2021-2022学年九年级全册化学鲁教版（五四制）常考实验小练（6）影响铁锈蚀的因素

2021-2022学年九年级全册化学鲁教版（五四制）常考实验小练
（6）影响铁锈蚀的因素
一、知识讲解
1、实验目的：通过实验，探究钢铁制品锈蚀的条件。
2、实验装置
3、实验现象
观察时间 ① ② ③ ④ ⑤
立即观察 无明显现象 无明显现象 无明显现象 无明显现象 无明显现象
四天后观察 无明显现象 无明显现象 与水面相接触的部分产生较多铁锈，其余部分也出现锈斑 整枚铁钉已严重锈蚀 整枚铁钉已严重锈蚀
4、实验分析
通过试管①、②可知，铁钉在只与氧气或水接触时，不易生锈；对比试管③可知，钢铁锈蚀与氧气和水有关；试管④和试管⑤说明了盐溶液与酸溶液都会影响钢铁的锈蚀。
二、跟踪练习
1.如图是探究铁制品锈蚀的条件时设计的实验。下列对比实验设计与探究的条件，对应关系正确的是( )
A.甲和丁：水 B.乙和丙：空气 C.甲和丙：空气 D.甲和乙：水
2.线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是( )
A.乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B.只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C.乙、丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D.实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
3.实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下、下列分析不正确的是( )
实验装置 序号 其他试剂 100s时的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0g食盐 8%
A.②③中含量减少表明铁已锈蚀 B.①②证明水对铁锈蚀有影响
C.②③证明食盐能加快铁锈蚀 D.①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
4.按如图装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是( )
A.a处
B.b处
C.c处
D.三处同样严重
5. “对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。以下铁钉生锈实验的设计（如图所示），得出的结论不正确的是( )
A.对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B.对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C.对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D.保持铁制品表面清洁干燥可以防止铁生锈
6.为了探究铁制品锈蚀的条件，小明用普通铁钉、纯铁钉同时进行下面的四组实验，一段时间后只在实验Ⅰ中观察到了红棕色锈斑，其他均无明显变化。下列说法错误的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ说明铁制品锈蚀需要
B.Ⅰ和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要
C.Ⅰ和Ⅳ说明和同时存在，铁制品不一定发生锈蚀
D.Ⅲ和Ⅳ说明铁制品锈蚀与铁制品内部结构有关
7.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.①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
B.①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水
C.③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂
D.四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
8.某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”，取同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图装置完成表中实验，回答下列问题。
实验序号 ① ② ③ ④
实验温度/℃ 25 25 70 70
试剂 稀氨水 稀醋酸 稀氨水 稀醋酸
出现铁锈 所需时间 1天未见锈蚀 5分钟 1天未见锈蚀 1分钟
（1）铁锈的主要成分是_______________(填化学式）。
（2）实验②和④可探究___________因素对铁制品锈蚀快慢的影响；欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，应选择的实验是____________(填实验序号）。
（3）根据表中实验现象得出的结论是__________ (写出1点即可）。
（4）影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外，还有__________ (写出1点即可），请设计实验方案：________________。
9.一些金属易生锈，某小组同学设计如下实验，对金属锈蚀进行探究。
【实验一】取5枚去油去锈的洁净铁钉，分别装入下表的试管中，进行实验。
实验图示
生锈时间 8min 较长时间不生锈 5min 3min 1min
（1）通过上述实验可知，温度越高，铁钉生锈速率越__________（填“慢”或“快”）；在_______________（填“酸性”“碱性”或“中性”）环境中铁钉生锈速率较快。
【实验二】为探究铁锈的成分，用图甲所示装置（夹持仪器已省略）进行实验（每步反应和吸收均完全）。
【査阅资料】无水硫酸铜能吸收水而变蓝，碱石灰既能吸收水也能吸收。
（2）请指出图甲所示实验装置的一个明显缺陷：_____________。
（3）加热前，先通入CO一段时间，目的是_________________。
（4）将铁锈样品加热，样品逐渐变黑，无水硫酸铜逐渐变蓝，由此推知铁锈中一定含有___________元素，从而推断出空气中的__________参加了铁生锈反应。
【实验记录】
质量/g 铁锈样品的质量/g 装置B的质量/g 装置C的质量/g
反应前 23.2 232.4 198.2
反应后 一 239.6 211.4
（5）根据上表数据推算，可确定铁锈的成分，用表示，则=__；若缺少D装置，的值会__________________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（6）欲通过实验探究镁带在空气中锈蚀的条件，用图乙所示装置，试管内可选用的物质如下
①
②水
③
④和
⑤和水
⑥和水
⑦、和水
至少需要选用_____________（填数字序号），才能达到探究镁带锈蚀的条件。
（7）请写出镁带在空气中锈蚀，生成碱式碳酸镁的化学方程式：________________________。
10.世界上每年因锈蚀而损失大量铁制品。某化学小组设计如下实验探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。
【进行实验】
实验1：分别取铁钉按如图装置所示，放置一周，结果如下：
序号 1-1 1-2 1-3
实验
现象 无明显现象 无明显现象 铁钉表面有红棕色固体
实验2：分别取铁钉浸于等体积的不同试剂中，放置一周，结果如下：
序号 2-1 2-2 2-3
试剂种类 蒸馏水 3%的NaCl溶液 3%的稀盐酸
U形管左侧液面 上升1.2cm 上升3.7cm 上升5.3cm
【解释与结论】
（1）铁生锈属于_____（填“物理”或“化学”）变化。
（2）铁锈中含有铁、氧、氢元素，从元素守恒角度说明理由：_____。
（3）实验1中，证明铁生锈需要与水接触的现象是_____。
（4）实验2-1中，U形管左侧液面上升的原因是_____。
（5）实验2的目的是_____。
【反思与评价】
（6）结合本实验，对于铁制品的保存，你的一条建议是_____。
答案以及解析
1.答案：A
2.答案：C
解析：乙试管中的铁钉只与蒸馏水接触，丙试管中的铁钉只与空气接触，乙、丙两支试管中的铁钉均不生锈，两试管中现象对比，不能得出铁生锈需要水，C错误。
3.答案：D
解析： ②③中氧气含量减少，说明有氧气参加了反应，铁已锈蚀，A正确；①②对比氧气含量由21%减少至15%，①中放有干燥剂，铁只与氧气接触，没有锈蚀，②中放有10滴水，铁与水、氧气同时接触，发生锈蚀，对比可知水对铁锈蚀有影响，B正确；对比
②③中氧气含量，可知③中铁锈蚀速度快，证明食盐能加快铁锈蚀，C正确；题中炭粉不是变量，无法得出炭粉对铁锈蚀的影响，D不正确。
4.答案：B
解析：本题考查铁的锈蚀条件。铁生锈是铁与氧气水共同作用发生化学反应的结果。图中，a处位于空气中，水比较少，b处位于水与空气的交界处，有充足的氧气和水，c处位于蒸馏水内部，氧气比较少，所以，根据铁生锈所需的条件，b处锈蚀最严重，故选B。
5.答案：B
解析：对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加，对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，A、C正确；对比②③，变量不唯一，无法获得结论，B错误。防止铁制品生锈的方法之一是保持铁制品表面干燥洁净，D正确。
6.答案：D
解析：实验Ⅲ和Ⅳ存在两个不同的变量，不能互为对照实验，无法说明铁制品锈蚀与铁制品内部结构有关。故选D。
7.答案：A
解析：本题考查铁生锈的条件。铁在氧气、水并存时易生锈，①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，A项错误；①中的铁钉能与氧气、水充分接触，②中的铁钉只能与水接触，③中的铁钉只能与干燥的空气接触，一段时间后，①中的铁钉生锈，另外两支试管的铁钉没有生锈，①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水，B项正确；氯化钙具有吸水性，③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂，C项正确；④中铁钉接触到的是纯氧气及水，四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉，D项正确。
8.答案：（1）
（2）温度；①②(或③④）
（3）相同条件下，酸性越强，金属生锈越快
（4）酸的浓度；相同条件下，取两份浓度不同的醋酸，分别在25℃时，观察铁钉生锈时间
解析：（1）铁锈的主要成分是氧化铁，铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果。铁锈的主要成分是。
（2）实验②和④可探究温度因素对铁制品锈蚀快慢的影响，欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，应选择的实验是①②或③④。
（3）根据表中实验现象得出的结论是相同条件下，酸性越强，金属生锈越快等。
（4）影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外，还有酸的浓度，设计的实验方案是相同条件下，取两份浓度不同的醋酸，分别在25℃时，观察铁钉生锈所用的时间。
9.答案：（1）快；酸性
（2）没有进行尾气处理
（3）排尽装置内的空气，防止发生爆炸
（4）氢；水蒸气
（5）4；偏小
（6）④⑤⑥⑦
（7）
解析：（1）对比实验1和实验4，实验3和实验5可知，温度越高铁钉生锈速率越快；对比实验1、2、3可知，铁钉在酸性环境中锈蚀。
（2）尾气中含有有毒的一氧化碳气体，该装置中没有将其处理。
（3）一氧化碳具有可燃性，不纯时加热或点燃易发生爆炸，所以先通入CO一段时间，排尽装置内的空气。
（4）无水硫酸铜能吸收水而变蓝，将铁锈样品加热，样品逐渐变黑，无水硫酸铜逐渐变蓝，这说明了反应后有水生成，说明铁锈中含有氢元素，也就是铁锈蚀的过程中有水蒸气参与。
（5）硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为，根据实验数据可知，反应中生成水的质量为（239.6g-232.4g）=7.2g，生成二氧化碳的质量为（211.4g-198.2g）=13.2g。设参加反应的CO的质量为，则
，解得=84g，由质量守恒定律可知，生成铁的质量为23.2g+8.4g-13.2g-7.2g=112g；由于反应前后元素的种类与质量不变，所以23.2g中含铁元素的质量为11.2g；含有“”部分质量为7.2g；则余下的氧元素质量为23.2g-112g-7.2g=4.8g，则，故的化学式为。D装置中的碱石灰既能吸收水也能吸收，防止空气中二氧化碳与水被装置C吸收而造成质量偏大，若没有装置D，则装置C因为吸收了空气中的水蒸气和二氧化碳而质量偏大，由此计算出的二氧化碳质量偏大，导致氧元素的质量偏大，的值偏小。
（6）通过实验探究镁带在空气中锈蚀的条件，应该选择④和；⑤和水；⑥和水；⑦、和水四组实验进行对比。
（7）由镁带在空气中锈蚀，生成碱式碳酸镁[]，可以推测是镁与氧气、水和二氧化碳反应生成了碱式碳酸镁。
10.答案：（1）化学
（2）反应物铁氧气和水中含铁、氧、氢元素
（3）1-1中无明显现象，1-3中铁钉表面有红棕色固体产生
（4）铁生锈消耗氧气，装置内气体体积减小，压强减小，低于大气压，大气压将U形管右侧液体压向左侧
（5）探究试剂种类对铁生锈速率的影响
（6）保持铁制品表面干燥（或避免与NaCl及酸性物质接触等）
解析：（2）铁生锈是铁与水、氧气共同作用的结果，根据质量守恒定律化学反应前后，元素种类不变，反应物铁钉中含有铁元素，氧气中含有氧元素，水中含有氢、氧元素，因此铁锈中含有铁、氧、氢元素。
（3）探究铁生锈需要与水接触，需要将水作为变量进行对比实验，实验1-1中没有水，实验1-3中有水，其他实验条件均一致，所以通过实验1-1与1-3的现象可证明铁生锈需要与水接触。
（5）实验2中的变量只是试剂种类，其他实验条件均一致，因此实验2是探究试剂种类对铁生锈速率的影响。