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- 2021-04-18 发布
实验突破
(
九
)
铁生锈条件的探究
回归教材
实验仪器及药品
试管
、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、铁钉、植物油、棉花、干燥剂氯化钙
实验操作
Ⅰ.
在第
1
支试管中放入一根铁钉
,
加入少量蒸馏水使铁钉的一部分浸在水中
Ⅱ.
在第
2
支试管中放入一根铁钉
,
加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水浸没铁钉
,
再注入植物油
,
在水面上形成油层
Ⅲ.
在第
3
支试管中加入少量氯化钙
(
氯化钙可吸收空气中的水蒸气
),
放入一根铁钉
,
塞紧试管口
实验装置
实验现象
（续表）
Ⅰ
中铁钉锈蚀
Ⅱ
中铁钉没有生锈
Ⅲ
中铁钉没有生锈
实验结论
铁制品锈蚀的条件
:
实验反思
(1)
实验
Ⅱ
中使用煮沸过的蒸馏水的目的
:
;
实验
Ⅱ
中加入植物油的目的
:
____________________________
(2)
实验
Ⅲ
的试管中放入氯化钙的目的
:
(3)
防止铁制品锈蚀的原理
:
;
防止铁制品锈蚀的常用方法
:
;
除去铁制品表面的铁锈的常用方法
:
____________________________
除去水中溶解的少量氧气
防止空气中的氧气进入水中
隔绝氧气或水
涂油、刷漆、镀其他金属
用适量稀硫酸浸泡、打磨
除去空气中的水蒸气
（续表）
同时与水和氧气接触
1.
“对比实验”是科学探究常用的方法
,
根据下列探究铁生锈条件的实验回答问题。
实验中会出现明显现象的是
(
填序号
,
下同
)
。欲得出“铁生锈需要与氧气接触”的实验结论
,
需要对比
。
拓展训练
图
S9-1
③
②③
2.
某同学为了探究铁钉生锈条件
,
设计了如下实验。
序号
①
②
③
④
实验
内容
实验
现象
铁钉无明显变化
铁钉生锈
铁钉无明显变化
铁钉生锈
,U
形管左侧液面上升
,
右侧液面下降
(1)
通过实验
①
、
②
对比得出的结论是
。
(2)
增加实验
③
的目的是
。
(3)
实验
④
中
,
导致“
U
形管左侧液面上升
,
右侧液面下降”的原因是
____________
。
水是铁钉生锈的条件之一
探究氧气是否为铁钉生锈的条件之一
铁生锈消
耗了氧气
,
使得试管内的气体压强减小
3.
某化学兴趣小组对铁的锈蚀与防护及金属的性质进行以下实验探究。
取一定量铁粉置于锥形瓶底部
,
塞紧瓶塞
,
滴加适量食盐水
,
用压强传感器测得锥形瓶内压强与时间变化关系如图
S9-2
所示
:
(1)
实验中食盐水的作用是
。
(2)
锥形瓶内压强下降的原因是
。
(3)
自行车钢圈多采用铝合金
,
是利用了铝合
金
的性质。
加快铁的锈蚀
铁生锈消耗瓶中氧气
质轻
(
或耐腐蚀或硬度大
)
图
S9-2
4.
某些铜制品在空气中久置
,
表面生成绿色的铜锈
(
又称铜绿
)
。某化学实验小组设计并进行实验
,
探究铜锈的组成和铜生锈的条件。
[
提出猜想
]
根据铜锈的组成推测
,
铜生锈可能与
CO
2
、
H
2
O
和
O
2
有关。
[
进行实验
]
实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝
,
并打磨光亮。设计了如下表所示的
5
个实验并持续观察。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
现象
无明显
现象
无明显
现象
铜丝表
面有绿
色物质
无明显
现象
无明显
现象
[
解释与结论
]
(1)
实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”
,
其目的是
_______________________
。
(2)
得出“铜生锈一定与
CO
2
有关”的结论
,
依据的两个实验是
(
填编号
)
。
(3)
对比实验
②
和
③,
得出的结论是
。
(4)
实验
②
的目的是
。
(5)
为验证猜想
,
请在图中将实验
⑤
补充完整。
除去水中溶解的氧气
①
和
③
铜生锈与
O
2
有关
证明在无氧条件下
,
铜不生锈
,
说明铜生锈与氧气有关
且防止氧气再溶于水
[
答案
] (5)
5.
暖贴的发热材料主要由铁粉、活性炭、食盐、水等物质组成。
[
提出问题
]
发热材料中各主要物质起到了什么作用
?
[
猜想与假设
]
Ⅰ.
铁粉生锈
,
发生氧化反应
,
放出热量。
Ⅱ.
活性炭能加快铁粉氧化的速率。
Ⅲ.
食盐能加快铁粉氧化的速率。
[
进行实验
]
实验
编号
实验药品及用量
反应时
间
/min
温度上
升值
/℃
铁粉
/g
活性炭
/g
食盐
/g
水
/g
对照组
1
0.2
0.1
5
10
58
实验组
1
0
0.2
0.1
5
10
0
2
1
0
0.1
5
10
2.7
3
1
0.2
0.1
0
10
4.5
4
10
20
[
解释与结论
]
(1)
铁生锈的条件是
。
(2)
已知铁粉在一定条件下生锈
,
发生氧化反应的产物可能是
Fe(OH)
3
,
该反应的化学方程式为
。
(3)
分析
(
填实验编号
)
数据
,
可证明猜想与假设
Ⅱ
正确。
与氧气和水同时接触
4Fe+6H
2
O+3O
2
4Fe(OH)
3
对照组与实验组
2
5.
暖贴的发热材料主要由铁粉、活性炭、食盐、水等物质组成。
[
提出问题
]
发热材料中各主要物质起到了什么作用
?
[
猜想与假设
]
Ⅰ.
铁粉生锈
,
发生氧化反应
,
放出热量。
Ⅱ.
活性炭能加快铁粉氧化的速率。
Ⅲ.
食盐能加快铁粉氧化的速率。
[
进行实验
]
实验
编号
实验药品及用量
反应时
间
/min
温度上
升值
/℃
铁粉
/g
活性炭
/g
食盐
/g
水
/g
对照组
1
0.2
0.1
5
10
58
实验组
1
0
0.2
0.1
5
10
0
2
1
0
0.1
5
10
2.7
3
1
0.2
0.1
0
10
4.5
4
10
20
1
0.2
0
5
(4)
分析实验组
4
与对照组数据
,
可证明猜想与假设
Ⅲ
正确。请填写表中空缺数据。
5.
暖贴的发热材料主要由铁粉、活性炭、食盐、水等物质组成。
[
提出问题
]
发热材料中各主要物质起到了什么作用
?
[
猜想与假设
]
Ⅰ.
铁粉生锈
,
发生氧化反应
,
放出热量。
Ⅱ.
活性炭能加快铁粉氧化的速率。
Ⅲ.
食盐能加快铁粉氧化的速率。
[
进行实验
]
实验
编号
实验药品及用量
反应时
间
/min
温度上
升值
/℃
铁粉
/g
活性炭
/g
食盐
/g
水
/g
对照组
1
0.2
0.1
5
10
58
实验组
1
0
0.2
0.1
5
10
0
2
1
0
0.1
5
10
2.7
3
1
0.2
0.1
0
10
4.5
4
10
20
[
反思与评价
]
(5)
某同学认为没有必要进行实验组
1,
你是否同意他的观点并说明理由
___________
。
(6)
某同学质疑此实验中忽略了发热材料中的水。你认为分析
___________________
(
填实验编号
)
的数据
,
可证明水的作用。
不同意。
不进行实验组
1,
不能排除热量是由活性炭、食盐、水三者共同作用产生的可能
对照组与实验组
3