【同步实验课】实验04 探究铁生锈的条件（学生版）-2024年初中化学同步实验教学（下册）

【同步实验课】 探究铁生锈的条件 【实验目 的】 1．观察铁钉在不同条件下的生锈情况，探究生锈的原因及机制。 2．学会控制变量法设计实验方。 【实验仪 器】 试管、橡皮塞 【实验试 剂】 铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花、干燥剂氯化钙、稀硫酸、氯化钠 【实验步 骤】 (1) 将5 支试管分别编号为、B、、D、E (2) 试管中加入少量蒸馏水，使铁钉一半浸没在水中 B 试管中铁钉全部浸没在经煮沸迅速冷却的蒸馏水中，水面上加一层植物油 试管中放入铁钉，加入少量干燥剂，再放一团干棉球，塞紧橡皮塞 D 试管中加入少量氯化钠溶液，使铁钉的一半浸在盐水中 E 试管中加入用稀硫酸浸没过的铁钉 (3) 将5 支试管放在实验室观察1 周，每天记录实验现象 【实验记 录】 B D E 立即观察 无现象 无现象 无现象 无现象 无现象 1 天后 无现象 无现象 无现象 铁钉表面开 始生锈 铁钉表面开 始生锈 3 天后 无现象 无现象 无现象 铁锈增多 铁锈增多 1 周后 铁钉表面开 始生锈 无现象 无现象 锈蚀严重 锈蚀严重 【实验讨 论】 铁发生锈蚀的条件：铁与 同时接触，酸溶液或氯化钠等溶液会 铁锈蚀的速 率。 1 铁钉生锈实验设计 01 实验梳理 02 实验点拨 03 典例分析 04 对点训练 05 真题感悟 (1)实验中要用煮沸过的蒸馏水的目的是 。 (2)B 试管实验在水面上加一层植物油的目的是 。 2 钢铁的生锈 (1)原理：铁在空气中锈蚀，实际上是铁与 等物质作用，发生一系列复杂的化学反应，转化为铁 的化合物的过程。 (2)铁锈的成分：铁锈的主要成分是 ，铁锈属于 。 (3)铁锈蚀属于 氧化，该过程 热量。 (4)铁锈是一种 色 的物质，空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透，持续跟 铁反应，所以铁锈对铁起不到保护作用。如不及时除去，铁甚至会完全锈蚀。 【注意】除锈方法： （1）物理方法：用砂纸 ，用刀刮。 (2)化学方法：用 清洗( 不能过量)。 3 防止钢铁锈蚀的原理和方法 (1)原理：破坏钢铁锈蚀的条件，使铁制品隔绝 。 (2)减缓钢铁制品生锈的措施： “ ①干”：保持铁制品表面 。 “ ②膜”：在钢铁表面 ，如涂油、喷漆或搪瓷等。 “ ③镀”：在钢铁表面 ，如镀铬、镀锌等。 “ ④烤”：用化学方法使钢铁表面形成 ，如锯条上的烤蓝等。 “ ⑤改”：改变 ，添加其他元素制成合金，如钢铁中加镍、铬制成不锈钢等。 【典例01】下列实验设计能够达到其对应实验目的的是( ) ． 检查装置气密性 B． 测定空气中氧气的含量 ． 探究铁钉锈蚀的条件D． 探究2溶于水生成酸 【典例02】铁是世界年产量最高的金属材料，下列关于铁的叙述不正确的是( ) ．铁生锈时生成四氧化三铁 B．表面涂漆以防止铁生锈 ．铁制品应放置于干燥的环境中 D．寻找金属代用品可保护金属资源 【典例03】我国自主制造的航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是( ) ．给某些部位涂油 B．刷防锈漆 ．船体经常用稀盐酸清洗 D．用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件 1．(22·23·广西·模拟预测)钢铁锈蚀造成金属资源浪费的同时还可能引发安全事故，下列铁制品的防锈原理 与其他三项不同的是( ) ．用不锈钢制餐具 B．自行车链条涂油 ．水龙头表面镀铬 D．给金属栏杆刷漆 2．(22·23 下·中山·三模)深中通道是我国的一个超级工程，其中建设大桥时使用了大量钢材，下列对钢材防 腐蚀的有关措施错误的是( ) ．钢材表面涂防锈漆 B．用生铁代替钢材 ．制成耐海水的合金钢 D．钢索用一层塑料包裹 3．(22·23 上·保定·期末)铁是生活中常用的金属，如图是某“取暖片”外包装的图片。该“取暖片”中发热 剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，其发热是利用铁生锈时会放热。 (1)发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与 、 共同作用才会生锈。 (2)铁锈的结构很疏松，其主要成分是 。 (3)生活中，为防止铁制品生锈，人们采用的方法是 (写出一条即可)。 4．(22·23 上·唐山·期末)某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图所示： (1)一周后观察：试管①和③中的铁钉无明显变化，试管②中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要条件 是铁与 和 直接接触，其中试管②中铁钉的、B、三处中 处锈蚀最严重。 (2)试管①中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是 。 (3)沙漠地区的铁制品锈蚀较慢的原因是 ； (4)防止炒菜铁锅生锈常采用的方法是 ；学校车棚的铁架防生锈方法是 等。 5．(22·23 上·牡丹江·期末)某化学兴趣小组利用以下实验装置探究铁制品锈蚀的条件。 【提出问题】铁制品锈蚀的条件是什么？ 【设计实验】取3 根无锈的铁丝设计如图所示的三个实验(铁丝足量且实验时间足够长) 【实验现象】 中铁丝生锈，B、铁丝无明显变化，打开中的止水夹后还能观察到的现象是 。 【实验结论】 由实验可以得出铁制品锈蚀的条件是 。 【拓展与延伸】 小明在旅途中发现，海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多，他提出问题：海水会加快铁的生锈吗？ 为验证这一问题，设计以下数字化实验： 实验1 实验药品：长5m、直径1mm 铁丝，15mL 蒸馏水； 实验2 实验药品：长5m、直径1mm 铁丝，15mL 海水。 实验结果如图像1 (1)根据图像1 分析可知铁生锈会 (填“吸收”或“放出”)热量； (2)根据该实验可以得出结论： ； 【思考与运用】 根据铁制品生锈条件，写出一条生活中防止铁锈蚀的具体方法 。 6．(22·23 下·莆田·期末)某化学兴趣小组利用以下实验装置探究铁生锈的条件。 【提出问题】铁生锈的条件是什么？ 【设计实验】取根无锈的铁丝设计如图所示的三个实验。 【实验现象】(1)实验Ⅰ中铁丝生锈，当铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，还能观察到的现象是 。 【实验结论】(2)对比实验 (填序号)，可以得出铁生锈需要氧气；得出“铁生锈需 要与水接触”这一结论 所依据的现象是 。 【拓展与延】(3)小明在旅途中发现，海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多，他提出问题：海水会加 快铁的生锈吗？为验证这一问题，设计以下数字化实验： 实验 实验药品 实验1 长5m、直径1mm 铁丝，15mL 蒸馏水 实验2 长5m、直径1mm 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根据以上图象，可以得出结论： 。 【实践应用】(4)有时候铁制品腐蚀不一定是因为锈蚀而引起的，如用铁桶盛装农药波尔多液(含硫酸铜溶 液)就很容易被腐蚀，写出该反应的化学方程式 。 7．(22·23 上·沈阳·期末)金属铁对人类的生产生活和社会发展有着极其重要的作用。请回答下列问题： 铁的性质 为除去铜屑中的少量铁屑，某同学设计了以下两个实验方： (1)写出方Ⅰ中有关反应的化学方程式 ，其基本反应类型为 。此方得出两种金属的活动性由强到弱 的顺序为 。 (2)以上两个实验方中，说明你选择的方和理由： 。 铁的冶炼 如图为实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。 实验步骤如下： 连接好装置，并检查装置的气密性； Ⅱ装好药品……； Ⅲ实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通直至玻璃管冷却。 (3)补全步骤Ⅱ，装好药品， 。 (4)实验中可看到处玻璃管里的实验现象： ，发生反应的化学方程式为 。 (5)盛满石灰水的B 装置在此实验中的作用有 (填序号)。 ①收集多余的 ②检验并吸收反应生成的2 (6)工业上用含氧化铁480t 的赤铁矿为原料炼铁，得到含杂质4%的生铁。据此填写下列框图中有关物质的 质量 。 铁的锈蚀与防护 取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行如图实验，一段时间后发现、D 试管内铁钉被锈蚀，D 管 内铁钉有较厚铁锈。B、管内铁钉无明显变化(氯化钙固体用于除去试管内的水蒸气)。 (7)对比、B 试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的 发生化学反应。 (8)对比、D 试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关。 (9)铁锈蚀后应及时除锈的原因是 。 (10)生活中为防止铁锅被锈蚀可采用的方法有 。 1．(22·23 下·十堰·中考真题)下列设计的实验方能达到目的的是( ) 实 验 目 的 验证甲烷由碳、 氢元素组成 探究催化剂对22溶 液分解速率的影响 探究同种溶质在不同 种溶剂中的溶解性 探究铁生锈的条件之一 是与空气(或氧气)接触 实 验 方 选 项 B D ． B．B ． D．D 2．(22·23·泰安·中考真题)设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法。下列对比实验不能达到目的的 是( ) 选 项 B D 实 验 设 计 实 验 目 的 探究同种物质在不同溶剂中 的溶解性 鉴别硬水和软水 探究铁生锈的条 件 比较Fe 和Z 的金属活动性 强弱 ． B．B ． D．D 3．(22·23·青岛·中考真题)防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其它三种方法原理不同 的是( ) ．表面涂油 B．表面刷漆 ．覆盖塑料 D．制成合金 4．(22·23 下·无锡·中考真题)用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误 的是( ) ．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程 B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀 ．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈 D．铜生锈可能与空气中的2、2和2有关 5．(22·23 下·辽宁·中考真题)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。 【铁的锈蚀和防护】下列环境中的铁制品最容易生锈的是_____(填字母)。 ．未擦干的铁锅 B．喷油漆的栏杆 ．盛水的不锈钢水杯 6．(22·23 下·辽宁·中考真题)“对比实验”是科学探究的重要方法。根据下图实验回答。 探究铁钉锈蚀条件实验中，蒸馏水需煮沸并迅速冷却，煮沸的目的是 。几天后观察，能证明铁钉锈蚀与 水有关的现象是 。 7．(22·23 下·安徽·中考真题)某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。 该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在和B 中没有观察到明显现象，和D 中铁 钉有锈蚀。 (1)B 中将蒸馏水煮沸的目的是 。 (2)BD 对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是 ；中的铁钉比D 中的锈蚀更严重，原因是 。 8．(22·23·常德·中考真题)常德滨湖公的“金刚塔”，俗称“铁树”，始建于北宋建隆年间。湖南省博物馆 典藏技术部曾实地考察“金刚塔”的保存状况，专家认为由于常德天气潮湿多雨，加上“金刚塔”主要成 分为铁，导致表面局部锈蚀严重，需作保护处理。请回答相应问题： (1)铁生锈的条件为 ，铁锈主要成分为 (填化学式)。 (2)常德“金刚塔”表面局部锈蚀严重，以下合理的除锈措施是__________(填序号)。 ．直接喷洒稀盐酸 B．小心打磨生锈处 ．用水清洗 (3)请你写出一种防止铁制品锈蚀的措施 。