说法正确的是 A．铁生锈只与氧气有关 B．铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 C．回收废旧金属可节约资源、减少污染 D．银能与稀盐酸反应生成氢气 基础通关 1．（26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述错误的是 A．在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金 B．“真金不怕火炼”说明在高温时金也不与氧气反应 C．常温下，所有金属单质均是固体 D．回收利用废旧金属可保护金属资源 2．（26-27九年级上·天津·期中）暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量（装置见如图）。以下对此改进实验的叙述，错误的是 A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 B．实验前一定要检查装置的气密性 C．此实验中发热剂的多少不影响测量结果 D．此实验测出氧气的体积分数约是18.3% 3．（26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）下列实验中，主要发生化学变化的是 A．活性炭吸附异味 B．比较硬度 C．铝丝加入硫酸铜溶液 D．探究铁生锈的条件 A．A B．B C．C D．D 4．（26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试）在“国宝重器•聚首冰城”海外回流文物特展中，展出了大量青铜礼器、陶瓷珍品等国宝级文物。下列有关文物材质的说法错误的是 A．青铜属于合金，其硬度比纯铜大 B．陶瓷的化学成分主要含有SiO2，SiO2属于金属材料 C．青铜器表面的铜绿[主要成分为Cu2(OH)2CO3]是铜与氧气、水、二氧化碳共同作用形成的 D．文物上的铁锈与铜绿都属于混合物 5．（2026·山东济南·中考真题）为探究金属铁在不同环境下发生腐蚀的差异，化学小组设计的实验装置如图1所示。选取三根相同的洁净铁钉，分别部分浸泡在等体积的稀盐酸、蒸馏水、氯化钠溶液中，用压强传感器测量各试管中的压强，得到压强随时间变化的曲线如图2。下列说法不正确的是 A．曲线③对应的试管中发生的反应可表示为 B．曲线①②压强逐渐减小，主要是因为铁在锈蚀过程中消耗了氧气 C．曲线②比曲线①压强变化慢，说明氯化钠能减缓铁的锈蚀 D．为了防止铁的腐蚀，可在铁的表面涂覆保护层 6．（2026·江苏宿迁·中考真题）食品脱氧剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等。设计实验探究脱氧剂的脱氧原理。 实验1：按图1进行实验，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气的含量变化如图2。 实验2：室温下，在1.0 g脱氧剂中加入不同质量的硅藻土，测定密闭容器中氧气耗尽所需要的时间（即脱氧时间），脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系如图3。 已知：①硅藻土主要作用是吸附水分，同时疏松配料；②硅藻土的用量比=100%。 下列说法正确的是 A．装置①中测得的氧气含量为曲线b B．脱氧剂在脱氧过程中吸收热量 C．由图3可知：硅藻土的最佳用量比是 D．硅藻土用量过多会使铁粉与氧气接触不充分，脱氧时间变长 7．（25-26九年级下·安徽芜湖·自主招生）走近千年文物，青铜器中含有铜单质，在含有的环境中易生成CuCl，随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述正确的有几个 ①CuCl、、三者发生化合反应生成 ②盐酸能有效除去铜绿 ③表面发生锈蚀的青铜器中，铜元素的化合价有3种 ④远洋船舶使用的铜制品易生成氯化铜，进而发生锈蚀，需要做好防锈措施 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 8．（2026·陕西渭南·二模）小组同学利用如图装置进行微型实验。下列分析正确的是 A．该实验说明铁生锈与水有关 B．实验最终观察到活塞向右移动 C．当铁丝不再生锈时，注射器内的气体主要是氧气 D．该实验可探究空气中氧气的含量 9．（2026·广东茂名·三模）某化学兴趣小组用光亮的铁丝和洁净的铁钉做如图实验，下列说法错误的是 A．甲实验中瓶底水的作用是防止集气瓶炸裂 B．只有乙试管中的铁钉生锈明显 C．实验丙和丁对比，说明铁生锈需要氧气 D．根据乙、丙、丁三个实验，可得出涂油或保持干燥均可以防止铁制品生锈 10．（2026·江苏徐州·二模）为探究活性炭、食盐对钢铁锈蚀的影响，进行如下实验：取2.5 g铁粉、6.5 mL水与不同质量的活性炭、食盐均匀混合，然后进行4组实验。下列针对该实验的分析正确的是 实验序号 活性炭质量/g 食盐质量/g 温度上升/℃ ① 0 0 0.1 ② 0.32 0 22.5 ③ m 0.15 13.7 ④ 0.32 0.15 68.4 A．表中m=0.32 B．对比实验①和②可知，活性炭能加快钢铁锈蚀 C．对比实验①和④可知，食盐能加快钢铁锈蚀 D．对比实验②和③可知，活性炭和食盐是钢铁锈蚀的必要条件 11．（2026·江西宜春·模拟预测）南昌海昏侯国遗址博物馆中出土了大量汉代文物，其中蕴含丰富化学知识，请填空： (1)展厅内能闻到淡淡的文物防腐剂气味，从分子的角度解释原因：_______。 (2)海昏侯墓出土的大量墨书竹简，字迹依旧清晰不褪色，是因为常温下碳单质________。 (3)青铜器属于_____（选填“金属”或“合成”）材料，与纯铜相比，青铜的硬度更______（选填“大”或“小”）。 (4)锈蚀严重的汉代铁器，揭示了铁易生锈的性质，请写出一种防止铁制品生锈的方法：____。 12．（2026·河南三门峡·二模）防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径，兴趣小组同学对金属生锈进行了一系列的探究，设计了如下图所示的实验。 (1)要证明铁钉锈蚀过程中一定与水接触，则A、B、C实验中必须完成的是_______。 (2)为除去铁钉表面的铁锈，同学们将生锈的铁钉放入稀盐酸中，请写出盐酸除铁锈的化学方程式：_______；向相同质量的CuO和中分别加入相同质量分数的盐酸，当两种氧化物都恰好完全反应时，CuO与所消耗盐酸的质量比为_______。 13．（2026·陕西咸阳·模拟预测）为了探究铁钉生锈的条件，兴趣小组设计了如下所示的四个对比实验。放置一周后，观察到试管③和④中的铁钉生锈，且试管④中的铁钉锈蚀程度比试管③中的严重。 (1)实验①中，煮沸蒸馏水并迅速冷却的主要目的是_______________________。 (2)对比__________（填序号），可证明氯化钠能加快铁钉锈蚀。 (3)综合分析①②③可知，铁钉生锈是铁与__________共同作用的结果。 14．（2026·重庆·三模）实验是进行科学探究的重要方式。LB化学兴趣小组设计如图实验探究铁生锈的条件： 【资料卡片】碱石灰是NaOH固体和CaO的混合物，能吸收水和二氧化碳。 (1)仪器①的名称是______。 (2)实验1中能观察到铁钉明显生锈的是______(填“A”“B”或“C”)。 (3)已知导电性强的溶液能加快铁生锈，下列能加快铁生锈的是______(填序号)。 a.稀盐酸          b.乙醇         c.食盐水      d.蒸馏水 (4)小铌在实验1的基础上设计了创新实验2。锥形瓶内发生反应的化学方程式为______，通入一段时间氧气后，潮湿的铁丝生锈，干燥的铁丝未生锈，说明铁生锈的条件之一是需要______(填名称)参与。 15．（2026·江苏连云港·二模）为探究钢铁生锈的条件，请认真分析如图并参与探究。 【观察与问题】铁在什么条件下易生锈？ 【假设与预测】 (1)铁在______的空气中易生锈。 【实验与事实】实验过程如图所示。 (2)①在第一支试管中放入一根铁钉，注入蒸馏水，使铁钉的一半浸入水中，另一半暴露在空气中，如图A所示。②在第二支试管中放入一根铁钉，注入刚煮沸过的蒸馏水，浸没铁钉，并在水面上覆盖一些植物油，如图B所示。③将第三支试管用酒精灯烘干后，放入一根铁钉，用胶塞塞紧试管口，如图C所示。几天后发现，只有试管______(填“A”、“B”或“C”)中的铁钉生锈了。 【解释与结论】 (3)铁在______和______同时存在时易生锈。铁锈的主要成分是______。 【表达与交流】 (4)将B试管中的蒸馏水煮沸并覆盖一层植物油，这么做是为了避免铁钉与______接触；将C试管烘干并加塞的目的是防止铁钉与______接触。 【拓展与迁移】 (5)①铁一旦生锈，生成疏松多孔的铁锈附在铁件上，会______(填“加快”或“减慢”)铁的生锈速率。 ②当铁接触酸或盐溶液时，生锈速率会______(填“加快”或“减慢”)。 ③防止铁生锈的方法有：a.要保持铁制品表面的洁净与______；b.在铁制品表面覆盖保护膜，如______(填一种)；c.可将铁制品制成不锈钢等。 素养提升 16．（2026·安徽芜湖·三模）铁是生产、生活中应用广泛的金属材料。某校化学兴趣小组以“铁的锈蚀”为主题开展项目式学习。 任务一：了解铁的锈蚀 (1)铁锈的主要成分是________(写化学式)。 (2)铁锈具有疏松多孔的结构，会________(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。 任务二：探究铁锈蚀的条件 取三枚大小相同的洁净、无锈铁钉分别放入试管中，进行图1所示实验，现象如下表。 试管编号 A B C 一周后铁钉表面现象 有一层铁锈 无明显变化 无明显变化 (3)对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是铁与空气中的________发生化学反应的结果。 (4)生活中制取蒸馏水的措施是___________。 (5)经过更长时间，仔细观察试管B中铁钉，发现也有锈蚀现象，由此得知植物油________(填“能”或“不能”)完全隔绝空气中的氧气。欲使试管B中铁钉不生锈，写出一种试管B实验的改进设计：___________。 任务三：探究影响铁锈蚀速率的因素 (6)为进一步探究影响铁锈蚀速率的因素，小组同学进行图2实验，一段时间后观察到实验A中铁粉比B中铁粉锈蚀更快，且实验A、B中烧杯内导管均上升一段水柱。(所用试管规格相同) ①烧杯内导管均上升一段水柱的原因是________________。 ②请你在图3中画出理论上实验A烧杯内导管中水柱高度随时间变化的曲线。___________ 17．（2026·湖南邵阳·二模）铜是人类较早冶炼和使用的金属。某出土文物表面有绿色铜锈，主要成分为碱式碳酸铜。化学兴趣小组对铜生锈的条件进行探究。 (1)根据碱式碳酸铜的元素组成推测，铜生锈与空气中的、和_________有关。 (2)同学们取规格相同的光亮铜片，设计如图所示实验（蒸馏水均已煮沸并冷却）。为验证上述推测，试管乙中气体X的成分为_________（填化学式）。 (3)一段时间后，试管_________中的铜片生锈；对比试管丙和丁的实验现象，可得出的结论是_________。 18．（2026·河北邯郸·模拟预测）金属材料对于促进社会发展、改善人类生活发挥了巨大作用。我校化学小组的同学在老师指导下进行了如下探究。 探究一：探究铁锈蚀的条件 如图，一周后发现，甲、乙中铁钉没有明显变化，丙中铁钉明显锈蚀。 (1)图乙中植物油的作用是________，对比上图中甲和丙的实验现象，得出的结论是铁生锈需要与________接触。 (2)防止炒菜铁锅生锈常采用的方法是________。 探究二：探究铬（Cr）与常见金属铁、铜的活动性强弱。 【作出猜想】结合已知的金属活动性顺序，小聪同学作出了以下猜想： 猜想1：    猜想2：    猜想3： 【查阅资料】铬为银白色金属，硫酸亚铬（）溶液显蓝色。 【进行实验】 (3) 实验内容 现象 结论 ①将用砂纸打磨过的铬片浸入盛有适量的________溶液的试管中 铬片上有气泡产生，溶液由无色变为蓝色 金属活动性： ②将用砂纸打磨过的铬片浸入盛有适量溶液的试管中 铬片上________，溶液由浅绿色变为蓝色 金属活动性： 【结论与解释】三种金属的活动性顺序为。 (4)实验②中发生反应的化学方程式为________。 【知识运用】 (5)向盛有和的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，滤液呈无色，滤渣中一定有________。 A．Cu、Zn B．Cu、Zn、Al C．Cu和Al D．Cu 19．（2026·内蒙古呼和浩特·三模）铭博学习小组围绕“锈”进行一系列项目式研究学习。 (1)现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①一周后，铭博小组同学观察到的现象为________________(填哪个生锈或不生锈)，得出铁生锈的条件是__________________。 ②B试管内为煮沸后迅速冷却的蒸馏水，将蒸馏水煮沸的目的是除去蒸馏水中溶有的氧气，“煮沸”能除去蒸馏水中溶有的氧气说明：气体的溶解度随温度的升高而__________。 (2)探究铁生锈速率的影响因素，按图1所示连接实验装置，插入氧气传感器，采集三个实验装置中氧气的体积分数数据，得到图2所示曲线。 ①从图3数据分析，图2中________(填物质名称)对铁生锈的速率影响最大。 ②要证明炭粉的质量对铁生锈的速率有影响，需进行第四个实验，实验装置内应放____________。 20．（2026·广东茂名·二模）完成下列问题： (1)航母飞行甲板钢板表面镀有镍等金属。运用金属活动性顺序，预测镍的化学性质并完成以下内容。 预测 验证 现象 结论 镍是氢前金属 ①向试管中加入适量__________（填物质名称），将用砂纸打磨过的镍片浸入其中 ②__________ 预测正确 ③铁的金属活动性比镍__________（填“强”或“弱”） 向试管中加入适量硫酸镍溶液，将用砂纸打磨过的铁片浸入硫酸镍溶液中 铁表面有固体析出 (2)为探究影响钢铁锈蚀的因素，某化学兴趣小组设计了如图甲所示的数字化实验进行探究。用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉成分，用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。实验药品如下表： 组别 药品 铁粉/g 碳粉/g 水/滴 食盐/g 其他 一 5.0 0.1 0 0 干燥剂 二 5.0 0.1 10 0 无 三 5.0 0.1 10 1.0 无 四 5.0 0.1 0 1.0 无 ①铁在空气中锈蚀生成铁锈，铁锈的主要成分是__________（填化学式）。 ②在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。 内瓶中含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和、__________发生了化学反应。 ③为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是__________。小组同学用图1所示的装置进行实验，实验数据如图2所示。可得到的实验结论为_______________________________。 (3)请提出一种防止钢铁生锈的方法：______________________________________________。 迁移创新 21．（2026·广东清远·二模）广东农村地区气候潮湿，某实验小组围绕“锄头使用过程中的生锈因素”展开了深入探究。 【发现问题】 锄头在使用和存放过程中，不同部位、不同使用方式下生锈情况差异很大。 【查阅资料】 长期使用后锄头刃口因摩擦变粗糙，且常接触化肥(含等)。 【设计实验】 (1)取5枚洁净铁钉进行如下处理，一周后现象见下表： 试管 铁钉处理 实验介质 现象 A 表面光滑无锈 蒸馏水，浸没一半 轻微生锈 B 砂纸打磨粗糙 蒸馏水，浸没一半 生锈明显 C 表面光滑无锈 3%食盐水，浸没一半 生锈严重 D 砂纸打磨粗糙 3%食盐水，浸没一半 生锈最严重 铁钉在液体中只浸没一半，是为了让铁钉能与空气中的___________充分接触。 【得出结论】 (2)对比试管___________的现象，可推测铁钉生锈程度与液体中的离子含量有关。对比试管AB，可推测铁钉生锈程度与___________有关。 【讨论交流】 (3)ⅰ．结合实验结果，长期使用的锄头，___________(选填“刃口”“面中央”或“柄连接处”)部位生锈情况最为严重。 ⅱ．为进一步验证土壤中含有，可进行以下实验： 操作 现象 结论 取土样于试管中，加入适量水振荡后静置，取上层清液，滴加几滴溶液 ___________ 土壤中含有 【拓展应用】 (4)ⅰ．改良酸性土壤可用___________。请提出一条防止农具生锈的实用建议：___________。 ⅱ．生锈的铁质锄头可用稀硫酸浸泡除锈，不能长时间浸泡的原因是___________(用化学方程式表示)。 22．（2026·山东威海·一模）学习小组对钢铁锈蚀展开了探究。 按下图装置组装后，开启恒温加热杯垫，加热至烧杯内水沸腾，一段时间后切换档位维持水温在85℃左右，打开分液漏斗活塞持续供氧。 观察并记录四处钢丝棉的生锈情况：①1分32秒出现严重锈蚀；②3分48秒出现锈蚀；③无明显锈蚀；④无明显锈蚀。 (1)写出打开分液漏斗活塞后产生氧气的化学方程式：___________。 (2)加热至烧杯内水沸腾一段时间，其目的是___________。 (3)该实验能够证明铁生锈是铁与___________直接接触；食盐能够___________(填“加快”或“减慢”)铁生锈。 (4)溶液的酸性也会对铁生锈的快慢产生影响，请你设计实验方案进行探究(所选试剂为3%稀醋酸，其他仪器试剂任选)：___________。 (5)兴趣小组用注射器控制通入试管中氧气的量，探究不同浓度氧气对铁生锈快慢的影响，其实验数据如下表所示： 相同规格的钢丝棉在85℃水浴中与不同浓度氧气作用下生锈的情况 氧气和空气混合的体积比例 1：4 1：1 4：1 观察到生锈的时间 3分12秒 2分32秒 1分5秒 当氧气和空气混合的体积比例为4：1时，氧气的体积分数约为___________。 由表中数据可得出的结论是___________。 23．（2026·广东清远·一模）请回答下列问题。 (1)探究金属的物理性质和化学性质。 实验操作 现象 解释与结论 互相刻画 互相刻画后，铜片上的划痕比金属甲上的划痕更深 铜片的硬度比金属甲______（填“大”或“小”） 用坩埚钳夹持一块铜片，放在酒精灯火焰上加热 ______ 在加热的条件下，铜能与氧气反应 取一段镍（Ni）丝伸入稀硫酸中 缓慢生成气泡，经检验，产生的气体是氢气 化学方程式：______（反应中Ni显+2价） 另取一段镍丝伸入硫酸铜溶液中 ______，溶液由蓝色逐渐变成绿色 金属活动性：Ni>Cu (2)探究铁生锈的条件及防腐措施。 任务一 利用软塑料瓶改进探究铁生锈条件的实验。 Ⅳ中铁钉生锈比Ⅲ中快，可知铁生锈速率与_________有关；实验Ⅴ在软塑料瓶中完成，一周后，可观察到_________和铁生锈的现象。 任务二 福建号航母的飞行甲板采用了一种新型高强度合金钢。该钢材的主要成分如表所示： 金属 质量分数/% 主要作用 Fe 基体 形成钢的基体结构 C 0.05～0.10 保证强度的基础元素，提高韧性 Mn 1.50～2.00 提高强度和韧性 Ni 2.50～3.50 提高低温韧性和耐腐蚀性 Cr 0.80～1.20 提高耐腐蚀性和高温强度 该材料实现了约800 MPa的屈服强度，优异的低温韧性和耐海洋大气腐蚀性能。 ⅰ.从表中可知，为提高材料在严酷海洋环境下的使用寿命，主要依赖的金属是_______和_______（填元素符号）。 ⅱ.碳（C）含量被严格控制在很低的水平（0.05～0.10%），这主要是为了在获得一定强度的同时，保证材料具有良好的_________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四单元 金属 第三节 金属材料的锈蚀与防护 课标要点 1. 通过生活实例引入，认识钢铁锈蚀的现象，理解铁锈蚀的条件，能准确描述铁锈蚀实验的操作与现象，明确盐溶液、酸溶液对铁锈蚀的加速作用。 2. 通过控制变量法设计铁锈蚀的探究实验，能独立分析实验现象、推导实验结论；掌握常见的防锈措施并能解释其防锈原理，了解废旧金属回收的意义与方法。 3. 感受金属锈蚀对生产生活的影响，树立 “预防为主、回收为辅” 的资源意识；体会废旧金属回收对可持续发展的作用，养成节约资源、保护环境的习惯。 学习重难点 重点： 铁锈蚀的条件；控制变量法探究锈蚀因素；常见防锈措施与原理；废旧金属回收的意义。 难点： 控制变量法在锈蚀实验中的应用；铁与铝锈蚀差异的本质；防锈措施的合理选择与实际应用。 知识点 实验探究钢铁锈蚀的因素（重点） 1. 生活中的锈蚀现象 生活中随处可见钢铁锈蚀的场景：教室后门的铁制合页长期磨损掉漆后逐渐生锈；厨房未擦干的铁制菜刀刀刃出现棕黄色锈斑；阳台铁制晾衣架在潮湿空气中表面形成疏松铁锈；雨天骑行后自行车的铁制链条、车把出现斑驳锈迹。这些现象都指向共同的环境因素：空气（氧气）和水。 2. 实验探究：影响钢铁锈蚀的因素 （1）提出问题：钢铁的锈蚀与哪些因素有关？ （2）作出假设：钢铁的锈蚀与空气（氧气）和水有关，盐溶液、酸溶液可能会加速锈蚀。 （3）设计实验：采用控制变量法，统一使用相同规格、相同洁净程度的铁钉，所有实验放在同一温度环境，观察时间相同。 编号 实验条件 实验现象 ① 铁钉放在干燥的试管中，密封管口（干燥空气） 铁钉无明显变化，不生锈 ② 铁钉全部浸没在煮沸过的蒸馏水中，密封管口（只有水） 铁钉无明显变化，不生锈 ③ 铁钉一半浸入蒸馏水中，试管敞口放置（空气 + 水） 铁钉浸入水中的部分和水面交界处出现明显棕黄色锈斑，水面交界处锈蚀最严重 ④ 铁钉一半浸入食盐水中，试管敞口放置（空气 + 水 + 盐） 水面交界处快速出现锈斑，锈蚀速度比实验③更快，锈斑更多更明显 ⑤ 用食醋浸湿的铁钉放在干燥试管中，敞口放置（空气+酸） 铁钉表面快速出现锈斑，锈蚀严重，铁钉表面逐渐变粗糙 （4）实验结论 ①对照实验①③可知：钢铁锈蚀与水有关； ②对照实验②③可知：钢铁锈蚀与氧气有关； ③对照实验③④⑤可知：盐溶液和酸溶液可以进一步加速钢铁的锈蚀。 ④钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。 3. 铁锈的成分与特点 钢铁锈蚀后生成铁锈，主要成分是氧化铁（Fe₂O₃）。铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速锈蚀，因此铁制品生锈后若不及时除锈，会越锈越严重。 4. 铁与铝的锈蚀对比 金属 锈蚀产物特点 抗腐蚀效果 铁 铁锈（Fe₂O₃）疏松多孔，易吸附水和氧气 差，锈蚀会持续向内发展 铝 表面生成致密的氧化铝（Al₂O₃）薄膜 好，氧化膜阻止内部铝进一步反应 铝在空气中易与氧气反应：4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃，生成的氧化膜致密而坚固，相当于给铝制品穿上了一层 “防护衣”，因此铝制品虽然金属活动性比铁强，但抗锈蚀性能远优于铁制品。 特别提醒 1.铁生锈的条件是氧气和水同时存在，缺一不可；只有氧气或只有水时，铁都不会生锈。 2.盐溶液和酸溶液本身不会导致铁生锈，但会大大加快铁锈蚀的速率，因此海边、酸雨地区的铁制品更容易生锈。 3.铁锈不是纯净的 Fe₂O₃，还含有结晶水等杂质，属于混合物；铁生锈是缓慢氧化反应，过程中放热。 易错提醒 易错点 1：铁生锈只需要水，潮湿环境中铁就会生锈 辨析：错误。铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，只有水没有氧气时，铁不会生锈；煮沸过的蒸馏水中几乎不含氧气，铁钉浸没其中不会生锈。 易错点 2：铝制品比铁制品耐腐蚀，是因为铝的金属活动性比铁弱 辨析：错误。铝的金属活动性比铁强，常温下就能迅速与氧气反应；铝耐腐蚀是因为表面生成了致密的氧化铝保护膜，阻止内部继续反应。 易错点 3：铁锈能保护内部的铁，不用及时除锈 辨析：错误。铁锈疏松多孔，会吸附空气中的水和氧气，反而加速内部铁的锈蚀，因此铁制品生锈后要及时除锈并做防护处理。 教材延伸 1.“越王勾践剑” 的不锈之谜 春秋时期的越王勾践剑埋藏地下两千多年仍锋利如新，原因有二：一是宝剑表面经过硫化处理，形成了一层致密的保护层；二是墓室深埋地下，密封好、空气少，地下水呈中性，环境不利于锈蚀发生，体现了古代的金属防护智慧。 2.控制变量法的实验逻辑 探究多个因素对锈蚀的影响时，每次只改变一个因素，控制其他所有因素相同，才能准确判断该因素的作用。探究水的作用要控制氧气相同，探究氧气的作用要控制水相同。 3.生活中的慢氧化应用 铁生锈是缓慢氧化，过程中放热。利用这一原理制作的暖宝宝，内含铁粉、活性炭、食盐等，打开包装后铁粉与氧气、水接触发生锈蚀，持续释放热量；食品包装中的双吸剂也是铁粉，同时吸收氧气和水分，防止食品受潮氧化。 随学随练 1．下列说法正确的是 A．铁锈的主要成分是 B．铁生锈属于缓慢氧化 C．铁在干燥空气中容易生锈 D．铁锈对铁制品起保护作用 【答案】B 【详解】A、铁锈主要成分是。 B、铁生锈是铁与氧气、水等物质发生的缓慢氧化反应。 C、铁生锈需要水分，干燥空气中不易生锈。 D、铁锈疏松多孔，不能保护铁，反而加速腐蚀。 故选B。 2.为证明铁与氧气、水同时接触时易生锈，下列实验必须要做的有 A．①②③ B．②③ C．①③④ D．②③④ 【答案】D 【详解】实验①：铁钉只与氮气接触，没有氧气和水，不能探究铁生锈与氧气、水的关系，该实验不是必需的； 实验②：铁钉只与氧气接触，没有水，不生锈； 实验③：铁钉只与水接触，没有氧气，不生锈； 实验④：铁钉同时与氧气和水接触，生锈； 通过实验②③④的对比，能证明铁与氧气、水同时接触时易生锈，所以必须要做的实验是②③④。 故选D。　　 知识点 钢铁的防护与回收利用 1. 防止钢铁锈蚀的原理与措施 防锈原理：破坏铁锈蚀的条件，隔绝氧气或水，就能防止或减缓钢铁的锈蚀。 常见防锈措施分类 防锈思路 具体措施 生活实例 覆盖保护层，隔绝氧气和水 刷油漆、涂防锈漆 教室铁制课桌腿刷白漆、自行车车架喷漆 覆盖保护层，隔绝氧气和水 涂油、涂油脂 铁锅洗完擦干后涂一层食用油、自行车链条涂油防锈 覆盖保护层，隔绝氧气和水 电镀、烤蓝 不锈钢餐具镀铬、精密零件烤蓝处理 保持干燥，隔绝水 擦干水分保持清洁 菜刀用完擦干、铁制黑板槽及时清理水渍、拖把沥干后悬挂 改变内部结构，制成合金 制成不锈钢、铝合金 教室门窗用铝合金或不锈钢、餐具用不锈钢材质 2. 废旧金属的回收利用 （1）废旧金属的来源：生活中废弃的铁锅、易拉罐、旧电线、旧自行车零件，工业生产中的边角料、报废设备零件等。 （2）回收利用的意义 ①节约资源：回收 1 吨废钢铁可炼得好钢 0.9 吨，与用矿石冶炼相比，可节省约一半的成本；回收铝制易拉罐比制造新易拉罐节约约 20% 的成本，还可节约 90%～97% 的能源。 ②保护环境：随意丢弃废旧金属会造成土壤污染、水污染，焚烧废旧电线会污染空气；回收利用可减少污染物排放，保护生态环境。 （3）回收注意事项 ①分类回收：铁、铝、铜等金属分类投放，便于后续提纯再利用。 ②特殊处理：废旧电池、含铅汞的电子废弃物属于有毒有害金属制品，必须投入专用回收箱，由专业机构处理。 ③减量减排：严禁焚烧废旧金属、私自拆解含重金属的家电，避免造成二次污染。 3. 金属锈蚀的两面性 金属锈蚀并非只有危害，合理利用也能服务生活： （1）暖宝宝：利用铁粉缓慢氧化放热的原理，打开包装后铁粉与氧气、水反应，持续释放热量，温度可达 50-60℃，用于冬季取暖。 （2）双吸剂：食品包装袋中的铁粉双吸剂，能同时吸收袋内的氧气和水分，防止食品受潮发霉、氧化变质，延长食品保质期。 特别提醒 1.防锈不是完全杜绝锈蚀，而是减缓锈蚀速率，延长金属制品的使用寿命。 2.选择防锈措施要结合实际场景：户外大型结构常用刷漆，小型精密零件常用电镀，经常摩擦的部件常用涂油。 3.废旧金属回收是保护金属资源的重要途径，金属资源是不可再生资源，回收比开采更经济、更环保。 易错提醒 易错点 1：只要在铁制品表面刷一层漆，就能永久防锈 辨析：错误。油漆会磨损、脱落，保护层破损后铁就会开始锈蚀，因此要定期检查、及时补涂保护层。 易错点 2：废旧金属已经生锈了，没有回收价值 辨析：错误。锈蚀的金属可以通过冶炼去除铁锈，重新提纯加工成新的金属制品，依然有很高的回收价值。 易错点 3：不锈钢永远不会生锈 辨析：错误。不锈钢只是抗锈蚀能力强，不是绝对不生锈；在强腐蚀环境（如海边、化工厂），不锈钢也会发生锈蚀。 教材延伸 1.工业防锈的先进技术 现代工业中常用热镀锌、阴极保护、钝化处理等先进防锈技术，大幅提升金属构件的使用寿命，桥梁、船舶、高压塔架等大型设施都会采用专业防锈工艺。 2.金属资源的可持续发展 金属矿物是不可再生资源，废旧金属回收是实现金属资源可持续利用的核心途径。我国每年回收大量废钢、废铝，既减少了矿山开采，又降低了冶炼能耗和污染物排放。 3.生活中的防锈小技巧 菜刀用完擦干涂油、自行车链条定期上油、铁制家具避免潮湿环境、五金件生锈可用砂纸打磨后涂指甲油临时防护，都是简单实用的防锈方法。 随学随练 1．防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列金属防锈的做法不恰当的是 A．水龙头表面镀铬 B．自行车链条涂油 C．用“钢丝球”擦拭铝壶上的污渍 D．将使用后的菜刀擦干存放 【答案】C 【详解】A、水龙头表面镀铬，铬的化学性质相对稳定，镀铬可隔绝氧气和水，能有效防止生锈，做法恰当； B、在自行车链条涂油，能将铁与氧气和水隔绝，防止铁生锈，做法恰当； C、铝壶表面有一层致密的氧化铝保护膜，用 “钢丝球” 打磨铝壶表面，会破坏这层保护膜，使铝更容易被氧化生锈，做法不恰当； D、将使用后的菜刀用布擦干，可减少菜刀表面的水分，因为铁生锈需要水参与，这样能防止菜刀生锈，做法恰当。 故选：C。 2．下列叙述正确的是 A．计算机房及精密仪器室建议配用干粉灭火器 B．煤的干馏可得到煤气、焦炭、煤焦油 C．将燃料充分燃烧可有效缓解酸雨的形成 D．给自行车链条镀铬，以防止生锈 【答案】B 【详解】A、计算机房及精密仪器室应使用二氧化碳灭火器（不会损坏设备），干粉灭火器会残留粉末腐蚀精密仪器，叙述错误。 B、煤通过干馏（隔绝空气加强热）可得到煤气、焦炭、煤焦油，叙述正确。 C、酸雨主要由二氧化硫、氮氧化物等气体排放导致，燃料充分燃烧只能减少一氧化碳等污染物，无法缓解酸雨，叙述错误。 D、镀铬成本太高，通常在自行车链条表面涂油，隔绝氧气和水，防止生锈，叙述错误。 故选B。 、 拓展 金属锈蚀实验探究的创新与改进 实验装置 探究变量 实验创新点 铁锈蚀过程中的压强变化、温度变化，可定量测定不同条件下的锈蚀速率 1. 将数字化传感技术引入传统铁锈蚀探究 2. 同步采集压强、温度两类定量数据 3. 电脑实时记录、处理数据，生成动态曲线 同时探究水、氧气两个变量对铁锈蚀的影响（三组对照：有水有氧气、无水有氧气、有水无氧气） 1. 单套 U 型装置集成三组对照实验 2. 用煮沸冷却的水隔绝氧气，变量控制严谨 水对铁锈蚀的影响；通过气体压强变化，间接反映锈蚀的程度与速率 1. 利用 U 型管液面差，将气体消耗转化为直观的液面变化 2. 植物油液封，隔绝气体与水的接触 高浓度氧气环境下，水对铁锈蚀的影响；可拓展探究氧气浓度对锈蚀的影响 1. 结合气体制备实验，拓展探究纯氧环境下的铁锈蚀规律 2. 干燥剂分级设置，精准控制气体湿度 活学活用 1．根据图1、图2所示装置进行实验，回答下列问题。 (1)图1所示是验证物质溶解时热量变化的实验。将硝酸铵固体加入水中，固体完全溶解，观察到U形管中液面的变化为左高右低，从而得出“硝酸铵固体溶解时___________(填“吸收”或“放出”)热量的结论。若使U形管中液面“左低右高”，可将硝酸铵换为___________。 (2)图2所示是探究铁生锈条件的实验。实验时，将H2O2溶液加入盛有MnO2的锥形瓶，一段时间后，铁丝发生变化。依据___________的现象，得出铁生锈的条件之一为“与水接触”。②处干燥剂的作用为___________。据此条件写出一条防止铁制品生锈的措施：___________。 【答案】(1) 吸收 氢氧化钠固体（或生石灰/氧化钙，合理即可） (2) 铁丝1生锈，铁丝2不生锈 吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入右侧，干扰实验 刷漆 【详解】（1）硝酸铵固体溶解时吸收热量，使集气瓶内温度降低、瓶内气体压强减小，小于外界大气压，因此U形管出现左高右低的液面变化； 若要U形管液面左低右高，需要物质溶解（或与水反应）放出热量，使瓶内压强增大，初中化学中符合条件的常见物质有氢氧化钠固体、生石灰（氧化钙）等。 （2）本实验探究铁生锈需要与水接触，实验变量为是否有水：左侧铁丝1接触氧气和水蒸气，右侧铁丝2只接触干燥氧气，因此观察到铁丝1生锈、铁丝2不生锈，即可得出铁生锈需要与水接触的结论； ②处干燥剂的作用是阻挡空气中的水蒸气进入右侧，避免水蒸气接触铁丝2，干扰实验； 防止铁生锈的原理是隔绝氧气或水，常见措施有刷漆、涂油、保持表面干燥等。 2．铁的锈蚀对社会生产有利有弊，如暖宝宝就是利用了铁粉生锈放出热量的原理制成的。某化学兴趣小组同学设计实验探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。 【AI检索】同学们利用AI智能工具查询到暖宝宝的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等。 (1)实验中观察到只有湿润的铁丝团表面有明显锈迹，浸没在刚冷却的开水中的铁丝团以及干燥的铁丝团表面均无锈迹。这说明铁生锈实际上是铁与空气中的________发生反应的结果。 (2)某同学提出：暖宝宝中的活性炭或食盐加快了铁的锈蚀速率，你觉得还有可能的情况是________加快了铁的锈蚀速率。 (3)稀盐酸(或稀硫酸)可以去除铁锈，反应的化学方程式为________(写一个)。 【答案】(1)和(或水和氧气) (2)活性炭和食盐一起 (3)[或] 【详解】（1）湿的铁丝团与氧气、水同时接触，干的铁丝团只与氧气接触，浸没在刚冷却的开水中的铁丝团只与水接触，实验中观察到只有湿的铁丝团表面有明显锈迹，浸没在刚冷却的开水中的铁丝团以及干的铁丝团表面均无锈迹，由此说明铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水共同反应的结果。 （2）除了活性炭和食盐可能单独加快铁锈蚀的速率，还有可能是二者共同加快了铁锈蚀的速率。 （3）铁锈的成分是氧化铁，氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，两反应任选一个即可。 题型 铁锈蚀条件的实验探究 ▌例1 兴趣小组同学按照图1完成“铁生锈的条件”实验，3天后观察到试管a中铁钉生锈，7天后观察到试管b中铁钉也生锈了。小组同学又按照图2进行实验。在通风环境中持续采集水中溶解氧浓度，得到数据图像如图3所示。下列说法错误的是 A．将蒸馏水煮沸后冷却可降低水中溶解的氧气量 B．对比a、b两支试管内的现象，说明铁生锈需要与水接触 C．根据图3可知，植物油能够减少氧气的溶解量 D．生活中可在铁制品表面涂上植物油防止生锈，说明植物油可以隔绝水 【答案】B 【详解】A、将蒸馏水煮沸后冷却可降低水中溶解的氧气量，说法正确，不符合题意； B、a试管中铁钉同时与水和氧气接触，b试管中铁钉只与水接触，3天后观察到试管a中铁钉生锈、试管b中铁钉不生锈，则对比a、b两支试管内的现象，说明铁生锈需要与氧气接触，说法错误，符合题意； C、由图3可知，使用植物油做油封的烧杯中溶解氧的含量明显低于未用油封的烧杯，说明植物油能够减少氧气的溶解量，说法正确，不符合题意； D、生活中可在铁制品表面涂上植物油防止生锈，说明植物油可以隔绝水和氧气，说法正确，不符合题意。 故选：B。 解题贴士 ・锈蚀实验必须用蒸馏水，排除水中杂质和溶解氧的干扰。 ・实验前打磨铁钉，去除表面氧化膜，保证初始状态一致。 ・判断结论要看清变量，一组对照只能得出一个因素的影响。 ▌对点练1-1 如图是用同一装置完成铁的锈蚀实验和铁丝在氧气中燃烧实验。下列说法不正确的是 A．实验①②对比说明铁的锈蚀需要与水接触 B．实验②③对比说明铁的锈蚀需要与氧气接触 C．④中观察不到火星四射的可能原因是铁丝没有打磨 D．实验完成后烧瓶②中固体质量增加，④中固体质量减小 【答案】D 【详解】A、①中铁丝只与氧气接触，不生锈；②中铁丝与氧气和水共同接触，会生锈，说明铁的锈蚀需要与水接触，故A不符合题意； B、②中铁丝与氧气和水共同接触，会生锈；③中铁丝只与水接触，不会生锈，则②③对比说明铁的锈蚀需要与氧气接触，故B不符合题意； C、若铁丝没有打磨，则铁丝表面有铁锈，则可能观察不到火星四射，故C不符合题意； D、铁生锈时消耗氧气和水，则固体质量会增大，④中铁燃烧生成四氧化三铁，固体质量也会增大，故D符合题意。 故选D。 ▌对点练1-2 某兴趣小组为了探究“铁丝生锈的条件”和“铁丝燃烧的影响因素”，进行如下实验（点燃操作已略去，每个装置不止一个，可以根据实验需要进行选择）。下列判断错误的是 A．对比③④可知：铁丝形状影响铁丝燃烧 B．对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一 C．对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一 D．对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一 【答案】C 【详解】A、对比③④可知，除了铁丝形状不同外，其它条件均相同，可得出铁丝形状能影响铁丝的燃烧，故选项说法正确； B、对比①③可知，①中铁丝不生锈，③中铁丝生锈，说明水是铁丝生锈的条件之一，故选项说法正确； C、对比①②可知，变量有氧气、水，不能得出氧气是铁丝生锈的条件之一，故选项说法错误； D、对比②③可知，除了氧气外，其它条件均相同，可得出氧气是铁丝燃烧的条件之一，故选项说法正确。 故选C。 题型 防锈措施的判断与应用 ▌例2 今年暑假互联网上一名小伙录制的“我来到了索菲亚大教堂”的视频又让哈尔滨火出了圈，索菲亚教堂以其独有的拜占庭式建筑风格和人文魅力吸引着无数海内外的游客，成为一张哈尔滨靓丽的名片。下列说法错误的是 A．装饰使用的大理石的主要成分是碳酸钙 B．涂料中的红棕色物质含有氧化铁，氧化铁属于金属材料中的合金 C．铺路的沥青是石油炼制得到的产品 D．教堂周围的铁质栏杆很容易生锈可以在外层刷漆防锈 【答案】B 【详解】A.大理石的主要成分为碳酸钙()，说法正确，不符合题意； B.氧化铁（）属于金属氧化物，是纯净物；合金是金属与金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的混合物，因此氧化铁不属于合金，说法错误，符合题意； C.沥青是石油分馏炼制的产物，可用于铺路，说法正确，不符合题意； D.铁生锈需要同时接触氧气和水，栏杆外层刷漆可隔绝氧气和水，达到防锈目的，说法正确，不符合题意。 解题贴士 ・防锈分两大类：覆盖保护层（物理隔绝）、改变内部结构（合金化）。 ・选择防锈方法要考虑使用场景：经常摩擦的部位适合涂油，户外大型结构适合刷漆，要求高的用合金。 ・生活中最常用、最经济的防锈方法是保持干燥和刷漆。 ▌对点练2-1 埋藏在地下两千多年的越王勾践剑，出土时依然光彩夺目。下列原因分析中正确的是 A．埋藏的环境非常潮湿 B．土壤疏松氧气较充足 C．埋藏点的土壤呈酸性 D．剑表面可能有保护层 【答案】D 【详解】A.潮湿环境含有大量水分，会加快金属锈蚀，错误。 B.氧气充足更易满足金属锈蚀的条件，加快腐蚀，错误。 C.酸性土壤会与金属发生反应，加速腐蚀，错误。 D.剑表面若有保护层，可隔绝氧气和水，阻止金属被腐蚀，能长时间保持完好，正确。 ▌对点练2-2 《齐民要术》中记载了关于金属防护的方法：“铁齿杷……须净拭，置高燥处。”下列做法有利于金属防护的是 A．铁制农具长时间露天放置 B．铝制炊具频繁使用钢丝球擦洗 C．铁制防护栏喷漆处理 D．铁制菜刀切完咸菜后未及时擦拭 【答案】C 【详解】A.铁制农具露天放置会直接接触空气中的氧气和水汽，加速铁锈蚀，不利于防护，错误； B.铝表面有一层致密的保护膜，可阻止内部铝进一步被氧化，频繁用钢丝球擦洗会破坏该保护膜，加速铝腐蚀，错误； C.铁制防护栏喷漆可隔绝铁与氧气、水的接触，能有效防止铁生锈，有利于金属防护，正确； D.铁制菜刀切完咸菜后未及时擦拭，残留含盐的水溶液，会加速铁的锈蚀，不利于防护，错误。 题型 金属资源回收与环保应用 ▌例3 下列有关金属资源的利用与防护的说法正确的是 A．回收利用易拉罐可以节约金属资源 B．铁制品锈蚀只与空气中的氧气有关 C．为保护金属资源，应禁止开采矿物 D．应经常用钢丝球擦洗铝锅表面，保持洁净 【答案】A 【详解】A.回收废弃金属制品可减少新矿物的开采，能有效节约金属资源，正确。 B.铁制品锈蚀需要同时接触空气中的氧气和水蒸气，并非只与氧气有关，错误。 C.保护金属资源要求合理、有计划地开采矿物，而非完全禁止开采，错误。 D.铝锅表面有一层致密的氧化铝保护膜，可阻止内部铝进一步被氧化，用钢丝球擦洗会破坏该保护膜，缩短铝锅使用寿命，错误。 解题贴士 ・回收金属的核心意义：节约资源、减少污染。 ・有毒有害金属制品（电池、含汞器件）要专门回收，不能随意丢弃。 ・金属回收的经济效益：越活泼的金属，冶炼能耗越高，回收节能越显著，如铝的回收节能效果远好于铁。 ▌对点练3-1 保护金属资源势在必行，下列做法不能有效保护金属资源的是 A．防止金属腐蚀 B．回收利用废旧金属 C．寻找金属的代用品 D．大肆地开采矿物 【答案】D 【详解】保护金属资源的有效途径包括：防止金属腐蚀、回收利用废旧金属、有计划合理开采矿物、寻找金属的代用品。 大肆开采矿物会过度消耗金属矿产资源，无法有效保护金属资源，因此选D。 ▌对点练3-2 金属资源的保护与利用契合绿色化学理念，下列有关金属说法正确的是 A．铁生锈只与氧气有关 B．铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 C．回收废旧金属可节约资源、减少污染 D．银能与稀盐酸反应生成氢气 【答案】C 【详解】A. 铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，并非只与氧气有关，说法错误； B. 铝是活泼金属，铝制品耐腐蚀是因为常温下铝能与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部铝继续被氧化，说法错误； C. 回收废旧金属可节约金属资源，同时减少金属冶炼过程产生的环境污染，说法正确； D. 金属活动性顺序中银排在氢之后，不能与稀盐酸反应生成氢气，说法错误。 基础通关 1．（26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述错误的是 A．在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金 B．“真金不怕火炼”说明在高温时金也不与氧气反应 C．常温下，所有金属单质均是固体 D．回收利用废旧金属可保护金属资源 【答案】C 【详解】A.合金相比纯金属通常硬度更高、抗腐蚀性更强、性能更适配使用需求，因此日常生活中大量使用的是合金而非纯金属，故A正确； B.金的化学性质极不活泼，高温条件下也不与氧气发生反应，符合“真金不怕火炼”的描述，故B正确； C.常温下金属汞（化学式，俗称水银）为液态，并非所有金属单质常温下都是固体，故C错误； D.回收利用废旧金属可减少金属矿物开采，同时降低冶炼新金属的能耗和污染，是保护金属资源的有效措施，故D正确。 2．（26-27九年级上·天津·期中）暖宝宝中的发热剂是铁粉、水和食盐等，发热剂能代替红磷测定空气中氧气含量（装置见如图）。以下对此改进实验的叙述，错误的是 A．此实验的原理是利用铁生锈消耗氧气 B．实验前一定要检查装置的气密性 C．此实验中发热剂的多少不影响测量结果 D．此实验测出氧气的体积分数约是18.3% 【答案】C 【详解】A.铁生锈的本质是铁和瓶内的氧气、水发生反应，该实验正是利用铁生锈消耗密闭装置内的氧气，使瓶内压强减小，通过进入水的体积测定氧气体积，叙述正确。 B.这类涉及气体压强变化的测定实验，必须保证装置气密性良好，若装置漏气，外界空气进入瓶内会导致测量结果偏小，因此实验前要检查气密性，叙述正确。 C.实验中发热剂的量必须足量，只有足量的铁粉才能将集气瓶内的氧气几乎完全消耗，若发热剂量不足，瓶内氧气有剩余，会导致测量的氧气体积分数偏小，因此发热剂的多少会影响测量结果，叙述错误。 D.集气瓶总体积为，最终流入水，说明被消耗的氧气体积为，因此测得氧气的体积分数为，叙述正确。 3．（26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）下列实验中，主要发生化学变化的是 A．活性炭吸附异味 B．比较硬度 C．铝丝加入硫酸铜溶液 D．探究铁生锈的条件 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【分析】化学变化的核心判断依据是有新物质生成，物理变化无新物质生成。 【详解】A.活性炭吸附异味是利用其疏松多孔的结构吸附小分子，仅为物理吸附过程，无新物质生成，属于物理变化，选项错误； B.互相刻画比较硬度，仅改变物质的外形，无新物质生成，属于物理变化，选项错误； C.铝的金属活动性强于铜，会和硫酸铜发生置换反应：，有新物质硫酸铝、铜生成，属于化学变化，选项正确； D.铁生锈是铁与水和氧气共同作用的结果，选项中实验用植物油隔绝了氧气，铁不会生锈，没有新物质生成，没有发生化学变化，选项错误。 4．（26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·开学考试）在“国宝重器•聚首冰城”海外回流文物特展中，展出了大量青铜礼器、陶瓷珍品等国宝级文物。下列有关文物材质的说法错误的是 A．青铜属于合金，其硬度比纯铜大 B．陶瓷的化学成分主要含有SiO2，SiO2属于金属材料 C．青铜器表面的铜绿[主要成分为Cu2(OH)2CO3]是铜与氧气、水、二氧化碳共同作用形成的 D．文物上的铁锈与铜绿都属于混合物 【答案】B 【详解】A.合金的硬度一般大于其组成纯金属的硬度，青铜是铜锡合金，硬度大于纯铜，说法正确。 B.陶瓷主要成分含，但属于无机非金属材料，金属材料仅包含纯金属和合金，说法错误。 C.铜生锈生成铜绿，根据质量守恒定律，反应物需含Cu、O、H、C元素，即铜与氧气、水、二氧化碳共同作用，说法正确。 D.铁锈的主要成分是，铜绿的主要成分为，两者都属于混合物，说法正确。 5．（2026·山东济南·中考真题）为探究金属铁在不同环境下发生腐蚀的差异，化学小组设计的实验装置如图1所示。选取三根相同的洁净铁钉，分别部分浸泡在等体积的稀盐酸、蒸馏水、氯化钠溶液中，用压强传感器测量各试管中的压强，得到压强随时间变化的曲线如图2。下列说法不正确的是 A．曲线③对应的试管中发生的反应可表示为 B．曲线①②压强逐渐减小，主要是因为铁在锈蚀过程中消耗了氧气 C．曲线②比曲线①压强变化慢，说明氯化钠能减缓铁的锈蚀 D．为了防止铁的腐蚀，可在铁的表面涂覆保护层 【答案】C 【详解】A.曲线③压强升高，对应铁钉浸泡在稀盐酸的体系，铁和稀盐酸反应生成氢气，反应为，A正确。 B.铁在蒸馏水、氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀，消耗装置内的氧气，因此试管内压强逐渐降低，对应曲线①、②，B正确。 C. 氯化钠会加快铁的锈蚀速率，因此曲线①（对应氯化钠溶液）压强下降速率比曲线②（对应蒸馏水）更快，C说法错误。 D. 在铁表面涂覆保护层可以隔绝氧气和水，能够防止铁被腐蚀，D正确。 6．（2026·江苏宿迁·中考真题）食品脱氧剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等。设计实验探究脱氧剂的脱氧原理。 实验1：按图1进行实验，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气的含量变化如图2。 实验2：室温下，在1.0 g脱氧剂中加入不同质量的硅藻土，测定密闭容器中氧气耗尽所需要的时间（即脱氧时间），脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系如图3。 已知：①硅藻土主要作用是吸附水分，同时疏松配料；②硅藻土的用量比=100%。 下列说法正确的是 A．装置①中测得的氧气含量为曲线b B．脱氧剂在脱氧过程中吸收热量 C．由图3可知：硅藻土的最佳用量比是 D．硅藻土用量过多会使铁粉与氧气接触不充分，脱氧时间变长 【答案】D 【详解】A.铁生锈需要同时接触和，装置①中有干燥剂，缺少水分，铁粉几乎不发生锈蚀，氧气含量基本不变，应对应曲线a，错误。 B.脱氧过程是铁的缓慢氧化反应，属于放热反应，会释放热量，错误。 C.脱氧时间越短脱氧效果越好，由图3可知脱氧时间最短时硅藻土用量为0.35g，最佳用量比为，错误。 D.硅藻土用量过多时，会覆盖在铁粉表面，减少铁粉与氧气的接触面积，反应速率减慢，脱氧时间变长，与图3变化趋势一致，正确。 7．（25-26九年级下·安徽芜湖·自主招生）走近千年文物，青铜器中含有铜单质，在含有的环境中易生成CuCl，随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述正确的有几个 ①CuCl、、三者发生化合反应生成 ②盐酸能有效除去铜绿 ③表面发生锈蚀的青铜器中，铜元素的化合价有3种 ④远洋船舶使用的铜制品易生成氯化铜，进而发生锈蚀，需要做好防锈措施 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【详解】①化合反应要求多种反应物生成仅1种生成物，配平反应得，生成物有2种，不属于化合反应，错误； ②铜绿是碱式碳酸盐，可与盐酸反应生成可溶性氯化铜、水和二氧化碳，因此盐酸可以除去铜绿，正确； ③铜元素的化合价有3种：青铜基体中单质铜为0价，、中铜为+1价，、中铜为+2价，正确； ④根据题干信息，含环境中铜首先生成的是（氯化亚铜），不是氯化铜，错误。 综上共有2个叙述正确，答案选B。 8．（2026·陕西渭南·二模）小组同学利用如图装置进行微型实验。下列分析正确的是 A．该实验说明铁生锈与水有关 B．实验最终观察到活塞向右移动 C．当铁丝不再生锈时，注射器内的气体主要是氧气 D．该实验可探究空气中氧气的含量 【答案】D 【详解】A. 该实验没有设置干燥铁丝的对照实验，无法证明铁生锈与水有关，错误； B. 该实验中铁丝生锈消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，则最终观察到活塞向左移动，错误； C. 空气中主要含氮气和氧气，铁丝生锈消耗氧气，则当铁丝不再生锈时，注射器内的气体主要是氮气，错误； D. 该实验中足量的铁丝可将装置内氧气耗尽，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，活塞左移，减少的体积就是消耗氧气的体积，可以测定空气中氧气的含量，正确。 9．（2026·广东茂名·三模）某化学兴趣小组用光亮的铁丝和洁净的铁钉做如图实验，下列说法错误的是 A．甲实验中瓶底水的作用是防止集气瓶炸裂 B．只有乙试管中的铁钉生锈明显 C．实验丙和丁对比，说明铁生锈需要氧气 D．根据乙、丙、丁三个实验，可得出涂油或保持干燥均可以防止铁制品生锈 【答案】C 【详解】A.甲为铁丝在氧气中燃烧实验，反应生成的高温熔融物掉落会导致集气瓶受热不均炸裂，瓶底的水可吸收热量，防止集气瓶炸裂，正确。 B.铁生锈需要同时接触氧气和水：乙中铁钉同时接触水和空气，生锈明显；丙中植物油隔绝了氧气，铁钉仅接触水，几乎不生锈；丁中为干燥空气，铁钉仅接触氧气、不接触水，几乎不生锈，因此只有乙试管中铁钉生锈明显，正确。 C.丙和丁存在两个变量（是否有氧气、是否有水），不符合控制变量法的要求，无法对比得出铁生锈需要氧气的结论；若要验证铁生锈需要氧气，应选择变量仅为氧气的乙和丙对比，错误。 D.乙中铁钉生锈，丙（隔绝氧气，对应涂油防锈的原理）、丁（干燥无水，对应保持干燥防锈的原理）中铁钉均不生锈，因此可得出涂油、保持干燥均可以防止铁制品生锈，正确。 10．（2026·江苏徐州·二模）为探究活性炭、食盐对钢铁锈蚀的影响，进行如下实验：取2.5 g铁粉、6.5 mL水与不同质量的活性炭、食盐均匀混合，然后进行4组实验。下列针对该实验的分析正确的是 实验序号 活性炭质量/g 食盐质量/g 温度上升/℃ ① 0 0 0.1 ② 0.32 0 22.5 ③ m 0.15 13.7 ④ 0.32 0.15 68.4 A．表中m=0.32 B．对比实验①和②可知，活性炭能加快钢铁锈蚀 C．对比实验①和④可知，食盐能加快钢铁锈蚀 D．对比实验②和③可知，活性炭和食盐是钢铁锈蚀的必要条件 【答案】B 【详解】A. 实验③要探究食盐单独对锈蚀的影响，需与实验①对照（仅食盐质量不同，其余条件一致），因此，错误。 B. 实验①和②的变量仅为活性炭质量，其余条件（铁粉、水、食盐质量）均应相同，②的升温远高于①，说明活性炭能加快钢铁锈蚀，正确。 C. 实验①和④同时存在活性炭、食盐两个变量，无法单独得出食盐对锈蚀的影响，错误。 D. 实验①无活性炭和食盐也有微弱升温，说明钢铁在无二者时也能锈蚀，因此二者不是锈蚀的必要条件；且②和③存在活性炭、食盐两个变量，无法对比得出结论，错误。 11．（2026·江西宜春·模拟预测）南昌海昏侯国遗址博物馆中出土了大量汉代文物，其中蕴含丰富化学知识，请填空： (1)展厅内能闻到淡淡的文物防腐剂气味，从分子的角度解释原因：_______。 (2)海昏侯墓出土的大量墨书竹简，字迹依旧清晰不褪色，是因为常温下碳单质________。 (3)青铜器属于_____（选填“金属”或“合成”）材料，与纯铜相比，青铜的硬度更______（选填“大”或“小”）。 (4)锈蚀严重的汉代铁器，揭示了铁易生锈的性质，请写出一种防止铁制品生锈的方法：____。 【答案】(1)分子在不断运动 (2)化学性质稳定（或不活泼） (3) 金属 大 (4)刷漆（或涂油等） 【详解】（1）闻到气味属于扩散现象，本质是构成防腐剂的分子在永不停息做无规则运动，扩散到空气中被人感知。 （2）墨的主要成分是碳单质，常温下碳的化学性质不活泼，很难和其他物质发生化学反应，因此字迹可以长时间保持不褪色。 （3）金属材料包含纯金属和合金，青铜是铜锡合金，属于金属材料；合金的硬度普遍高于其组成的纯金属，因此青铜硬度比纯铜更大。 （4）铁生锈需要同时接触氧气和水，防锈的原理是破坏生锈条件，隔绝氧气或水，刷漆、涂油等操作都可以隔绝水和氧气，达到防锈目的。 12．（2026·河南三门峡·二模）防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径，兴趣小组同学对金属生锈进行了一系列的探究，设计了如下图所示的实验。 (1)要证明铁钉锈蚀过程中一定与水接触，则A、B、C实验中必须完成的是_______。 (2)为除去铁钉表面的铁锈，同学们将生锈的铁钉放入稀盐酸中，请写出盐酸除铁锈的化学方程式：_______；向相同质量的CuO和中分别加入相同质量分数的盐酸，当两种氧化物都恰好完全反应时，CuO与所消耗盐酸的质量比为_______。 【答案】(1)A和C (2) 【详解】（1）要证明铁锈蚀需要水，需控制氧气为相同变量：A中铁钉同时接触水和氧气，发生锈蚀；C中铁钉接触氧气、被干燥剂隔绝水，不发生锈蚀，二者对比即可证明水是铁锈蚀的必要条件，B装置用于探究氧气对锈蚀的影响，本实验不需要。 （2）①铁锈主要成分为，与盐酸反应生成氯化铁和水，配平即可得到对应方程式。 ②计算盐酸质量比：设和质量均为，消耗盐酸的质量分别为x、y。根据反应：，质量消耗质量x为；，质量消耗质量y为；二者比值为，即质量比为。 13．（2026·陕西咸阳·模拟预测）为了探究铁钉生锈的条件，兴趣小组设计了如下所示的四个对比实验。放置一周后，观察到试管③和④中的铁钉生锈，且试管④中的铁钉锈蚀程度比试管③中的严重。 (1)实验①中，煮沸蒸馏水并迅速冷却的主要目的是_______________________。 (2)对比__________（填序号），可证明氯化钠能加快铁钉锈蚀。 (3)综合分析①②③可知，铁钉生锈是铁与__________共同作用的结果。 【答案】(1)除去蒸馏水中溶解的氧气，防止氧气再次溶于水 (2)③④ (3)氧气、水或、 【详解】（1）气体溶解度随温度升高而减小，煮沸可除去蒸馏水中溶解的氧气，迅速冷却能防止氧气再次溶于水。 （2）探究氯化钠对锈蚀速率的影响，变量是氯化钠，其它条件均相同，因此对比③和④的锈蚀程度即可得出结论。 （3）①中铁钉只接触水无氧气，不生锈；②中铁钉只接触氧气无水，不生锈；③中铁钉同时接触水和氧气，生锈，对比①②③可知，铁钉生锈是铁与氧气、水共同作用的结果。 14．（2026·重庆·三模）实验是进行科学探究的重要方式。LB化学兴趣小组设计如图实验探究铁生锈的条件： 【资料卡片】碱石灰是NaOH固体和CaO的混合物，能吸收水和二氧化碳。 (1)仪器①的名称是______。 (2)实验1中能观察到铁钉明显生锈的是______(填“A”“B”或“C”)。 (3)已知导电性强的溶液能加快铁生锈，下列能加快铁生锈的是______(填序号)。 a.稀盐酸          b.乙醇         c.食盐水      d.蒸馏水 (4)小铌在实验1的基础上设计了创新实验2。锥形瓶内发生反应的化学方程式为______，通入一段时间氧气后，潮湿的铁丝生锈，干燥的铁丝未生锈，说明铁生锈的条件之一是需要______(填名称)参与。 【答案】(1)试管 (2)A (3)ac (4) 水 【详解】（1）略 （2）A 中铁钉同时接触氧气、水，满足铁生锈条件，发生明显锈蚀，正确。 B 中植物油隔绝了氧气，铁钉只接触水，不易生锈。 C 中是干燥空气，铁钉只接触氧气、没有水，不易生锈。 （3）a、稀盐酸：可电离出离子，溶液导电性强，可以加快铁生锈，正确。 b、乙醇：非电解质，不导电，错误。 c、食盐水（NaCl 溶液）：可电离出离子，导电性强，可以加快铁生锈，正确。 d、蒸馏水：几乎不电离，导电性极弱，错误。 （4）①略 ②U 型管左侧铁丝潮湿（有水 + 氧气）生锈，右侧铁丝经碱石灰干燥（只有氧气、无水）不生锈，控制变量说明铁生锈需要水参与。 15．（2026·江苏连云港·二模）为探究钢铁生锈的条件，请认真分析如图并参与探究。 【观察与问题】铁在什么条件下易生锈？ 【假设与预测】 (1)铁在______的空气中易生锈。 【实验与事实】实验过程如图所示。 (2)①在第一支试管中放入一根铁钉，注入蒸馏水，使铁钉的一半浸入水中，另一半暴露在空气中，如图A所示。②在第二支试管中放入一根铁钉，注入刚煮沸过的蒸馏水，浸没铁钉，并在水面上覆盖一些植物油，如图B所示。③将第三支试管用酒精灯烘干后，放入一根铁钉，用胶塞塞紧试管口，如图C所示。几天后发现，只有试管______(填“A”、“B”或“C”)中的铁钉生锈了。 【解释与结论】 (3)铁在______和______同时存在时易生锈。铁锈的主要成分是______。 【表达与交流】 (4)将B试管中的蒸馏水煮沸并覆盖一层植物油，这么做是为了避免铁钉与______接触；将C试管烘干并加塞的目的是防止铁钉与______接触。 【拓展与迁移】 (5)①铁一旦生锈，生成疏松多孔的铁锈附在铁件上，会______(填“加快”或“减慢”)铁的生锈速率。 ②当铁接触酸或盐溶液时，生锈速率会______(填“加快”或“减慢”)。 ③防止铁生锈的方法有：a.要保持铁制品表面的洁净与______；b.在铁制品表面覆盖保护膜，如______(填一种)；c.可将铁制品制成不锈钢等。 【答案】(1)潮湿 (2)A (3) 氧气/空气 水 氧化铁/ (4) 氧气/空气 水蒸气/水 (5) 加快 加快 干燥 刷漆(合理即可) 【详解】（1）根据生活经验与实验假设，铁在潮湿的空气中更易生锈； （2）A试管：铁钉同时接触水和空气（氧气），满足铁生锈的条件，会生锈； B试管：煮沸蒸馏水除去水中溶解的氧气，植物油隔绝空气，铁钉只接触水，不生锈；C试管：试管内为干燥空气，铁钉只接触氧气、不接触水，不生锈； （3）铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果； 铁锈的主要成分为氧化铁，结构疏松多孔； （4）煮沸蒸馏水可除去水中溶解的氧气，植物油可隔绝空气，目的是让铁钉不接触氧气； 烘干试管并加塞，可隔绝空气中的水蒸气，让铁钉不接触水； （5）①铁锈疏松多孔，会吸附空气中的水和氧气，反而加快内部铁的锈蚀速率； ②酸、盐溶液会破坏铁的表面保护膜，加速铁的电化学腐蚀，使生锈速率加快； ③防止铁生锈的原理是隔绝氧气或水；保持表面洁净干燥、覆盖保护膜（如刷漆、电镀、涂油等）、制成合金都是常见的防锈方法。 素养提升 16．（2026·安徽芜湖·三模）铁是生产、生活中应用广泛的金属材料。某校化学兴趣小组以“铁的锈蚀”为主题开展项目式学习。 任务一：了解铁的锈蚀 (1)铁锈的主要成分是________(写化学式)。 (2)铁锈具有疏松多孔的结构，会________(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。 任务二：探究铁锈蚀的条件 取三枚大小相同的洁净、无锈铁钉分别放入试管中，进行图1所示实验，现象如下表。 试管编号 A B C 一周后铁钉表面现象 有一层铁锈 无明显变化 无明显变化 (3)对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是铁与空气中的________发生化学反应的结果。 (4)生活中制取蒸馏水的措施是___________。 (5)经过更长时间，仔细观察试管B中铁钉，发现也有锈蚀现象，由此得知植物油________(填“能”或“不能”)完全隔绝空气中的氧气。欲使试管B中铁钉不生锈，写出一种试管B实验的改进设计：___________。 任务三：探究影响铁锈蚀速率的因素 (6)为进一步探究影响铁锈蚀速率的因素，小组同学进行图2实验，一段时间后观察到实验A中铁粉比B中铁粉锈蚀更快，且实验A、B中烧杯内导管均上升一段水柱。(所用试管规格相同) ①烧杯内导管均上升一段水柱的原因是________________。 ②请你在图3中画出理论上实验A烧杯内导管中水柱高度随时间变化的曲线。___________ 【答案】(1)/ (2)加快 (3)水、氧气 (4)蒸馏 (5) 不能 将蒸馏水煮沸冷却后，再覆盖厚层植物油加满试管，再塞上橡皮塞 (6) 铁锈蚀消耗氧气，使得试管内压强低于外界大气压 【详解】（1）铁锈是铁与氧气、水发生缓慢氧化反应的产物，主要成分为Fe2O3（或）。 （2）铁锈疏松多孔，会吸附空气中的水和氧气，持续接触铁基体，加快锈蚀。 （3）对比实验：A中有水、氧气→生锈；B中有水、无氧气（油隔绝）→几乎不生锈；C中有氧气、无水（干燥剂）→不生锈，则结论是：铁生锈需要同时接触水、氧气。 （4）蒸馏水通过蒸馏原理制取：将水加热汽化为水蒸气，再将水蒸气冷凝得到纯净的蒸馏水，因此制取措施为蒸馏。 （5）长时间后B也生锈，说明少量氧气能透过植物油，植物油不能完全隔绝氧气； 略。 （6）①铁生锈属于缓慢氧化，消耗试管内的氧气，试管内部气体减少、压强低于外界大气压，烧杯里的红墨水被大气压压入导管，因此导管内水柱上升。 A组用食盐水，食盐会加快铁的锈蚀速率：相同时间内，A消耗氧气更多，压强下降更快；水柱上升速度比B快，曲线斜率更大；最终平衡时，氧气消耗量相等，A的水柱高度等于B；图像起点与B一致（原点上方同一点），全程位于B曲线之上。 17．（2026·湖南邵阳·二模）铜是人类较早冶炼和使用的金属。某出土文物表面有绿色铜锈，主要成分为碱式碳酸铜。化学兴趣小组对铜生锈的条件进行探究。 (1)根据碱式碳酸铜的元素组成推测，铜生锈与空气中的、和_________有关。 (2)同学们取规格相同的光亮铜片，设计如图所示实验（蒸馏水均已煮沸并冷却）。为验证上述推测，试管乙中气体X的成分为_________（填化学式）。 (3)一段时间后，试管_________中的铜片生锈；对比试管丙和丁的实验现象，可得出的结论是_________。 【答案】(1)（或二氧化碳） (2)（或氧气） (3) 丙 铜生锈需要水（或水是铜生锈的必要条件） 【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。碱式碳酸铜[]由Cu、O、H、C四种元素组成。已知反应涉及O2（提供O）、H2O（提供H、O），还需含C的物质参与反应。空气中含碳的常见气体为CO2，因此铜生锈与O2、H2O和CO2有关。 （2）实验目的是验证“铜生锈与O2、H2O、CO2有关”，需通过控制变量法设计对照实验： 试管甲：CO2 + H2O（缺O2）； 试管丙：O2 + CO2 + H2O（条件齐全）； 试管丁：O2 + CO2（缺H2O）。   为验证CO2的作用，试管乙需提供“O2 + H2O”的环境（与试管甲对比，验证O2的必要性），因此气体X应为O2（使试管乙的条件为O2 + H2O，与试管甲的CO2 + H2O形成对照，探究O2的影响）。 （3）① 只有试管丙同时满足铜生锈的所有条件（Cu + O2 + H2O + CO2），因此一段时间后，试管丙中的铜片会生锈。   ② 对比试管丙（有H2O，铜生锈）和试管丁（无H2O，铜不生锈），唯一变量是“水”。由此可得出结论：铜生锈需要水（或水是铜生锈的必要条件）。 18．（2026·河北邯郸·模拟预测）金属材料对于促进社会发展、改善人类生活发挥了巨大作用。我校化学小组的同学在老师指导下进行了如下探究。 探究一：探究铁锈蚀的条件 如图，一周后发现，甲、乙中铁钉没有明显变化，丙中铁钉明显锈蚀。 (1)图乙中植物油的作用是________，对比上图中甲和丙的实验现象，得出的结论是铁生锈需要与________接触。 (2)防止炒菜铁锅生锈常采用的方法是________。 探究二：探究铬（Cr）与常见金属铁、铜的活动性强弱。 【作出猜想】结合已知的金属活动性顺序，小聪同学作出了以下猜想： 猜想1：    猜想2：    猜想3： 【查阅资料】铬为银白色金属，硫酸亚铬（）溶液显蓝色。 【进行实验】 (3) 实验内容 现象 结论 ①将用砂纸打磨过的铬片浸入盛有适量的________溶液的试管中 铬片上有气泡产生，溶液由无色变为蓝色 金属活动性： ②将用砂纸打磨过的铬片浸入盛有适量溶液的试管中 铬片上________，溶液由浅绿色变为蓝色 金属活动性： 【结论与解释】三种金属的活动性顺序为。 (4)实验②中发生反应的化学方程式为________。 【知识运用】 (5)向盛有和的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，滤液呈无色，滤渣中一定有________。 A．Cu、Zn B．Cu、Zn、Al C．Cu和Al D．Cu 【答案】(1) 隔绝氧气（或空气） 水（或H2O） (2)洗净擦干（或保持表面洁净干燥、涂食用油等合理即可） (3) （或） 有黑色固体析出 (4) (5)D 【详解】（1）植物油可以阻止空气中的氧气溶解到蒸馏水中； 甲中只有干燥空气、没有水，丙中同时接触水和空气，对比实验现象可知铁生锈需要接触水。 （2）铁生锈需要同时接触水和氧气，擦干除去水分即可破坏生锈条件，防止铁锅生锈。 （3）要验证Cr>H，需将铬放入稀酸中，铬与稀酸发生反应，表面有气泡产生，溶液由无色变为蓝色； 活动性强的金属可以置换出活动性弱的金属，已知，因此铬可以置换出硫酸亚铁中的铁单质，附着在铬片表面。 （4）铬和硫酸亚铁发生置换反应，生成硫酸亚铬和铁，方程式配平即可。 （5）金属活动性顺序为Al>Zn>Cu，锌不能置换铝，仅能置换硫酸铜中的铜；滤液呈无色说明铜离子已经完全反应，因此滤渣中一定有Cu，锌可能恰好完全反应、不一定剩余，因此选D。 19．（2026·内蒙古呼和浩特·三模）铭博学习小组围绕“锈”进行一系列项目式研究学习。 (1)现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①一周后，铭博小组同学观察到的现象为________________(填哪个生锈或不生锈)，得出铁生锈的条件是__________________。 ②B试管内为煮沸后迅速冷却的蒸馏水，将蒸馏水煮沸的目的是除去蒸馏水中溶有的氧气，“煮沸”能除去蒸馏水中溶有的氧气说明：气体的溶解度随温度的升高而__________。 (2)探究铁生锈速率的影响因素，按图1所示连接实验装置，插入氧气传感器，采集三个实验装置中氧气的体积分数数据，得到图2所示曲线。 ①从图3数据分析，图2中________(填物质名称)对铁生锈的速率影响最大。 ②要证明炭粉的质量对铁生锈的速率有影响，需进行第四个实验，实验装置内应放____________。 【答案】(1) A试管中的铁钉生锈，B、C试管中的铁钉不生锈 铁与氧气（或空气）和水同时接触 减小（或降低） (2) 食盐水 铁粉5.0g、炭粉0.2g（或不同于0.1g的其他质量）、水10滴 【详解】（1）铁生锈的条件探究   ① 现象与结论:试管A：铁钉同时接触水和氧气（满足生锈条件），故生锈； 试管B：蒸馏水煮沸除氧+植物油隔绝空气，铁钉只接触水（无氧气），故不生锈； 试管C：干燥剂吸水，铁钉只接触氧气（无水），故不生锈。   对比可知，铁生锈需铁与氧气、水同时接触。   ② 气体溶解度规律：煮沸蒸馏水可除去溶解氧，说明温度升高，气体溶解度减小（氧气在水中的溶解能力随温度升高而降低）。 （2）铁生锈速率的影响因素 ① 影响因素分析：图3中，曲线下降越快（氧气消耗越快），生锈速率越快。装置②（加食盐水）的曲线下降最快，说明食盐水对铁生锈速率影响最大（加速生锈）。   ② 控制变量设计实验：要证明“炭粉质量”的影响，需控制其他变量（铁粉质量、水的量、液体种类）不变，仅改变炭粉质量。因此实验应放：铁粉5.0g、炭粉0.2g（或其他非0.1g的质量）、水10滴。 20．（2026·广东茂名·二模）完成下列问题： (1)航母飞行甲板钢板表面镀有镍等金属。运用金属活动性顺序，预测镍的化学性质并完成以下内容。 预测 验证 现象 结论 镍是氢前金属 ①向试管中加入适量__________（填物质名称），将用砂纸打磨过的镍片浸入其中 ②__________ 预测正确 ③铁的金属活动性比镍__________（填“强”或“弱”） 向试管中加入适量硫酸镍溶液，将用砂纸打磨过的铁片浸入硫酸镍溶液中 铁表面有固体析出 (2)为探究影响钢铁锈蚀的因素，某化学兴趣小组设计了如图甲所示的数字化实验进行探究。用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉成分，用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。实验药品如下表： 组别 药品 铁粉/g 碳粉/g 水/滴 食盐/g 其他 一 5.0 0.1 0 0 干燥剂 二 5.0 0.1 10 0 无 三 5.0 0.1 10 1.0 无 四 5.0 0.1 0 1.0 无 ①铁在空气中锈蚀生成铁锈，铁锈的主要成分是__________（填化学式）。 ②在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。 内瓶中含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和、__________发生了化学反应。 ③为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是__________。小组同学用图1所示的装置进行实验，实验数据如图2所示。可得到的实验结论为_______________________________。 (3)请提出一种防止钢铁生锈的方法：______________________________________________。 【答案】(1) 稀盐酸（或稀硫酸） 镍片表面有气泡产生，镍片逐渐溶解 强 (2) 水/ 二和三 食盐能加快钢铁的锈蚀速率 (3)在钢铁表面涂漆（合理即可） 【详解】（1）①验证镍是氢前金属可以通过金属和稀酸反应生成氢气来验证； ②略； ③根据现象推结论，现象表明二者发生了置换反应，因此可推断出铁的金属活动性比镍强。 （2）①铁锈主要成分为氧化铁，其化学式为； ②一二两组实验变量为水，因此是在有氧气的条件下验证水对金属生锈的影响； ③对比试验控制变量唯一，该反应只需控制有无食盐即可，因此选择的组别为二和三； 根据图二发现B中氧气减少的更多，因此B中金属生锈更严重，可得到的结论为食盐能加快钢铁的锈蚀速率。 （3）铁生锈实际上是铁与氧气、水等发生化学反应的过程，防止钢铁生锈只需隔离空气（或氧气）和水，如在钢铁表面涂漆或保持表面洁净和干燥等，均可以防锈。 迁移创新 21．（2026·广东清远·二模）广东农村地区气候潮湿，某实验小组围绕“锄头使用过程中的生锈因素”展开了深入探究。 【发现问题】 锄头在使用和存放过程中，不同部位、不同使用方式下生锈情况差异很大。 【查阅资料】 长期使用后锄头刃口因摩擦变粗糙，且常接触化肥(含等)。 【设计实验】 (1)取5枚洁净铁钉进行如下处理，一周后现象见下表： 试管 铁钉处理 实验介质 现象 A 表面光滑无锈 蒸馏水，浸没一半 轻微生锈 B 砂纸打磨粗糙 蒸馏水，浸没一半 生锈明显 C 表面光滑无锈 3%食盐水，浸没一半 生锈严重 D 砂纸打磨粗糙 3%食盐水，浸没一半 生锈最严重 铁钉在液体中只浸没一半，是为了让铁钉能与空气中的___________充分接触。 【得出结论】 (2)对比试管___________的现象，可推测铁钉生锈程度与液体中的离子含量有关。对比试管AB，可推测铁钉生锈程度与___________有关。 【讨论交流】 (3)ⅰ．结合实验结果，长期使用的锄头，___________(选填“刃口”“面中央”或“柄连接处”)部位生锈情况最为严重。 ⅱ．为进一步验证土壤中含有，可进行以下实验： 操作 现象 结论 取土样于试管中，加入适量水振荡后静置，取上层清液，滴加几滴溶液 ___________ 土壤中含有 【拓展应用】 (4)ⅰ．改良酸性土壤可用___________。请提出一条防止农具生锈的实用建议：___________。 ⅱ．生锈的铁质锄头可用稀硫酸浸泡除锈，不能长时间浸泡的原因是___________(用化学方程式表示)。 【答案】(1)氧气/O2 (2) AC/BD 表面粗糙程度 (3) 刃口 产生白色沉淀 (4) 熟石灰/氢氧化钙 用完擦干水分/涂抹机油存放 【详解】（1）铁生锈条件：同时接触氧气、水；铁钉一半浸入液体、一半暴露空气，目的让铁钉同时接触水和空气中的氧气，满足生锈条件。 （2）探究生锈与液体离子（氯离子）含量关系，控制铁钉粗糙程度相同，改变液体种类（蒸馏水/食盐水）：A、C都是光滑铁钉，A蒸馏水、C食盐水；B、D都是粗糙铁钉，B蒸馏水、D食盐水，两组任选一组均可； A、B变量只有铁钉表面光滑/粗糙，其余条件一致，因此探究生锈与表面粗糙程度的关系。 （3）锄头刀口长期摩擦变粗糙，又经常接触含氯离子的化肥土壤；实验证明粗糙+氯离子会大幅加速生锈，所以刃口锈蚀最严重； Cl-和 Ag+结合生成不溶于水的AgCl白色沉淀，因此滴加硝酸银溶液出现白色沉淀，证明土壤含氯离子。 （4）熟石灰呈碱性，成本低，常用于改良酸性土壤； 防锈原理隔绝氧气和水，实用方法：使用后洗净擦干、涂抹机油、干燥处存放等； 稀硫酸先和铁锈反应除锈；铁锈完全除去后，稀硫酸会继续和单质铁发生置换反应腐蚀锄头，因此不能长时间浸泡，化学方程式见答案。 22．（2026·山东威海·一模）学习小组对钢铁锈蚀展开了探究。 按下图装置组装后，开启恒温加热杯垫，加热至烧杯内水沸腾，一段时间后切换档位维持水温在85℃左右，打开分液漏斗活塞持续供氧。 观察并记录四处钢丝棉的生锈情况：①1分32秒出现严重锈蚀；②3分48秒出现锈蚀；③无明显锈蚀；④无明显锈蚀。 (1)写出打开分液漏斗活塞后产生氧气的化学方程式：___________。 (2)加热至烧杯内水沸腾一段时间，其目的是___________。 (3)该实验能够证明铁生锈是铁与___________直接接触；食盐能够___________(填“加快”或“减慢”)铁生锈。 (4)溶液的酸性也会对铁生锈的快慢产生影响，请你设计实验方案进行探究(所选试剂为3%稀醋酸，其他仪器试剂任选)：___________。 (5)兴趣小组用注射器控制通入试管中氧气的量，探究不同浓度氧气对铁生锈快慢的影响，其实验数据如下表所示： 相同规格的钢丝棉在85℃水浴中与不同浓度氧气作用下生锈的情况 氧气和空气混合的体积比例 1：4 1：1 4：1 观察到生锈的时间 3分12秒 2分32秒 1分5秒 当氧气和空气混合的体积比例为4：1时，氧气的体积分数约为___________。 由表中数据可得出的结论是___________。 【答案】(1) (2)除去水中溶解的氧气，排除其对实验的干扰 (3) 氧气和水（或O2、H2O） 加快 (4)取两份相同规格的钢丝棉，分别用等体积的3%稀醋酸和蒸馏水润湿，放在相同温度、相同氧气浓度的环境中，观察记录两者出现锈蚀的时间，比较生锈快慢 (5) 84%（或84.2%） 相同条件下，氧气浓度越高，铁生锈的速率越快 【详解】（1）分液漏斗中为双氧水，瓶底有二氧化锰催化剂，过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气。化学方程式略。 （2）气体溶解度随温度升高而降低，煮沸可除去水中溶解的氧气，保证后续实验中浸入水中的钢丝棉只接触水不接触氧气，确保对照实验变量唯一。 （3）②（有水、有氧气）生锈，③（有氧气、无水）、④（有水、无氧气）均不生锈，证明铁生锈需要同时接触氧气和水； ①用食盐水润湿比②用水润湿生锈时间更短，说明食盐能加快铁生锈。 （4）对照实验需控制除溶液酸碱性外的所有变量一致，通过对比生锈时间即可判断酸性对铁生锈速率的影响。则方案可为取两份相同规格的钢丝棉，分别用等体积的3%稀醋酸和蒸馏水润湿，放在相同温度、相同氧气浓度的环境中，观察记录两者出现锈蚀的时间，比较生锈快慢。 （5）氧气和空气体积比为4:1时，假设氧气体积为4L，空气体积为1L，空气按氧气体积分数（或21%）计算，总氧气体积为（或），体积分数为（）； 表格数据显示氧气占比越高，生锈时间越短，故得出对应结论相同条件下，氧气浓度越高，铁生锈的速率越快。 23．（2026·广东清远·一模）请回答下列问题。 (1)探究金属的物理性质和化学性质。 实验操作 现象 解释与结论 互相刻画 互相刻画后，铜片上的划痕比金属甲上的划痕更深 铜片的硬度比金属甲______（填“大”或“小”） 用坩埚钳夹持一块铜片，放在酒精灯火焰上加热 ______ 在加热的条件下，铜能与氧气反应 取一段镍（Ni）丝伸入稀硫酸中 缓慢生成气泡，经检验，产生的气体是氢气 化学方程式：______（反应中Ni显+2价） 另取一段镍丝伸入硫酸铜溶液中 ______，溶液由蓝色逐渐变成绿色 金属活动性：Ni>Cu (2)探究铁生锈的条件及防腐措施。 任务一 利用软塑料瓶改进探究铁生锈条件的实验。 Ⅳ中铁钉生锈比Ⅲ中快，可知铁生锈速率与_________有关；实验Ⅴ在软塑料瓶中完成，一周后，可观察到_________和铁生锈的现象。 任务二 福建号航母的飞行甲板采用了一种新型高强度合金钢。该钢材的主要成分如表所示： 金属 质量分数/% 主要作用 Fe 基体 形成钢的基体结构 C 0.05～0.10 保证强度的基础元素，提高韧性 Mn 1.50～2.00 提高强度和韧性 Ni 2.50～3.50 提高低温韧性和耐腐蚀性 Cr 0.80～1.20 提高耐腐蚀性和高温强度 该材料实现了约800 MPa的屈服强度，优异的低温韧性和耐海洋大气腐蚀性能。 ⅰ.从表中可知，为提高材料在严酷海洋环境下的使用寿命，主要依赖的金属是_______和_______（填元素符号）。 ⅱ.碳（C）含量被严格控制在很低的水平（0.05～0.10%），这主要是为了在获得一定强度的同时，保证材料具有良好的_________。 【答案】(1) 小 铜片表面逐渐变黑 镍丝表面有红色固体析出 (2) 氧气的浓度 塑料瓶变瘪 韧性 【详解】（1）互相刻画法比较硬度：硬度越小的物质越容易留下划痕，铜片上划痕更深，说明铜片硬度比金属甲小； 铜加热时和氧气反应生成黑色氧化铜，因此观察到铜片表面变黑； 镍和稀硫酸发生置换反应，显价，硫酸镍化学式为，其反应的化学方程式为； 镍活动性比铜强，镍能置换出硫酸铜中的铜，因此观察到镍丝表面析出红色固体。 （2）任务一： Ⅲ中是空气、Ⅳ中是氧气，变量是氧气浓度，Ⅳ生锈更快，说明铁生锈速率和氧气浓度有关；铁生锈消耗瓶内氧气，瓶内压强小于外界大气压，因此软塑料瓶会变瘪。 任务二： ⅰ. 根据表格信息，和都可以提高耐腐蚀性，严酷海洋环境需要耐腐蚀，因此依赖这两种金属。 ⅱ. 根据表格，碳是保证强度的基础元素。但钢中碳含量过高会导致其韧性下降、材料变脆，因此将碳含量控制在较低水平（），是为了在获得一定强度的同时，保证材料具有良好的韧性。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $