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人教版九年级化学下册
第八单元课题3探究铁生锈的条件
1．用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是
A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程
B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀
C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈
D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关
【答案】C
【详解】A、金属的腐蚀，实际上是金属与氧气、水等发生反应，是金属从单质变成化合物的过程，故选项说法正确；
B、在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，故选项说法正确；
C、用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，故选项说法不正确；
D、用如图所示装置探究铜生锈的条件，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关，故选项说法正确。
故选C。
2．下列实验设计方案能达到实验目的的是
选项 A B C D
方案
目的 测定空气中氧气的含量 探究物质燃烧需要氧气 验证质量守恒定律 探究铁钉锈蚀的条件
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【详解】A、红磷燃烧生成五氧化二磷，氧气消耗，压强减小，水被吸入集气瓶，进入水的体积就是氧气体积，实验需要足量红磷，该实验设计不能达到目的；
B、铜片上白磷与氧气接触，温度达到着火点，发生燃烧；水中白磷不与氧气接触，温度达到着火点，不能发生燃烧，说明可燃物燃烧需要氧气，该实验设计能达到实验目的；
C、酒精溶于水过程中，没有新物质生成，属于物理变化，质量守恒定律体现化学变化过程物质质量变化规律，该实验设计不能达到实验目的；
D、第一支试管中的铁钉只能与干燥的空气接触；第二支试管中的铁钉只能与水接触；一段时间后，两支试管中的铁钉均不生锈，不能用于探究铁钉锈蚀的条件，该实验设计不能达到目的；
故选B。
3．下列实验设计不能达到实验目的的是
A．探究铁生锈的条件之一是与空气(或氧气)接触
B．测定空气中氧气的含量
C．验证质量守恒定律
D．探究甲烷中是否含氢元素
【答案】C
【详解】A、左边试管中铁钉与氧气和水同时接触，发生锈蚀，右边试管中铁钉只与水接触，不会生锈，说明铁生锈的条件之一是与空气(或氧气)接触，故A能达到实验目的；
B、红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，则装置中的气体减少，压强减小，烧杯中的水会倒吸入集气瓶中，且进入的水的体积即为氧气的体积，故B能达到实验目的；
C、盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，装置敞口，生成的二氧化碳气体逸出，天平失衡，不能用于验证质量守恒定律，故C不能达到实验目的；
D、将冷而干燥的烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方，可观察到烧杯内壁出现水雾，说明甲烷燃烧生成了水，水是由氢元素和氧元素组成的，反应物氧气中含有氧元素，根据反应前后元素种类不变，说明甲烷中含有氢元素，故D能达到实验目的；
故选：C。
4．将10.0g铁粉、0.2g碳粉、20滴水、2.0g氯化钠放入密闭容器中，进行铁生锈中温度（实线）和湿度（虚线）变化实验，测绘图如下，你认为下列说法正确的是
A．密闭容器中有氧气且为纯氧
B．在实验研究范围内，湿度逐渐升高是因为有水生成
C．该实验不能证明氯化钠能加快铁的生锈
D．该变化过程属于物理变化
【答案】C
【详解】A、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，且该反应放出热量，由图可知，该实验中，温度升高，说明铁发生了锈蚀，则密闭容器中一定有氧气，但是不一定是纯氧，不符合题意；
B、铁生锈消耗氧气和水，水是反应物，不是生成物，在实验研究范围内，湿度逐渐升高，可能是温度升高，水受热蒸发，不符合题意；
C、该实验没有对比实验，不能证明氯化钠能加快铁的生锈，符合题意；
D、该变化过程中，有铁锈等新物质生成，属于化学变化，不符合题意。
故选C。
5．某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(4)ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是 ；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是 。
【拓展探究】
(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。
①测量过程中要保待恒温，理由是 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势 。
【答案】(1)
(2)红褐色（或棕褐色）
(3)除去水中溶解的氧气，防止干扰实验（答案合理即可）
(4) 氧气和水（或O2和H2O） C中的铁钉与氧气和水充分接触（或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多，答案合理即可）
(5) 防止温度变化影响气体压强的测定（答案合理即可）
【详解】（1）铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：，故填：。
（2）铁锈的颜色是红褐色或棕褐色，故填：红褐色（或棕褐色）。
（3）探究铁钉锈蚀条件实验中所用的蒸馏水需煮沸并迅速冷却，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的原因是防止氧气再溶于水中，防止干扰实验。故填：除去水中溶解的氧气，防止干扰实验（答案合理即可）。
（4）A中铁钉与氧气接触，B铁钉与水接触，在A和B中没有观察到明显现象，D中铁钉与水和氧气同时接触，D中铁钉锈蚀，对比ABD，说明铁钉锈蚀需要的物质是氧气和水；C试管敞口，D试管密封，C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是C中的铁钉与氧气和水充分接触，接触量较多。故填：氧气和水（或O2和H2O）；C中的铁钉与氧气和水充分接触（或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多，答案合理即可）。
（5）①气体的压强受温度影响变化较大，测量过程中要保持恒温，理由是防止温度变化影响气体压强的测定，故填：防止温度变化影响气体压强的测定（答案合理即可）。
②恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，少量氢气的产生导致密闭容器内气压增大，继而铁与水、氧气反应生成铁锈，较多氧气的减少会导致闭容器内气压减小，小于起始气压，反应完毕后，压强不变，所以整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势为： 。
故填： 。
6．金属的利用和保护：
(1)利用铜做导线体现了铜的物理性质是 。
(2)工业上利用一氧化碳和氧化铁炼铁的化学方程式是 。
(3)如图是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有甲中铁钉有明显锈迹。
①实验乙中植物油的作用是 。
②由实验甲、丙可得出的结论是 。
(4)婺源高铁站的建设使用了大量的钢。
①酸雨会腐蚀钢，下列物质中会造成酸雨的有 。
A．甲烷 B．二氧化硫 C．氮气 D．一氧化碳
②钢网架防腐漆施工时规定，表面清理结束4-8小时内必须进行防腐底漆的喷涂，其原因是 。
【答案】(1)导电性（或良好的导电性）
(2)
(3) 隔绝氧气 铁生锈需要与水接触
(4) B 隔绝氧气和水，防锈
【详解】（1）利用铜做导线体现了铜的物理性质是：良好的导电性；
（2）一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
（3）①实验乙中植物油的作用是：隔绝氧气，防止空气中的氧气进入水中；
②实验甲中铁钉与氧气和水接触，生锈，实验丙中，铁钉只与氧气接触，不生锈，对比可得出：铁生锈需要与水接触；
（4）①A、甲烷属于温室气体，但是不会引起酸雨，不符合题意；
B、二氧化硫能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，符合题意；
C、氮气是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不会引起酸雨，不符合题意；
D、一氧化碳有毒，属于空气污染物，但是不会引起酸雨，不符合题意。
故选B；
②铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止铁生锈，可以隔绝氧气和水，故钢网架防腐漆施工时规定，表面清理结束4-8小时内必须进行防腐底漆的喷涂，其原因是：隔绝氧气和水，防锈。
7．金属的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。
(1)纯铜的颜色为 。
(2)铜锌合金有优异的机械性、导电导热性和电磁屏蔽性，广泛应用于电子通信、航天航空、机械等领域。如图为部分金属、合金的熔点，其中能表示铜锌合金的是 （选填“a”、“b”或“c”）。
(3)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验（点燃操作已略去）。
①放置一段时间后，实验a、c中观察到的现象是 ，由此可知铁丝生锈的条件之一是 。
②氧气是铁丝燃烧的条件之一，对比c、d燃烧现象的不同可知，影响铁丝燃烧现象的因素是 。
【答案】(1)紫红色
(2)a
(3) a中铁丝不生锈，c中铁丝生锈 铁丝生锈需要水 铁丝形状
【详解】（1）纯铜的颜色为紫红色，故填：紫红色；
（2）合金的熔点比组成的纯金属的熔点低，因此其中能表示铜锌合金的是a，故填：a；
（3）①a中铁丝只与氧气接触，不生锈，c中铁丝与氧气、水同时接触，生锈，由此可知铁丝生锈的条件之一是铁丝生锈需要水，故填：a中铁丝不生锈，c中铁丝生锈；铁丝生锈需要水；
②对比c、d可知，除了铁丝形状不同外，其它条件均相同，可得出铁丝形状能影响铁丝的燃烧，故填：铁丝形状。
8．金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。回答下列问题：
(1)金属防锈是科学研究中的重大课题，某学习小组以铁的锈蚀为项目进行探究。
①如图1所示，取三根洁净无锈的铁钉，分别放置在三个不同环境中，一周后A试管里铁钉生锈严重，B与C试管里铁钉无明显变化。由实验可知，铁生锈的条件是：铁与 （填名称）的共同作用。
②该小组用图2甲装置再次进行探究铁的锈蚀的实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 mL刻度处。
③由铜绿【Cu2（OH）2CO3】的组成元素可以推测：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有CO2，为证明有“CO2”，需要进行图3所示实验中的 （填字母序号）。
A．甲和乙 B．乙和丁 C．丙和丁 D．甲和丁
(2)为探究铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了如图所示的三个实验（金属均已打磨，其形状、大小相同：所用溶液溶质质量分数、用量也相同）。
①写出A试管中发生的反应方程式 。
②只通过A和B实验尚不能证明铜、银两种金属的活动性强弱，需再补充一个实验来证明，补充实验所用试剂合理的是 （选填序号）。
A．Cu、Ag稀盐酸 B．Cu、AgNO3溶液
③实验C中物质充分反应后，过滤，滤液呈无色，滤渣加入稀盐酸无明显现象，则滤渣一定有 ，滤液一定有 。
【答案】(1) 氧气、水/水、氧气 40 D
(2) B Ag、Cu/Cu、Ag Zn(NO3)2
【详解】（1）①铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果，故填：氧气、水或水、氧气；
②因为铁钉生锈消耗量筒内的氧气，又知空气中的氧气约占空气总体积的1/5，因此几天后水面最终处于约40mL刻度处，故填：40；
③甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触发生了锈蚀，乙中的铜片与二氧化碳和水接触，没有锈蚀，说明铜的锈蚀与氧气有关，丙中的铜片与二氧化碳和氧气接触，没有锈蚀，说明铜的锈蚀与水有关，丁中的铜片与氧气和水接触没有锈蚀，说明了铜的锈蚀与二氧化碳有关，故为证明有“CO2”，应选甲和丁，故填：D；
（2）①锌与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，方程式为，故填：；
②试管A能证明锌比铜活泼，试管B证明锌比银活泼，要证明铜、银两种金属的活动性强弱，需再补充一个实验来证明，Cu、Ag都不与稀盐酸，不能证明铜比银活泼，Cu与AgNO3溶液反应，能证明铜比银活泼，故选：B；
③锌、铜、银的活动性强弱顺序为锌>铜>银，在溶质为Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，若锌有剩余，再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，反应后过滤，滤液呈无色，说明滤液中不含硝酸铜，即硝酸银和硝酸铜都反应完，滤渣加入稀盐酸无明显现象，说明滤渣中不含锌，说明锌反应完，则滤渣一定有Ag、Cu，滤液一定有Zn(NO3)2，故填：Ag、Cu或Cu、Ag；Zn(NO3)2。
9．下图是现行初中化学教材中的几个常见实验，请回答问题。
(1)实验1中试管内液体过多，液体不应超过试管容积的 。
(2)实验2中可观察到 和石灰水变浑浊的现象，写出石灰水变浑浊的化学方程式 。
(3)实验3运用控制变量思维探究铁钉生锈的条件。对比 说明铁生锈需要的物质是 ；对比a、c说明铁生锈需要的物质是 。
【答案】(1)/三分之一
(2) 木炭燃烧，发出白光
(3) 氧气/O2 水/ H2O
【详解】（1）实验1中试管内液体过多，加热时液体容易喷出，液体不应超过试管容积的三分之一。故填：或三分之一。
（2）木炭在氧气中燃烧，发出白光；木炭燃烧生成的二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：。故填：木炭燃烧，发出白光；。
（3）a中铁钉与水、空气接触，b中铁钉仅与水接触，a中铁钉生锈，b中铁钉不生锈，说明铁钉生锈需要氧气参加；同理，c中铁钉仅与空气接触，c中铁钉不生锈，对比a、c说明铁生锈需要的物质是水。故填：氧气或O2；水或 H2O。
10．铁是目前使用最广泛的金属，同学们应用化学知识对铁制品的锈蚀进行了实验。
(1)如图实验可以探究铁生锈是否需要 参与，若要探究另一条件，再增加一组实验需要控制的变量是 。
(2)小强利用图装置重新实验，将该装置(每组装置内铁丝绒质量均相等且足量)分别置于不同温度下进行实验，4小时后记录每组U形管两端液面高度差，具体数据如表。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
U形管两端液面高度差/cm 2 4 6 7 8 8 8
小强同学的实验是探究 因素对铁锈蚀快慢的影响，结论是 。
【答案】(1) 氧气/O2 是否有水参与
(2) 温度 当温度在10~50℃时，温度越高，铁锈蚀得越快（合理即可）
【详解】（1）①左边试管中是氮气，右边试管中是氧气，变量是有无氧气，所以可以探究铁生锈是否需要氧气参与；
②若要探究另一条件，即探究水对铁生锈的影响，所以加一组实验需要控制的变量为是否有水参与；
（2）分析表中数据可知，在一定温度下，U形管两端液面产生高度差，说明甲、乙试管中的压强产生变化，根据高度差变化的快慢探究在不同温度下铁锈蚀的快慢，由此可知当温度在10~50℃时，温度越高，铁锈蚀得越快。
11．学习控制变量和对比实验的实验设计方法是初中化学学习的重要任务之一。根据下图所示实验回答问题。
(1)实验 1 是燃烧条件的探究实验，A 和 C 对比，得出的结论是 ，依据的现象是 ；B 和 C 能否形成对比实验，证明燃烧的某一条件？ （填“能”或“不能”）。
(2)实验 2 是铁生锈条件的探究实验。能得到“铁生锈需要氧气”这一结论依据的现象是 ；对比 D 和 G 探究食盐是否能加快铁生锈的速率，则试管 G 中的物质 X 和 Y分别是 。
【答案】(1) 燃烧的条件之一是与氧气接触 A处白磷燃烧，C处白磷不燃烧 不能
(2) D 中铁钉生锈，E 中铁钉不生锈 空气和食盐水
【详解】（1）铜片上的白磷(A)既与氧气接触，温度也达到了着火点，发生了燃烧，铜片上的红磷(B)虽然与氧气接触，但是温度没有达到其着火点，所以没有发生燃烧，热水中的白磷(C)温度达到了着火点，但是没有与氧气接触，未发生燃烧，所以A与C对比得出燃烧需要的条件是与氧气接触；而B 和 C对比实验的话，不能证明燃烧的某一条件；
（2）D中的铁钉与氧气和水同时接触，发生了锈蚀，E中的铁钉只与水接触，没有锈蚀F中的铁钉只与氧气接触，没有锈蚀，对比D和F中铁钉生锈现象的不同，说明铁生锈需要水；对比D和E中铁钉生锈现象的不同，说明铁生锈需要氧气；根据对比实验的要求，对比 D 和 G 探究食盐是否能加快铁生锈的速率，所以试管 G 中的物质 X 和 Y分别是空气和食盐水。
12．化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。根据图示回答下列问题：
(1)实验①中能证明空气中氧气含量的现象是 。
(2)实验②中硫燃烧集气瓶底部加少量水的目的是 ，写出其中铁燃烧反应的化学方程式： 。
(3)实验③中棉花上蘸有的酒精能燃烧，而棉花上蘸有的水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是 。
(4)实验④的目的是探究铁钉生锈的条件。试管c内棉花中放氯化钙的目的是 。实验几天后观察到试管 (填序号)中的铁钉生锈，从而得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。
【答案】(1)水进入集气瓶中，水面上升至刻度1处
(2) 吸收有毒的二氧化硫气体
(3)需要可燃物
(4) 作干燥剂/吸水 a
【详解】（1）由于空气中氧气的含量约占五分之一，因此红磷燃烧消耗装置内的氧气，装置内氧气被消耗，压强减小，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶后水面上升至刻度1处；
（2）硫与氧气在点燃的条件下燃烧生成二氧化硫，二氧化硫为空气污染物且有毒，由于二氧化硫溶于水，故实验②中硫燃烧集气瓶底部加少量水的目的是吸收有毒的二氧化硫气体；
铁与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为：；
（3）实验③中棉花上蘸有的酒精属于可燃物，能燃烧，而棉花上蘸有的水，不属于可燃物，不能燃烧，说明燃烧需要可燃物；
（4）实验④的目的是探究铁钉生锈的条件，试管c内棉花中放氯化钙的目的是作干燥剂或吸水；
铁生锈的条件是与空气和水同时接触，由于a中的铁钉与氧气和水同时接触，b中的铁钉只与水接触，c中的铁钉只与氧气接触，则实验几天后观察到试管a中的铁钉生锈。
13．化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活，它借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一：检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂 预计观察到的实验现象 涉及的化学方程式
(2)探究二：蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈，是铁与 共同作用的结果，但放热缓慢。哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：
(查阅资料：蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一 4g铁粉、2mL水
方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四 4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照？若能，请指出变量；若不能，请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图：
对比分析图像，你获得的结论是
(3)探究三：测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示：①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据，计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外，影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
【答案】(1) 稀硫酸/稀盐酸 有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
(2) 水、氧气 能形成对照，变量是活性炭 不能形成对照，变量不唯一 活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热
(3) 取质量为m1的蒸汽眼罩内部材料于烧杯1中，称量总质量为m2，在烧杯2中加入过量的稀硫酸，称量总质量为m3，将稀硫酸全部倒入烧杯1中，待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为m4 温度(其它答案合理也可)
密封保存
既有利又有弊。利：利用反应产生的能量；弊：造成金属锈蚀，资源浪费。
【详解】（1）由于铁能与盐酸或硫酸反应生成亚铁盐和氢气，则可将铁反应稀盐酸或稀硫酸中，可观察到有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色，反应的化学方程式为或。
（2）铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
方案二和方案四中一个有活性炭，一个没有，其它条件均相同，对比可知活性炭对反应的影响。
方案一和方案四中有两个变量，则不能形成对照。
对比方案一、二，只加入氯化钠对反应没有影响，对比方案一、三，只加入活性炭对反应也没有影响，但对比二、三、四，同时加入氯化钠和活性炭能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热。
（3）由于铁能与硫酸反应生成氢气，则可通过产生氢气的质量计算铁的质量，从而计算铁的质量分数，则可取质量为m1的蒸气网罩内壁材料于烧杯1中，称量总质量为m2，然后在烧杯2中加入过量的稀硫酸，称量总质量为m3，将稀硫酸全部倒入烧杯1中，待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为 m4，根据质量守恒，m2+m3-m4的质量即为产生的氢气的质量，然后根据氢气的质量求出铁的质量，再结合m1即可求出蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
[反思评价]①影响铁生锈的因素除以上探究因素外，应还受温度等影响。
②由于铁与氧气和水共同接触会生锈，则蒸汽眼罩需要密封保存。
③铁生锈有利有弊，可根据铁生锈产生的能量，但铁生锈会造成金属锈蚀，浪费资源。
14．某兴趣小组的同学为探究金属的化学性质以及锈蚀的条件进行了以下系列实验。请据图回答下列问题：
(1)实验一：小明按图1所示以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铝、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是 ；铝与稀盐酸刚接触时反应缓慢，一段时间后剧烈，产生气泡速率随着加快，其原因可能是 。三种金属活动性由强到弱顺序为 （写元素符号）。
(2)实验二：为探究铁、铜、银三种金属活动性的顺序，小红提出按图2进行两步实验，即可证明三种金属活动性顺序。你认为其方案可行吗？ （填“可行”或“不可行”）。
a．试管①中现象是 ；
b．试管②中发生反应的化学方程式为 。
(3)实验三：小芳、小亮两位同学发现铜质眼镜架上出现了一些绿色的锈渍。经查阅资料得知，铜锈的化学成分是碱式碳酸铜【】，他们依照钢铁生锈的探究方法设计如下实验（图3所示）：
①将光亮铜片部分浸入蒸馏水中；
②将光亮铜片完全浸入煮沸过的蒸馏水中；
③将光亮铜片放在干燥的空气中。
a．推测一段时间后会出现铜锈的是 （填“①”、“②”或“③”）试管内的铜片。
b．小芳同学认为要弄清导致铜锈蚀的因素，还应该再补充如图4所示的实验，此实验目的是 。
【答案】(1) 选取酸的种类不同 铝表面的氧化膜没有完全去掉 Al、Zn、Fe
(2) 可行 铁片上覆盖一层红色的固体物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag
(3) ① 证实二氧化碳也是导致铜生锈的因素之一
【详解】（1）用控制变量法来探究金属的活动性强弱，金属片的形状、厚薄应该完全相同，应该选择同浓度、同体积的同一种酸，所以不合理；
铝片表面有一层致密、结实的氧化铝薄膜，稀盐酸先与氧化铝反应，然后再与铝发生反应产生氢气，所以铝与稀盐酸刚接触时反应缓慢，一段时间后剧烈，产生气泡速率随着加快；
根据金属活动性顺序可知，三种金属的活动性顺序是：铝、锌、铁，元素符号分别为：Al、Zn、Fe；
（2）图2的①，铁能置换出硫酸铜中的铜，证明铁比铜活泼；②铜片可以置换出硝酸银中的银，证明铜比银活泼，可以证明三种金属的活动性强弱；
a.试管①中铁与硫酸铜反应生成铜和氯化亚铁，可以看到铁片表面有红色物质出现，溶液由蓝色变成浅绿色；
b.②中发生的反应是铜与硝酸银反应生成银与硝酸铜，化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag；
（3）根据碱式碳酸铜的化学式可以推断出铜的锈蚀与氧气、水和二氧化碳有关，所以①中的铜片一段时间后会锈蚀；补充了一个铜片与水、氧气共存，但是不存在二氧化碳的实验，来验证铜的生锈与二氧化碳有关。
15．食品脱氧剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等。实验小组展开如下探究。
【资料】①脱氧剂中会添加硅藻土干燥剂(吸附水分)，同时疏松配料，使铁粉更易于与氧气接触。硅藻土含量应通常控制在最佳用量比，用量比=硅藻土用量÷脱氧剂用量×100%。
②800℃时，氧化铁能分解得到黑色固体氧化物和一种常见气体。
③颜色：四氧化三铁、黑色，氧化亚铁、黑色。
实验一：按图1装置进行实验，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量变化，如图2所示。
(1)结合图2分析，集气瓶②中铁粉发生脱氧反应的依据是 ，
(2)结合图1和图2，说明铁粉发生脱氧反应需要O2和 。
实验二：室温下，在一定量的脱氧剂中加入不同质量的硅藻土，图3中，是每克脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系图。
(3)硅藻土的最佳用量比是 %。
(4)硅藻土用量高于最佳用量比时，脱氧速度会减慢，可能的原因是 。
实验三：将使用后的脱氧剂处理得到24g氧化铁，800℃时，持续加热不再改变，得到剩余黑色固体21.6g。请回答：
(5)某同学认为该黑色固体不可能是Fe，其判断理由是 。该黑色固体可能是：a.四氧化三铁；b.氧化亚铁；c. 。
(6)计算：该黑色固体的成分是 (写化学式)。
【答案】(1)氧气含量减小
(2)水
(3)35
(4)硅藻土包裹在铁粉表面，使铁粉不能与氧气充分接触
(5) 铁是单质不是氧化物 四氧化三铁和氧化亚铁的混合物
(6)FeO
【详解】（1）由图2可知②氧气含量减小，说明集气瓶②中铁粉发生脱氧反应；
（2）图1和图2中的变量为水，图1中没有水，图2中有水，故可知铁生锈需要水；
（3）图3是每克脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系图，可知，当硅藻土的用量为0.35g时，脱氧时间最短，故硅藻土的最佳用量比是；
（4）硅藻土用量过多时，包裹在铁粉表面，使铁粉不能与氧气充分接触硅，脱氧速度会减慢；
（5）由资料②可知氧化铁分解生成铁的氧化物，而铁属于单质，所以不可能是铁；
结合猜想a和b可作出猜想黑色固体为四氧化三铁和氧化亚铁的混合物
（6）24Fe2O3固体中铁元素的质量为16.8g，则生成铁的氧化物中氧元素的质量为21.6g-16.8g=4.8g，设该铁的氧化物化学式为FexOy，则有56x:16y=16.8g：4.8g，x:y=1:1，即为FeO。
16．根据报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备相当于其年产量的20%~40%。某化学兴趣小组的同学在老师的指导下对铁的锈蚀条件及保护进行如下探究。
【探究一】探究铁锈蚀的条件
实验一 ① ② ③
现象 放置一周 无明显变化 无明显变化 铁丝表面出现红色物质
放置两周 铁丝表面出现红色物质 无明显变化 铁丝表面红色物质增多
(1)铁锈的颜色是 ；主要成分是 (填化学式)。
(2)由实验②③可以得到，铁锈蚀需要与 接触。
(3)实验中使用的蒸馏水需要煮沸并迅速冷却，目的是 。
【探究二】“油封”对水中溶解氧的影响
实验二：将蒸馏水煮沸后迅速冷却至室温(12℃)，取等体积水样于2个烧杯中，其中一个烧杯加5mL花生油进行“油封”，用溶解氧传感器测定两个水样中溶解氧含量。
溶解氧含量/(mg/L) 时间/h 0 2 6 12 24 36 48
实验 ①未油封 2.42 4.75 6.44 8.45 10.10 10.43 10.51
②油封 2.43 3.02 4.28 4.81 6.47 7.20 7.98
已知：12℃时，未煮沸的蒸馏水中溶解氧含量为10.68mg/L。
(4)由实验二得出的结论错误的是 (填序号)。
A．“油封”的方式能隔绝氧气在水中的溶解
B．通过加热煮沸并冷却，可以明显降低水中含氧量
C．“油封”和“未油封”水样中的溶解氧均随时间增加而呈增大趋势
(5)实验一中，放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是 。
【反思与评价】
(6)生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”，其主要原因是 。
(7)若要比较煤油和花生油“油封”对水中溶解氧的影响，请你设计实验方案 。
【答案】(1) 红棕色 Fe2O3 xH2O
(2)水
(3)赶走水中溶解的氧气
(4)A
(5)氧气能通过油层传递扩散溶解到水里，使铁丝锈蚀
(6)隔绝水
(7)再取一份与实验二中等体积水样于同规格烧杯中，加5mL煤油进行“油封”，用溶解氧传感器测定水样中溶解氧含量，与实验二中花生油油封的水样中溶解氧含量进行对比
【详解】（1）根据实验③，放置一周后铁丝表面出现红色物质，铁锈的颜色为红棕色；
铁生锈是氧气和水蒸气共同作用的结果，则铁锈的主要的成分Fe2O3 xH2O；
（2）实验②中铁丝处于有氧气但无水的环境，而实验③中铁丝处于有氧气和水的环境，最终实验③处的铁丝生锈，则对比实验②③可以得到，铁锈蚀需要与水接触；
（3）通过加热煮沸并冷却，可以除去溶解氧，明显降低水中含氧量或者赶走水中溶解的氧气；
（4）A、由表可知，油封后，水中还能继续溶解氧，故“油封”的方式不能隔绝氧气在水中的溶解，符合题意；
B、通过加热煮沸并冷却，可以除去溶解氧，明显降低水中含氧量，不符合题意；
C、由表可知，“油封”和“未油封”水样中的溶解氧均随时间增加而呈增大趋势，不符合题意；
故选A；
（5）根据表格的数据可知，油封后，水中还能继续溶解氧气，使铁丝生锈；
（6）由探究可知，涂油不能隔绝氧，故生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”，其主要原因是隔绝水；
（7）对比煤油和花生油“油封”对水中溶解氧的影响，则可以再取一份与实验二中等体积水样于同规格烧杯中，加5mL煤油进行“油封”，用溶解氧传感器测定水样中溶解氧含量，与实验二中花生油油封的水样中溶解氧含量进行对比。
17．某实践小组同学参加了“锈外慧中”的项目式学习。对铁的锈蚀与应用进行了进一步的探究。
任务一：探锈——铁锈蚀因素的探究
小雅同学用铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计了如图所示的实验。
(1)经过一周的观察，试管B和试管C中的铁钉无明显变化，试管A中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈是铁与 发生化学反应生成的。
(2)该实验中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(3)结合实验结果和生活经验，写一条防止生活中铁制品生锈的方法： 。
任务二：用锈——铁锈蚀原理的应用
小礼同学通过查阅资料了解到暖宝宝发热的原理是利用铁粉生锈放出热量。他购买了某品牌暖宝宝发现原料主要包括铁粉、活性炭、食盐等，针对该暖宝宝的原料进行如下探究活动：
活动一：验证暖宝宝原料中含有铁粉
(4)打开包装后观察到固体为黑色，判断原料含铁粉，但立即被其他同学否定，原因是 。
(5)取少量原料固体于试管中，加入适量稀盐酸，观察到 现象。
分析得出结论：暖宝宝中的黑色物质含有铁粉。
活动二：暖宝宝的发热原理再利用
利用暖宝宝的发热原理，小礼设计如图实验装置来测定空气中氧气的含量。实验开始前，在容积为250mL的集气瓶中预装30mL水，量筒中水的读数为100mL。
(6)实验开始一段时间后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，水从量筒中流入集气瓶，最后量筒内水为57mL(铁粉生锈消耗水的体积忽略不计)，通过计算本实验数据测得空气中氧气的体积分数为 (结果精确到0.1%)。
【答案】(1)水、氧气(H2O、O2)
(2)除去水中的氧气
(3)铁制品表面涂油
(4)活性炭的颜色也是黑色
(5)有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
(6)19.5%
【详解】（1）试管A中铁钉与氧气和水同时接触，锈蚀明显；试管B中铁钉只与水接触，无明显变化；试管C中铁钉只与氧气接触，无明显变化，说明铁锈是铁与氧气和水发生化学反应生成的；
（2）氧气不易溶于水，实验中将蒸馏水煮沸的目的除去溶解在水中的氧气，达到控制变量的目的；
（3）由上可知，铁与氧气和水同时接触易生锈，则可在铁制品表面涂油，隔绝氧气和水，达到防锈目的；
（4）由于活性炭的颜色也是黑色，所以根据固体颜色为黑色，不能判断原料中含有铁粉；
（5）根据实验结论暖宝宝中的黑色物质含有铁粉，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则取少量原料固体于试管中，加入适量稀盐酸，观察到有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色；
（6）暖宝宝中含有铁粉，铁生锈消耗氧气，量筒中减少的水的体积即为消耗氧气的体积，则空气中氧气的体积分数为。
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人教版九年级化学下册
第八单元课题3探究铁生锈的条件
1．用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是
A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程
B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀
C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈
D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关
2．下列实验设计方案能达到实验目的的是
选项 A B C D
方案
目的 测定空气中氧气的含量 探究物质燃烧需要氧气 验证质量守恒定律 探究铁钉锈蚀的条件
A．A B．B C．C D．D
3．下列实验设计不能达到实验目的的是
A．探究铁生锈的条件之一是与空气(或氧气)接触
B．测定空气中氧气的含量
C．验证质量守恒定律
D．探究甲烷中是否含氢元素
4．将10.0g铁粉、0.2g碳粉、20滴水、2.0g氯化钠放入密闭容器中，进行铁生锈中温度（实线）和湿度（虚线）变化实验，测绘图如下，你认为下列说法正确的是
A．密闭容器中有氧气且为纯氧
B．在实验研究范围内，湿度逐渐升高是因为有水生成
C．该实验不能证明氯化钠能加快铁的生锈
D．该变化过程属于物理变化
5．某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(4)ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是 ；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是 。
【拓展探究】
(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。
①测量过程中要保待恒温，理由是 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势 。
6．金属的利用和保护：
(1)利用铜做导线体现了铜的物理性质是 。
(2)工业上利用一氧化碳和氧化铁炼铁的化学方程式是 。
(3)如图是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有甲中铁钉有明显锈迹。
①实验乙中植物油的作用是 。
②由实验甲、丙可得出的结论是 。
(4)婺源高铁站的建设使用了大量的钢。
①酸雨会腐蚀钢，下列物质中会造成酸雨的有 。
A．甲烷 B．二氧化硫 C．氮气 D．一氧化碳
②钢网架防腐漆施工时规定，表面清理结束4-8小时内必须进行防腐底漆的喷涂，其原因是 。
7．金属的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。
(1)纯铜的颜色为 。
(2)铜锌合金有优异的机械性、导电导热性和电磁屏蔽性，广泛应用于电子通信、航天航空、机械等领域。如图为部分金属、合金的熔点，其中能表示铜锌合金的是 （选填“a”、“b”或“c”）。
(3)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验（点燃操作已略去）。
①放置一段时间后，实验a、c中观察到的现象是 ，由此可知铁丝生锈的条件之一是 。
②氧气是铁丝燃烧的条件之一，对比c、d燃烧现象的不同可知，影响铁丝燃烧现象的因素是 。
8．金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。回答下列问题：
(1)金属防锈是科学研究中的重大课题，某学习小组以铁的锈蚀为项目进行探究。
①如图1所示，取三根洁净无锈的铁钉，分别放置在三个不同环境中，一周后A试管里铁钉生锈严重，B与C试管里铁钉无明显变化。由实验可知，铁生锈的条件是：铁与 （填名称）的共同作用。
②该小组用图2甲装置再次进行探究铁的锈蚀的实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 mL刻度处。
③由铜绿【Cu2（OH）2CO3】的组成元素可以推测：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有CO2，为证明有“CO2”，需要进行图3所示实验中的 （填字母序号）。
A．甲和乙 B．乙和丁 C．丙和丁 D．甲和丁
(2)为探究铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了如图所示的三个实验（金属均已打磨，其形状、大小相同：所用溶液溶质质量分数、用量也相同）。
①写出A试管中发生的反应方程式 。
②只通过A和B实验尚不能证明铜、银两种金属的活动性强弱，需再补充一个实验来证明，补充实验所用试剂合理的是 （选填序号）。
A．Cu、Ag稀盐酸 B．Cu、AgNO3溶液
③实验C中物质充分反应后，过滤，滤液呈无色，滤渣加入稀盐酸无明显现象，则滤渣一定有 ，滤液一定有 。
9．下图是现行初中化学教材中的几个常见实验，请回答问题。
(1)实验1中试管内液体过多，液体不应超过试管容积的 。
(2)实验2中可观察到 和石灰水变浑浊的现象，写出石灰水变浑浊的化学方程式 。
(3)实验3运用控制变量思维探究铁钉生锈的条件。对比 说明铁生锈需要的物质是 ；对比a、c说明铁生锈需要的物质是 。
10．铁是目前使用最广泛的金属，同学们应用化学知识对铁制品的锈蚀进行了实验。
(1)如图实验可以探究铁生锈是否需要 参与，若要探究另一条件，再增加一组实验需要控制的变量是 。
(2)小强利用图装置重新实验，将该装置(每组装置内铁丝绒质量均相等且足量)分别置于不同温度下进行实验，4小时后记录每组U形管两端液面高度差，具体数据如表。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
U形管两端液面高度差/cm 2 4 6 7 8 8 8
小强同学的实验是探究 因素对铁锈蚀快慢的影响，结论是 。
11．学习控制变量和对比实验的实验设计方法是初中化学学习的重要任务之一。根据下图所示实验回答问题。
(1)实验 1 是燃烧条件的探究实验，A 和 C 对比，得出的结论是 ，依据的现象是 ；B 和 C 能否形成对比实验，证明燃烧的某一条件？ （填“能”或“不能”）。
(2)实验 2 是铁生锈条件的探究实验。能得到“铁生锈需要氧气”这一结论依据的现象是 ；对比 D 和 G 探究食盐是否能加快铁生锈的速率，则试管 G 中的物质 X 和 Y分别是 。
12．化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。根据图示回答下列问题：
(1)实验①中能证明空气中氧气含量的现象是 。
(2)实验②中硫燃烧集气瓶底部加少量水的目的是 ，写出其中铁燃烧反应的化学方程式： 。
(3)实验③中棉花上蘸有的酒精能燃烧，而棉花上蘸有的水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是 。
(4)实验④的目的是探究铁钉生锈的条件。试管c内棉花中放氯化钙的目的是 。实验几天后观察到试管 (填序号)中的铁钉生锈，从而得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。
13．化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活，它借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一：检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂 预计观察到的实验现象 涉及的化学方程式
(2)探究二：蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈，是铁与 共同作用的结果，但放热缓慢。哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：
(查阅资料：蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一 4g铁粉、2mL水
方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四 4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照？若能，请指出变量；若不能，请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图：
对比分析图像，你获得的结论是
(3)探究三：测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示：①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据，计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外，影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
14．某兴趣小组的同学为探究金属的化学性质以及锈蚀的条件进行了以下系列实验。请据图回答下列问题：
(1)实验一：小明按图1所示以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铝、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是 ；铝与稀盐酸刚接触时反应缓慢，一段时间后剧烈，产生气泡速率随着加快，其原因可能是 。三种金属活动性由强到弱顺序为 （写元素符号）。
(2)实验二：为探究铁、铜、银三种金属活动性的顺序，小红提出按图2进行两步实验，即可证明三种金属活动性顺序。你认为其方案可行吗？ （填“可行”或“不可行”）。
a．试管①中现象是 ；
b．试管②中发生反应的化学方程式为 。
(3)实验三：小芳、小亮两位同学发现铜质眼镜架上出现了一些绿色的锈渍。经查阅资料得知，铜锈的化学成分是碱式碳酸铜【】，他们依照钢铁生锈的探究方法设计如下实验（图3所示）：
①将光亮铜片部分浸入蒸馏水中；
②将光亮铜片完全浸入煮沸过的蒸馏水中；
③将光亮铜片放在干燥的空气中。
a．推测一段时间后会出现铜锈的是 （填“①”、“②”或“③”）试管内的铜片。
b．小芳同学认为要弄清导致铜锈蚀的因素，还应该再补充如图4所示的实验，此实验目的是 。
15．食品脱氧剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等。实验小组展开如下探究。
【资料】①脱氧剂中会添加硅藻土干燥剂(吸附水分)，同时疏松配料，使铁粉更易于与氧气接触。硅藻土含量应通常控制在最佳用量比，用量比=硅藻土用量÷脱氧剂用量×100%。
②800℃时，氧化铁能分解得到黑色固体氧化物和一种常见气体。
③颜色：四氧化三铁、黑色，氧化亚铁、黑色。
实验一：按图1装置进行实验，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量变化，如图2所示。
(1)结合图2分析，集气瓶②中铁粉发生脱氧反应的依据是 ，
(2)结合图1和图2，说明铁粉发生脱氧反应需要O2和 。
实验二：室温下，在一定量的脱氧剂中加入不同质量的硅藻土，图3中，是每克脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系图。
(3)硅藻土的最佳用量比是 %。
(4)硅藻土用量高于最佳用量比时，脱氧速度会减慢，可能的原因是 。
实验三：将使用后的脱氧剂处理得到24g氧化铁，800℃时，持续加热不再改变，得到剩余黑色固体21.6g。请回答：
(5)某同学认为该黑色固体不可能是Fe，其判断理由是 。该黑色固体可能是：a.四氧化三铁；b.氧化亚铁；c. 。
(6)计算：该黑色固体的成分是 (写化学式)。
16．根据报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备相当于其年产量的20%~40%。某化学兴趣小组的同学在老师的指导下对铁的锈蚀条件及保护进行如下探究。
【探究一】探究铁锈蚀的条件
实验一 ① ② ③
现象 放置一周 无明显变化 无明显变化 铁丝表面出现红色物质
放置两周 铁丝表面出现红色物质 无明显变化 铁丝表面红色物质增多
(1)铁锈的颜色是 ；主要成分是 (填化学式)。
(2)由实验②③可以得到，铁锈蚀需要与 接触。
(3)实验中使用的蒸馏水需要煮沸并迅速冷却，目的是 。
【探究二】“油封”对水中溶解氧的影响
实验二：将蒸馏水煮沸后迅速冷却至室温(12℃)，取等体积水样于2个烧杯中，其中一个烧杯加5mL花生油进行“油封”，用溶解氧传感器测定两个水样中溶解氧含量。
溶解氧含量/(mg/L) 时间/h 0 2 6 12 24 36 48
实验 ①未油封 2.42 4.75 6.44 8.45 10.10 10.43 10.51
②油封 2.43 3.02 4.28 4.81 6.47 7.20 7.98
已知：12℃时，未煮沸的蒸馏水中溶解氧含量为10.68mg/L。
(4)由实验二得出的结论错误的是 (填序号)。
A．“油封”的方式能隔绝氧气在水中的溶解
B．通过加热煮沸并冷却，可以明显降低水中含氧量
C．“油封”和“未油封”水样中的溶解氧均随时间增加而呈增大趋势
(5)实验一中，放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是 。
【反思与评价】
(6)生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”，其主要原因是 。
(7)若要比较煤油和花生油“油封”对水中溶解氧的影响，请你设计实验方案 。
17．某实践小组同学参加了“锈外慧中”的项目式学习。对铁的锈蚀与应用进行了进一步的探究。
任务一：探锈——铁锈蚀因素的探究
小雅同学用铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计了如图所示的实验。
(1)经过一周的观察，试管B和试管C中的铁钉无明显变化，试管A中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈是铁与 发生化学反应生成的。
(2)该实验中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(3)结合实验结果和生活经验，写一条防止生活中铁制品生锈的方法： 。
任务二：用锈——铁锈蚀原理的应用
小礼同学通过查阅资料了解到暖宝宝发热的原理是利用铁粉生锈放出热量。他购买了某品牌暖宝宝发现原料主要包括铁粉、活性炭、食盐等，针对该暖宝宝的原料进行如下探究活动：
活动一：验证暖宝宝原料中含有铁粉
(4)打开包装后观察到固体为黑色，判断原料含铁粉，但立即被其他同学否定，原因是 。
(5)取少量原料固体于试管中，加入适量稀盐酸，观察到 现象。
分析得出结论：暖宝宝中的黑色物质含有铁粉。
活动二：暖宝宝的发热原理再利用
利用暖宝宝的发热原理，小礼设计如图实验装置来测定空气中氧气的含量。实验开始前，在容积为250mL的集气瓶中预装30mL水，量筒中水的读数为100mL。
(6)实验开始一段时间后，待装置冷却至室温，打开弹簧夹，水从量筒中流入集气瓶，最后量筒内水为57mL(铁粉生锈消耗水的体积忽略不计)，通过计算本实验数据测得空气中氧气的体积分数为 (结果精确到0.1%)。
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