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1. 下图是某实验小组做探究铁钉生锈条件的实验，回答下列问题：

   

(1) 试管b中蒸馏水煮沸后迅速冷却的目的是；
(2) 试管c内棉花中放氯化钙的作用是；
(3) 得出铁生锈必须与氧气接触的实验现象是。
【考点】
金属锈蚀的条件及其防护; 探究金属锈蚀的条件;
【答案】

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实验探究题 普通
能力提升
真题演练
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1.

科技小组同学以“铁锈蚀”为主题开展如下项目式学习。

【查阅资料】

①食品脱氧剂的主要成分是铁粉和辅助物质，脱氧原理是铁的生锈。

②铁锈的主要成分是Fe2O3•nH2O。

I.探究铁生锈的条件

【设计实验】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，进行如图所示的三个实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。

（1）对比实验________(填序号)，可以得出铁生锈需要水。

（2）实验Ⅰ中铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，观察到现象________。

Ⅱ.探究影响铁粉生锈速率的因素

【查阅资料】暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。

【猜想假设】①活性炭能加快铁粉生锈的速率。②食盐能加快铁粉生锈的速率。

【进行实验】表中是2g铁粉、5g水与不同质量活性炭、食盐混合均匀10分钟温度记录。

实验编号

活性炭/g

食盐/g

温度上升值/℃

1

0

0

0.1

2

0.2

0

22.0

3

0

x

3.1

4

0.2

0.2

56.3

【解释与结论】

（3）表中x的值为________。

（4）对比实验1和3，得出的结论是________。

得出结论：对比1和2，3，4“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快生锈速率”。

（5）下列说法或做法正确的是_______(多选，填字母)。

A. 暖贴在使用前不需要密封保存
B. 利用铁生锈的原理，可以测定空气中氧气含量
C. 利用铁生锈的原理，铁粉还可用于食品保鲜
D. 校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈

Ⅲ.铁锈主要成分下Fe2O3•nH2O的n数值探究

（6）根据图3进行两步实验，实验相关数据如图4。

第一步：取5.0g使用一段时间的脱氧剂于玻璃管中，持续通入N2 ， 加强热至t1 ， 反应过程中当观察到________现象，证明产物有水。

第二步：改持续通入H2 ， 加强热至t2 ， 熄灭酒精喷灯后，继续通入H2至固体冷却。继续通入H2目的是________。

【计算】

（7）这包“脱氧剂”中Fe2O3•nH2O的n=________。
实验探究题 普通
2. 铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料，但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法，现进行如下实验：

步骤1：利用右图所示装置，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，将导管a、b处的止水夹k1、k2夹紧。

步骤2：一段时间后，观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。

回答下列问题：

   

(1)步骤1中，检验U形管内已充满O2的方法是。

(2)步骤2中，观察到①处没有明显变化，说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有（填化学式），②处可能观察到的现象是，③处没有明显变化，说明纯铁的抗腐蚀能力较（填“强”或“弱”）。

(3)待U形管内有明显现象后，将b导管插入水中，打开止水夹k2 ， 观察到现象，说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了O2。

(4)通过上述实验现象，请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法(不包括制造纯铁)：。
实验探究题 普通
3.

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