金属专题四、铁锈蚀条件的实验探究

这是一份金属专题四、铁锈蚀条件的实验探究，共10页。
保护金属资源。
探究方法：控制变量，设计对比实验，得出铁生锈的条件。
实验目的：对铁制品锈蚀条件进行探究，寻找防止铁制品锈蚀的方法。
实验设计：
实验现象：
①试管中铁钉生锈；生锈最明显的地方是丙处。
②试管中铁钉不生锈；植物油的作用是隔绝空气
③试管中铁钉不生锈；棉花和氯化钙的作用是吸收空气中的水分，保持铁钉干燥。
④试管中铁钉最先生锈；
实验分析：
①试管中铁钉同时与水和空气接触，铁钉生锈。
②试管中铁钉只与水接触，铁钉不生锈。
③试管中铁钉只与干燥的空气接触，铁钉不生锈。
④试管中铁钉同时与水和氧气接触，铁钉生成的生锈最多。
实验结论：铁生锈的条件是铁与和水和空气（氧气）同时接触。
防锈原理：隔绝空气（氧气）或水
防锈措施：
保持金属制品表面干燥；原理是隔绝水
在铁制品表面涂保护膜；（涂油、喷漆、搪瓷、电镀）原理是隔绝空气和水
改变金属的内部结构，制成合金；原理是合金不易生锈的性质
铁锈的主要成分：Fe2O3 是一种红棕色、疏松多孔的固体，透气透水。所以铁表面的铁锈若不及时处理，就会加快铁锈腐蚀的速率。
除锈方法：
物理方法：用砂纸打磨；
化学方法：用酸清洗；
用稀盐酸除铁锈的方程式：
稀硫酸除铁锈的方程式：
铜丝（紫红色）加热以后表面变黑，生成氧化铜，可以用稀硫酸除去。
氧化铜与稀硫酸反应的方程式：
【拓展】铁生锈的利用：
暖宝宝：利用铁生锈的过程是放热过程，放出热量；
干燥剂和吸氧剂：吸收水分和氧气。
【拓展】铜生锈
铜生锈的条件：铜与氧气、水、二氧化碳同时接触
铜锈的主要成分：碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3
铜锈的颜色：绿色（铜锈俗称铜绿）
眼镜架上的铜锈清洗的方法：用醋清洗
解释铁容易生锈，铝抗腐蚀性强
铁容易生锈的的原因：铁跟空气中的氧气和水反应后生成铁锈的主要成分是的氧化铁Fe2O3，氧化铁的结构疏松多孔，透水、透气，不能阻止氧气、水与铁的进一步反应，所以铁制品容易全部锈蚀。
铝抗腐蚀性强的原因：常温下，铝能与空气中的氧气反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝Al2O3薄膜，从而保护里面的铝不被氧化。
保护金属
防止金属生锈
回收和再利用废旧金属
资源的采掘与开发方面 研究开发金属代品
合理地开发金属资源
【拓展】不锈钢
铁是一种常见的金属材料，铁在接触到氧气和水时，容易发生氧化反应，形成松散的铁锈。
不锈钢是一种合金，主要由铁、铬、镍和其他元素组成。
其中，铬是最重要的元素之一，通常含量在10.5%以上。铬能够与氧气结合形成致密的氧化铬膜，从而防止进一步的氧化反应，这是不锈钢能够抵抗腐蚀的关键。
此外，不锈钢中还含有其他合金元素，进一步提高了材料的耐腐蚀性和强度。
因此，不锈钢在建筑、食品加工、医疗、能源等领域具有广泛的应用前景。
合金改变了金属的内部结构。
不锈钢的耐腐蚀能力也是相对的，没有一种不锈钢能抵抗任何环境的腐蚀。
冲刺满分练
一．选择题（共5小题）
1．如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是（ ）
A．甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D．丙中，导管内上升一段水柱
2．下列各组实验方法能达到实验目的的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
3．“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。对下列事实或做法的解释正确的是（ ）
A．铁质水龙头表面镀铬可防锈﹣﹣改变了金属的内部结构
B．众人拾柴火焰高﹣﹣可燃物越多，着火点越低，越易燃烧
C．用明矾净水﹣﹣明矾可降低水中钙、镁离子的含量
D．氧气能被液化贮存于钢瓶﹣﹣分子间有间隔且间隔能改变
4．下列实验中，能达到相应实验目的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
5．如图是探究铁钉锈蚀条件的 4 个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是（ ）
A．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂
B．①②对比说明铁生锈需要空气
C．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是丙
D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
二．填空题（共1小题）
6．科学来源于生活，生活中处处都有科学知识。
（1）下列属于混合物的是 （填序号）。
①金属铁 ②白酒 ③洁净的空气 ④玫瑰香醋 ⑤蒸馏水
（2）下列物品是由有机合成材料制成的是 。
A.羊毛衫 B.玻璃杯 C.不锈钢餐具 D.塑料雨衣
（3）铜也会生锈，如图是某化学实验小组借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验。实验较长时间后，发现A试管中铜片最先生锈，则铜锈蚀的条件是 。
三．实验题（共1小题）
7．某化学兴趣小组做了如图所示的实验，探究铁钉生锈的条件。
根据上述实验，回答下列问题。
（1）第 支试管中的铁钉锈蚀最严重，说明铁生锈的条件是 。
（2）实验中，②试管中植物油的作用是 。
（3）请列举一种日常生活中防止铁生锈的常用方法： 。
四．解答题（共1小题）
8．小华同学发现了厨房里切过咸菜的菜刀，不及时清洗，很容易就锈蚀了。小华同学根据铁的生锈条件，同时查阅了相关资料了解到食盐能加快铁锈蚀速率。为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响，她设计并完成了如图的实验，很快看到实验现象。
（1）请说出该实验中U形管内红墨水液面可能出现的现象并分析其原因 。
（2）有同学认为小华的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀，请在小华同学实验的基础上完善此实验方案
。
五．科学探究题（共4小题）
9．为了探究铁钉锈蚀的条件，某同学设计的实验如图，请回答下列问题：
（1）实验前，必须将铁钉打磨光亮的原因是 。
（2）实验①中，一周后发现铁钉锈蚀最严重的部位是 。
（3）实验②中植物油的作用是 ，③中棉花和氯化钙的作用是 。
（4）要得到铁生锈需要与氧气接触的结论，应对比的实验组合是 ；对比①③试管中的现象，可知铁钉生锈需要与 接触；
对比实验①和④，可得出的实验结论是 。
10．某化学兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动。
【探究一】铁生锈的条件
（1）该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于如图所示装置中，经过一段时间观察A装置中出现了明显的锈迹。他们的结论：铁生锈是因为铁与空气中的 等发生了化学反应。
（2）甲同学提出了疑问：空气中的氮气、二氧化碳有没有参与铁的生锈过程？同学们讨论后认为必须设计对照实验，应该将A装置中 ，观察并记录现象即可证明。
【探究二】影响铁生锈速率快慢的因素
乙同学说：妈妈常说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗？同学广泛查阅资料。
资料一：导电性强的溶液都可加速铁的生锈。
资料二：海上航行的轮船在与海水接触的部分镶嵌一锌块，能有效降低钢材被腐蚀的速率。
（3）一些铁制品表面覆盖了某些涂层。不同的涂层被破坏后，铁生锈的速率不同。你认为下列 涂层破坏后，铁生锈的速率较快。
A、镀锌铁 B、镀锡铁
11．全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。某实验小组的同学为探究铁的腐蚀条件，设计如图所示实验。
（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明装置气密性良好的现象是 。
（2）乙实验装置中碱石灰的作用是 。
（3）4分钟后，观察实验现象：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验通过比较 两组实验，说明铁生锈还与氧气的浓度有关。
12．
为了探究铁钉锈蚀的条件，某同学设计的实验如图。一周后发现①中铁钉生锈，②③中铁钉不生锈，④中铁钉严重生锈，请回答下列问题：
（1）①试管中铁钉锈蚀最严重的部分 。（选填“甲”、“乙”、“丙”）
（2）要得到铁生锈需要与氧气接触的结论，应对比的实验组合是 。
（3）对比①③试管中的现象，可知铁钉生锈需要与 接触。
（4）对比①和④试管，可得出的实验结论是 。
冲刺满分练答案
一．选择题
1．C 2．B 3．D 4．A 5．C
二．填空题
6．（1）②③④； （2）D； （3）水、氧气、二氧化碳。
三．实验题
7．（1）①；铁与水和氧气同时接触；
（2）隔绝空气，防止空气溶解到水中；
（3）在铁制品表面涂油（合理即可）。
四．8．（1）左高右低；铁与瓶中的氧气、水反应，使瓶内的气压减小；
（2）用与小华同学相同的装置，保持其它条件不变，将30mL食盐水换成30mL蒸馏水，重复小华的实验操作。
五．科学探究题
9．（1）除去铁表面的铁锈
（2）乙
（3）隔绝氧气；吸收空气中的水蒸气，保持铁钉干燥。
（4）①②；水；盐溶液（食盐水或）能加快铁钉的锈蚀。
10．（1）水、氧气。（2）空气换成氮气或二氧化碳。 （3）B。
11．（1）C导管口有气泡冒出； （2）除去水蒸气； （3）B和D。
12．（1）乙；
（2）①②
（3）水；
（4）在其他条件相同时，盐溶液（食盐水或）能加快铁钉的锈蚀。
选项
实验目的
实验方法
A
验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性顺序
向硫酸铜溶液和硝酸银溶液中各放入一根镁条，观察现象
B
检验黑色固体中含有碳和氧化铜
高温加热固体，并将生成的气体通入澄清石灰水中，观察固体颜色及石灰水的变化
C
除去Na2CO3中的NaCl
溶解，加入过量CaCl2溶液，过滤，蒸发
D
探究铁钉生锈的条件
将两根铁钉分别密封在盛有干燥空气和盛满水的试管中，观察现象
选项
实验目的
实验操作
A
除去二氧化碳中的氯化氢和水蒸气
将混合气体依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸的洗气瓶、收集
B
分离碳酸钙和氯化钙的固体混合物
将混合物放入烧杯，加入足量水搅拌，充分溶解，过滤
C
制备氢氧化亚铁
向盛有一定量硫酸铁溶液的烧杯中，逐滴加入氢氧化钾溶液至过量，过滤
D
探究铁锈蚀的条件
将一枚光亮的铁钉放入盛有适量水的试管中，观察