化学研究性学习小组对铁生锈开展深入的探究。
（1）比较与分析铁钉在不同条件下生锈程度。同学们设计了如图所示的对比实验，并进行实验。4h后观察到：试管Ⅰ、Ⅱ中的铁钉均生锈，试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ；试管Ⅲ中铁钉不生锈。
①试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ的原因是 试管中铁钉与氧气接触面积更大试管中铁钉与氧气接触面积更大。
②试管Ⅲ中，使用冷却后的沸水的目的是 除去水中溶解的氧气除去水中溶解的氧气。
③铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成 氢氧化亚铁，该反应的化学方程式是 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）22Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。
（2）探究植物油能否完全隔绝氧气。
同学们第二天观察，发现试管Ⅲ中的铁钉也有锈斑。为此大家又做了如下探究。
[进行实验]
实验1：将涂水的铁片置于植物油中，并放置于密封的无氧容器中，8h后观察铁片无锈迹。排除植物油和铁片上的水中微量氧气对铁片锈蚀的影响。
实验2：将涂水的铁片置于植物油中，并敞口放置于空气中，8h后发现少量锈斑，再过一段时间后观察，锈斑面积增大。
①综合以上两个实验，可得出结论是 植物油不能完全隔绝空气中的氧气植物油不能完全隔绝空气中的氧气。
[交流讨论]
②查阅文献获知，植物油对空气中的水分有较好的隔绝效果，请设计实验方案加以验证：将干燥的铁片置于油中，并敞口放置于潮湿的空气中，8h后观察到铁片无锈迹将干燥的铁片置于油中，并敞口放置于潮湿的空气中，8h后观察到铁片无锈迹。
（3）在老师的指导下，进一步探究酸性条件下铁锈蚀的情况。
[查阅资料]
Ⅰ．溶解氧是指溶解在水里氧气的量，用每升水里氧气的毫克数表示。
Ⅱ．醋酸具有酸的通性，能与活泼金属发生反应。
[实验探究]
将4份等质量的铁粉和碳粉的混合物分别加入相同体积不同pH的醋酸的水溶液中，分别用溶解氧传感器和压强传感器采集数据获得如图和如表。
| pH | 压强/KPa | ||
| 实验前 | 实验后 | 压强差 | |
| 2.0 | 90.56 | 91.58 | 1.02 |
| 3.0 | 90.46 | 91.23 | 0.77 |
| 4.0 | 90.48 | 90.34 | -0.14 |
| 5.0 | 90.81 | 90.64 | -0.17 |
铁生锈不断消耗氧气
铁生锈不断消耗氧气
。②从表中可知pH为2.0～3.0时，实验后系统中气体压强增大，是因为
铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积
铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积
。【考点】探究金属锈蚀的条件．
【答案】试管中铁钉与氧气接触面积更大；除去水中溶解的氧气；2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2；植物油不能完全隔绝空气中的氧气；将干燥的铁片置于油中，并敞口放置于潮湿的空气中，8h后观察到铁片无锈迹；铁生锈不断消耗氧气；铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：374引用：4难度：0.1
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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
