钢铁锈蚀给人类带来了巨大的损失，为减少损失需要研究铁锈蚀的原因和防护方法。某化学活动小组对铁制品的锈蚀条件、生锈速率的影响因素及应用进行如下探究。
探究一 铁制品锈蚀的条件
步骤：1.利用图1甲所示装置，将干燥的氧气从导管a通入U形管（装置气密性良好，药品如图1甲所示）。
2.待U形管内充满氧气后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL氧气后，在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图1乙所示。
现象：一段时间后，观察U形管内的铁丝，现象如下表所示。
| 观察对象 | 现象 |
| ①干燥的普通铁丝 | 没有明显变化 |
| ②潮湿的普通铁丝 | 较多红褐色锈斑 |
| ③潮湿的纯铁丝 | 没有明显变化 |
潮湿的普通铁丝，通入氧气后，有较多红褐色锈斑，注射器活塞往左运动
潮湿的普通铁丝，通入氧气后，有较多红褐色锈斑，注射器活塞往左运动
。（2）通过对比①②实验现象，可以得出铁制品锈蚀与
水分
水分
有关，对比②③实验还可得出铁制品锈蚀与 金属的内部结构有关
金属的内部结构有关
有关。探究二 探究氯化物对铁制品生锈速率的影响
资料：氯化钠、氯化钙、氯化铜等属于氯化物。
实验及现象如下：
| 编号 | ① | ② | ③ | ④ |
| 实验 |
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| 现象 | 48h天后，铁钉表面出现红褐色 | 24h后，铁钉表面出现红褐色 | 24h后，铁钉表面出现红褐色 | 7min时铁钉表面出现红褐色，20min后试管底部出现红色沉淀 |
氯化物可加快铁钉生锈的速度
氯化物可加快铁钉生锈的速度
。（2）经检验实验④中的红色沉淀是铁锈和铜。结合上述结论及实验④，对于“氯化物对铁钉生锈速度的影响”，提出进一步的假设
当氯化物与铁钉反应时，可使铁钉生锈速度更快
当氯化物与铁钉反应时，可使铁钉生锈速度更快
。（3）该小组同学在上述实验基础上，又按图2进行对比实验，连续数天观察发现以下现象，该实验的探究目的是
探究氯化钠溶液的浓度对铁制品生锈速率的影响
探究氯化钠溶液的浓度对铁制品生锈速率的影响
。
探究三 探究温度对铁制品生锈速度的影响
实验如下：称量用砂纸打磨过的铁钉质量，按图3进行实验，放置72h,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
| 温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 铁钉质量增加/g | 0.02 | 0.04 | 0.08 | 0.16 | 0.18 | 0.18 | 0.18 |
其它条件相同时，在一定温度范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快
其它条件相同时，在一定温度范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快
。（2）有同学认为该实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因
试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀（或铁钉已经全部锈蚀，所以质量不再增加）
试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀（或铁钉已经全部锈蚀，所以质量不再增加）
。改进实验方案证明你的分析 向试管中充入氧气，并在50℃条件下放置72h,取出铁钉称量，若铁钉增加的质量大于0.18g,则分析成立（或按图示进行实验，在试管中放入两根同样的铁钉，并在50℃条件下放置72h,若铁钉质量增加大于0.18g,则分析成立）
向试管中充入氧气，并在50℃条件下放置72h,取出铁钉称量，若铁钉增加的质量大于0.18g,则分析成立（或按图示进行实验，在试管中放入两根同样的铁钉，并在50℃条件下放置72h,若铁钉质量增加大于0.18g,则分析成立）
（写出实验操作方法、预计现象及结论）。探究四 学以致用，转“害”为“利”
（1）钢铁锈蚀给人类带来了巨大的损失。为防止自行车的链条生锈，采取的防锈措施是
在链条上涂油
在链条上涂油
。（2）生活中人们利用铁锈蚀放出热量的原理，研制出冬天取暖使用的“暖宝宝”等。“暖宝宝”在运输和保存过程中应注意
密封防潮保存
密封防潮保存
。【考点】探究金属锈蚀的条件．
【答案】潮湿的普通铁丝，通入氧气后，有较多红褐色锈斑，注射器活塞往左运动；水分；金属的内部结构有关；氯化物可加快铁钉生锈的速度；当氯化物与铁钉反应时，可使铁钉生锈速度更快；探究氯化钠溶液的浓度对铁制品生锈速率的影响；其它条件相同时，在一定温度范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快；试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀（或铁钉已经全部锈蚀，所以质量不再增加）；向试管中充入氧气，并在50℃条件下放置72h，取出铁钉称量，若铁钉增加的质量大于0.18g，则分析成立（或按图示进行实验，在试管中放入两根同样的铁钉，并在50℃条件下放置72h，若铁钉质量增加大于0.18g，则分析成立）；在链条上涂油；密封防潮保存
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：267引用：1难度：0.3
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1．在进行“二氧化碳制取和性质实验”时，小明发现放置小蜡烛的铜架上出现了绿色物质，且绿色物质只出现在下部（伸到烧杯下面的部分），上部和在烧杯外的部分没有出现，小明思考，铜也会生锈吗？为什么只出现在下部呢？铜生锈的条件是什么？
【查阅资料】铜在一定条件下会锈蚀生成一种绿色的物质（铜绿），其主要成分是碱式碳酸铜，化学式时候Cu2（OH）2CO3，受热易分解．
【猜想与假设】依据铜绿的化学式，小明猜想铜生锈的条件可能是，铜与氧气、共同作用，做出此猜想的依据是．
【设计实验】将四块铜片分别按如图放置半个月，观察现象如下，A中铜片生锈且水面附近锈蚀最严重，B、C、D中铜片不生锈，D装置中氢氧化钠溶液的作用是，写出该反应的化学方程式．
【得出结论】根据A和D中的实验现象可知铜生锈需要．
【反思与应用】利用所得结论填空，依据本实验结合“二氧化碳浇灭蜡烛”的实验操作推测铜架下部容易生锈的原因是．
【实验拓展】有资料显示，氧化铜也能加快过氧化氢溶液的分解速率．
（1）给你一支已经产生铜绿的铜架，5%过氧化氢溶液，请你设计实验证明（仪器自选）．
（2）请你试着写出铜生成铜绿的化学方程式．发布：2024/11/10 8:0:1组卷：53引用：1难度：0.3 -
2．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
用如图装置进行实验，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。）
（3）分析食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响应对比实验序号 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 （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：按如图连接好装置，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：
（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 （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发布：2024/12/24 10:30:2组卷：219引用：4难度：0.5 -
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（填化学式）等物质作用的过程。D中铁钉比C中铁钉锈蚀程度严重，说明。
（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．探究食盐水对钢铁腐蚀速率的影响
用如图装置进行实验，锥形瓶中放生铁粉末，滴管中预先加入2mL不同浓度的食盐水，并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度，数据如下表所示：
（3）该实验探究的是实验组 生铁粉末质量 食盐水浓度 3min时瓶内氧气浓度 实验① 3.5g 4% 18.96% 实验② 3.5g 8% 18.56% 实验③ 3.5g 16% 18.28% 实验④ 3.5g 24% 17.99% 对钢铁腐蚀速率的影响，其实验结论是。
（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（其原理如图所示），并促使铁发生一系列反应得到Fe（OH）3，Fe（OH）3在空气中风化失水后变成氧化铁。
①氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中，从阳极向阴极转移的微粒是。
②钢筋锈蚀过程中得到氧化铁的反应方程式为。
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：按如图连接好装置，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：将盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，同时采集数据见下表：
（5）步骤1中检查装置气密性的方法为序号 盐酸pH 压强p/kPa 溶解氧/mg•L-1 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 。
（6）实验1和实验2反应后压强变大的主要原因是（用化学方程式表示）。
（7）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。其原因是。
（8）分析表中数据，在该实验条件下，下列说法正确的有。
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，氧气的反应可以同时发生发布：2024/12/25 12:0:1组卷：258引用：3难度：0.7
