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1. 某学习小组对铁锈蚀进行探究。(提出问题)铁锈蚀与哪些因素有关？

【查阅资料】

①氯化钙固体可作干燥剂。

②一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。

③常温常压，氢气密度是dg/mL。

【设计与实验】

(1) 实验一：定性探究铁锈蚀的因素

取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行下图实验，一周后现象如表。

试管

A

B

C

D

现象

铁钉表面有一层铁锈

铁钉表面无明显变化

铁钉表面无明显变化

铁钉表面有较厚铁锈

对比A、B、C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。写出除铁锈的化学方程式。
(2) 实验二：定量探究铁锈蚀的因素

小组设计了如图装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。

据图，分析t3时刻压强突然变大的原因是。
(3) 实验三：测定铁锈含量

将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得mg固体，连接如图装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。

完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为VmL，则该固体中铁锈质量分数表达式为。
(4) 该实验条件下测得铁锈质量分数(填“偏大”“偏小”“无影响”) 
(5) 【反思与评价】

与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是。
【考点】
金属锈蚀的条件及其防护;
【答案】

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实验探究题 普通
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真题演练
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1.

化学小组对钢铁的锈蚀进行实验研究。

I．探究钢铁锈蚀的基本条件

   

（1）一段时间后，C、D、E中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟等物质作用的过程。
（2）使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是。

II．探究食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响

用下图装置进行实验，每组实验加入铁炭总质量为24g，食盐水体积为7.5mL，恰好能将固体润湿。 测得的数据见下表：（提供资料：示数差3cm是指U型管左侧液面上升3cm。）

   

序号

铁炭质量比

食盐水浓度/%

示数差3cm所用时间/s

10分钟时温度升高值/℃

实验①

2：1

26

90

7.8

实验②

4：1

26

170

4.2

实验③

6：1

26

190

3.3

实验④

2：1

13

140

6

实验⑤

2：1

6.5

140

6

（3）分析食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响应对比实验（填实验序号）。有同学提出应该再加一组实验，研究铁炭质量比为2：1、食盐水浓度为3.3%时的实验数据，你觉得是否有必要，并说明理由。
（4）查阅资料得知，食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜，并促使铁发生一系列反应得到氢氧化铁，它在空气中风化失水后变成氧化铁。钢筋锈蚀过程中生成氧化铁的反应方程式是。

III．探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀速率的影响

步骤1：按下图连接好装置，检查装置气密性。

步骤2：向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。

步骤3：将稀盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，一段时间后，至恢复到室温时，采集的数据见下表：       

     

序号

盐酸pH

P反应前

P反应后

DO反应前

DO反应后

开始降低所需时间/s

实验①

2.0

90.8

91.8

5.2

4.3

131

实验②

3.0

90.8

91.5

5.0

3.7

68

实验③

4.0

90.8

90.3

4.9

3.4

24

实验④

5.0

90.8

90.5

4.9

3.7

98

实验⑤

6.0

90.8

90.6

4.4

3.7

175

（5）步骤1中检查装置气密性的方法为：先在分液漏斗中加水，再打开活塞，观察到（填现象），表明装置的气密性良好。
（6）实验①和实验②反应后压强变大。进行实验③时，观察到溶液中有气泡冒出，反应后体系内压强却变小了。变小的原因是。
（7）分析表中数据，在该实验条件下，下列说法正确的有（填字母）。

a．当pH=2时，铁粉与氧气的锈蚀速率最快

b．稀盐酸中的溶解氧含量与盐酸的pH有关

c．铁粉和盐酸，氧气在刚接触时不是同时发生反应
实验探究题 困难
2. 某品牌暖足贴的主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠、水和蛭石。化学小组利用所学知识开展“自制暖足贴”探究活动。

【查阅资料】暖足贴里面的铁粉在空气当中可以产生氧化反应，然后发出热量，具有保暖的作用。利用活性炭的强吸附性，在治性炭的疏松结构中储有水蒸气，水蒸气液化成水滴，水滴流出与空气和铁粉接触，在氯化钠的催化作用下较为迅速的发生氧化反应，放出热量。此外，蛭石是一种超级保温材料，加入蛭石能够延长暖足贴的发热时间并且还能持续保温，从而起到更好的保暖效果。

【自制暖足贴】I.取一定量铁粉和活性炭，加入无纺袋中(与市售所用无纺布相同)，按比例加入氯化钠和水，混合均匀。II.相同环境下，利用温度传感器测定两种暖足贴温度随时间的变化，如图所示。

       

【数据分折】

(1) 发热的原因是铁粉与反应生锈并放热。
(2) 分析比较，自制暖足贴的明显不足是(答出一点即可)，由推测此市售暖足贴成分中蛭石的作用是。
(3) 铁生锈也造成了一定程度的金属资源浪费，写出一种防止铁生锈的方法。
实验探究题 普通
3. 铜是一种不活泼的金属，但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿化学式：Cu2(OH)2CO3]。某科研小组为探究铜绿生成的条件，并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜(假设不含其它杂质)，实验设计如下：

(1) 证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外，还必须有CO2。为“证明必须有CO2”需要进行以上实验中的(填实验编号)。
(2) 利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。

①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O，则步骤I中发生的基本反应类型有。

②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为。

③若步骤Ⅱ所得铜中含有少Cu2O，你认为可能的原因是(写一条即可)。

④若用CO还原8.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag，则a的取值范围为。
实验探究题 普通