專題02鐵銹蝕條件的探究實驗原理實驗操作Ⅰ.在第1支試管中放入一根鐵釘,加入少量蒸餾水使鐵釘?shù)囊徊糠纸谒孝?在第2支試管中放入一根鐵釘,加入經(jīng)煮沸并迅速冷卻的蒸餾水浸沒鐵釘,再注入植物油,在水面上形成油層Ⅲ.在第3支試管中加入少量氯化鈣(氯化鈣可吸收空氣中的水蒸氣),放入一根鐵釘,塞緊試管口實驗裝置實驗結(jié)論鐵制品銹蝕的條件:同時與水和氧氣接觸

實驗分析(1)實驗Ⅱ中使用煮沸過的蒸餾水的目的:除去水中溶解的少量氧氣;

實驗Ⅱ中加入植物油的目的:防止空氣中的氧氣進入水中；(2)實驗Ⅲ的試管中放入氯化鈣的目的:除去空氣中的水蒸氣；1.教材實驗裝置的不足（1）儀器多，操作復(fù)雜，準(zhǔn)備時間長；（2）實驗探究過程需要定時觀察記錄，耗時較長；（3）沸水雖盡可能迅速冷卻，但也會因為冷卻而溶解空氣中少量的氧氣，浸入在冷卻的沸水內(nèi)鐵釘也會觀察到少量的銹跡。2.裝置改進改變儀器，減少儀器數(shù)量實驗裝置由原來4支試管變成一支U形管，實驗準(zhǔn)備省時省力；實驗裝置簡化，操作簡單；用鋼絲棉替代鐵釘，接觸面積擴大，加速了鐵釘銹蝕，縮短了實驗時間。改變儀器組合方式改進后的實驗現(xiàn)象明顯，更易于觀察，增強實驗對比功能改變密封方式改用液封，比膠塞更加密閉，實驗效果更佳改變實驗形式增加探究實驗的情境，使學(xué)生理解鐵銹蝕條件的本質(zhì)。拓展實驗，增加實驗功能聯(lián)立組合，同時探究多個實驗【例1】（2023·山東煙臺·中考真題）實驗設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性會直接影響實驗結(jié)論的準(zhǔn)確性。下列設(shè)計不能達到實驗?zāi)康牡氖?/p>

A．探究鐵釘生銹需要氧氣B．探究溫度對分子運動速率的影響

C．驗證質(zhì)量守恒定律D．探究木炭燃燒的劇烈程度與氧氣濃度有關(guān)A．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A、第一支試管中的鐵釘能與氧氣、水充分接觸，第二支試管中的鐵釘只能與水接觸，一段時間后，第一支試管中的鐵釘生銹，第二支試管中的鐵釘沒有生銹，可用于探究鐵生銹條件之一是與氧氣接觸，故A不符合題意；B、圖中實驗，除了溫度不同外，其它條件均相同，可探究溫度對分子運動速率的影響，故B不符合題意；C、鋅粒和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)過程中氫氣逸出，反應(yīng)后燒杯中的物質(zhì)質(zhì)量減少，不能直接用于驗證質(zhì)量守恒定律，故C符合題意；D、圖中實驗，木炭在氧氣中比在空氣中燃燒的更劇烈，可探究木炭燃燒的劇烈程度與氧氣濃度有關(guān)，故D不符合題意。故選C。【例2】（2023·安徽·中考真題）某興趣小組進行鐵銹蝕的實驗探究?！局R回顧】鐵是一種化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，常溫下能與稀鹽酸、氧氣等物質(zhì)反應(yīng)。(1)鐵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)鐵銹的顏色是?！緦嶒炋骄俊吭撔〗M利用如下裝置對鐵釘銹蝕的條件進行探究、一段時間后，在A和B中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，C和D中鐵釘有銹蝕。

(3)B中將蒸餾水煮沸的目的是。(4)ABD對比，說明鐵釘銹蝕需要的物質(zhì)是；C中的鐵釘比D中的銹蝕更嚴(yán)重，原因是?！就卣固骄俊?5)為進一步探究鐵釘銹蝕過程中氣態(tài)物質(zhì)的變化，該小組按示意圖E所示裝置完成以下實驗。恒溫下，向錐形瓶中加入少量稀鹽酸，同時測量錐形瓶內(nèi)氣體壓強隨時間的變化，直至反應(yīng)完全。①測量過程中要保待恒溫，理由是。②請在圖F中繪制整個反應(yīng)過程中錐形瓶內(nèi)氣體壓強的變化趨勢。

【答案】(1)(2)紅褐色（或棕褐色）(3)除去水中溶解的氧氣，防止干擾實驗（答案合理即可）(4)氧氣和水（或O2和H2O）C中的鐵釘與氧氣和水充分接觸（或C中的鐵釘接觸的氧氣量比D中的多，答案合理即可）(5)防止溫度變化影響氣體壓強的測定（答案合理即可）

【詳解】（1）鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，故填：。（2）鐵銹的顏色是紅褐色或棕褐色，故填：紅褐色（或棕褐色）。（3）探究鐵釘銹蝕條件實驗中所用的蒸餾水需煮沸并迅速冷卻，煮沸的目的是除去水中溶解的氧氣，迅速冷卻的原因是防止氧氣再溶于水中，防止干擾實驗。故填：除去水中溶解的氧氣，防止干擾實驗（答案合理即可）。（4）A中鐵釘與氧氣接觸，B鐵釘與水接觸，在A和B中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，D中鐵釘與水和氧氣同時接觸，D中鐵釘銹蝕，對比ABD，說明鐵釘銹蝕需要的物質(zhì)是氧氣和水；C試管敞口，D試管密封，C中的鐵釘比D中的銹蝕更嚴(yán)重，原因是C中的鐵釘與氧氣和水充分接觸，接觸量較多。故填：氧氣和水（或O2和H2O）；C中的鐵釘與氧氣和水充分接觸（或C中的鐵釘接觸的氧氣量比D中的多，答案合理即可）。（5）①氣體的壓強受溫度影響變化較大，測量過程中要保持恒溫，理由是防止溫度變化影響氣體壓強的測定，故填：防止溫度變化影響氣體壓強的測定（答案合理即可）。②恒溫下，向錐形瓶中加入少量稀鹽酸，稀鹽酸與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，少量氫氣的產(chǎn)生導(dǎo)致密閉容器內(nèi)氣壓增大，繼而鐵與水、氧氣反應(yīng)生成鐵銹，較多氧氣的減少會導(dǎo)致閉容器內(nèi)氣壓減小，小于起始?xì)鈮?，反?yīng)完畢后，壓強不變，所以整個反應(yīng)過程中錐形瓶內(nèi)氣體壓強的變化趨勢為：

。【變式1】（2023·黑龍江大慶·三模）以下是中學(xué)生實驗課上出現(xiàn)的一些異常的情況，相關(guān)解釋不正確的是實驗探究鐵銹蝕是否與水有關(guān)探究水的組成實驗粗鹽提純中的蒸發(fā)操作鐵絲燃燒實驗異常情況兩邊鋼絲棉表面均有紅色物質(zhì)出現(xiàn)甲、乙試管氣體體積比大于蒸發(fā)后得到的精鹽質(zhì)量大于粗鹽集氣瓶炸裂解釋A．可能是干燥劑失效B．可能是因為有部分氧氣溶于水C．可能是攪拌時有部分液體濺出D．可能是實驗過程中鐵絲接觸到集氣瓶內(nèi)壁A．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A.鐵在氧氣和水同時存在的條件下會生銹，實驗中兩邊鋼絲棉表面均有紅色物質(zhì)出現(xiàn)，說明可能是干燥劑失效，導(dǎo)致水在U型管右邊也有，正確；

B.電解水生成氫氣和氧氣，氫氣與氧氣體積比為2：1，實驗中甲、乙試管氣體體積比大于，可能是因為氧氣變小，氧氣變少可能是因為有部分氧氣溶于水，正確；C.粗鹽提純中攪拌時有部分液體濺出會導(dǎo)致蒸發(fā)后得到的精鹽質(zhì)量小于粗鹽，錯誤；D.鐵絲燃燒實驗中需要在集氣瓶瓶底放少量水，但是放了水之后集氣瓶還炸裂，可能是因為實驗過程中鐵絲接觸到集氣瓶內(nèi)壁，正確。故選：C?！咀兪?】（23-24九年級上·山東濰坊·期末）對鐵生銹與燃燒條件的實驗探究如下圖所示，下列說法正確的是A．對比①③可探究：接觸氧氣是鐵生銹的條件之一B．對比②③可探究：接觸水是鐵生銹的條件之一C．對比③④可探究：接觸氧氣是鐵燃燒的條件之一D．對比①④可探究：溫度達到著火點是鐵燃燒的條件之一【答案】B【詳解】A、無法對比①③，因為有多個變量：水、二氧化碳、氧氣，無法探究接觸氧氣是鐵生銹的條件之一，選項錯誤；B、對比②③，發(fā)現(xiàn)變量為水，所以可以探究接觸水是否為鐵生銹的條件之一，選項正確；C、對比③④，變量為溫度和水，無法探究接觸氧氣是鐵燃燒的條件之一，選項錯誤；D、無法對比①④，因為有多個變量：二氧化碳和氧氣，是否加熱，無法探究溫度達到著火點是鐵燃燒的條件之一，選項錯誤；故選：B。1．（2024·陜西·一模）下列實驗設(shè)計能達到實驗?zāi)康牡氖沁x項ABCD實驗設(shè)計實驗?zāi)康奶骄縁e、Cu、Ag的金屬活動性強弱證明MnO2是H2O2分解的催化劑探究鐵銹蝕的條件證明分子在不斷運動A．A B．B C．C D．D【答案】D【詳解】A.鐵和硫酸銅、硝酸銀均能發(fā)生反應(yīng)，說明了活動性，，無法比較銀和銅的金屬活動性，故選項實驗設(shè)計不能達到實驗?zāi)康?；B.溶液接觸到能迅速產(chǎn)生氣體，但是不能確定的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量有沒有發(fā)生變化，則不能證明是分解的催化劑，故選項實驗設(shè)計不能達到實驗?zāi)康?；C.第一支試管中只能與干燥的空氣接觸，第二支試管中的鐵釘只能與水接觸，一段時間后，兩支試管的鐵釘均沒有生銹，不能用于探究鐵生銹條件，故選項實驗設(shè)計不能達到實驗?zāi)康?；D.滴入濃氨水后，燒杯中的無色酚酞溶液變紅，說明氨分子運動到燒杯中，溶于水形成氨水，氨水使無色酚酞溶液變紅，能說明分子在不斷運動，故選項實驗設(shè)計能達到實驗?zāi)康模还蔬x：D。2．（2023·黑龍江大慶·三模）以下是中學(xué)生實驗課上出現(xiàn)的一些異常的情況，相關(guān)解釋不正確的是實驗探究鐵銹蝕是否與水有關(guān)探究水的組成實驗粗鹽提純中的蒸發(fā)操作鐵絲燃燒實驗異常情況兩邊鋼絲棉表面均有紅色物質(zhì)出現(xiàn)甲、乙試管氣體體積比大于蒸發(fā)后得到的精鹽質(zhì)量大于粗鹽集氣瓶炸裂解釋A．可能是干燥劑失效B．可能是因為有部分氧氣溶于水C．可能是攪拌時有部分液體濺出D．可能是實驗過程中鐵絲接觸到集氣瓶內(nèi)壁A．A B．B C．C D．D【答案】C【詳解】A.鐵在氧氣和水同時存在的條件下會生銹，實驗中兩邊鋼絲棉表面均有紅色物質(zhì)出現(xiàn)，說明可能是干燥劑失效，導(dǎo)致水在U型管右邊也有，正確；

B.電解水生成氫氣和氧氣，氫氣與氧氣體積比為2：1，實驗中甲、乙試管氣體體積比大于，可能是因為氧氣變小，氧氣變少可能是因為有部分氧氣溶于水，正確；C.粗鹽提純中攪拌時有部分液體濺出會導(dǎo)致蒸發(fā)后得到的精鹽質(zhì)量小于粗鹽，錯誤；D.鐵絲燃燒實驗中需要在集氣瓶瓶底放少量水，但是放了水之后集氣瓶還炸裂，可能是因為實驗過程中鐵絲接觸到集氣瓶內(nèi)壁，正確。故選：C。3．（2023·福建泉州·模擬預(yù)測）某化學(xué)小組通過手持技術(shù)探究鐵釘在4種浸泡液中的銹蝕實驗，相關(guān)數(shù)據(jù)如下圖表所示。下列說法錯誤的是編號實驗裝置浸泡液溶液pH①

NH4Cl5②(NH4)2SO45③NaCl7④Na2SO47

A．曲線先陡后平說明鐵釘銹蝕速率由快到慢B．鐵釘銹蝕生成物主要成分是Fe3O4C．溶液中的氯離子可能是鐵釘銹蝕反應(yīng)的促進因素D．在不同浸泡液中，鐵釘?shù)钠骄P蝕速率：酸性溶液>中性溶液【答案】B【詳解】A、曲線反應(yīng)的是氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間的變化，鐵釘銹蝕消耗氧氣，曲線先陡后平說明鐵釘銹蝕速率由快到慢，該選項正確；B、鐵釘銹蝕生成物主要成分是氧化鐵，化學(xué)式為Fe2O3，該選項不正確；C、溶液中的氯離子可能是鐵釘銹蝕反應(yīng)的促進因素，是因為浸泡液是氯化銨溶液、氯化鈉溶液時，比利用硫酸鈉溶液、硫酸銨溶液時氧氣的體積分?jǐn)?shù)小，即利用氯化銨溶液、氯化鈉溶液生銹速率較快，進一步說明氯離子能夠促進鐵生銹，該選項正確；D、硫酸鈉溶液和氯化鈉溶液的pH為7，都是顯中性溶液，氯化銨溶液和硫酸銨溶液的pH為5＜7，都是顯酸性溶液，結(jié)合產(chǎn)生氣體體積分?jǐn)?shù)可知，在不同浸泡液中，在酸性溶液中的氧氣體積分?jǐn)?shù)比中性溶液中小，故可得出在不同浸泡液中，鐵釘?shù)钠骄P蝕速率是酸性溶液＞中性溶液，該選項正確；故選：B。4．（2024·湖南株洲·一模）學(xué)習(xí)了鐵在空氣中生銹條件后，興趣小組的同學(xué)對銅在空氣中生銹條件產(chǎn)生了濃厚的興趣。并由此展開了一系列學(xué)習(xí)探究活動。已知銅銹是綠色的，俗稱銅綠，主要成分是堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]?！咎岢鰡栴}】銅生銹的條件是什么？【做出猜想】(1)銅生銹與空氣中的O2、N2、CO2、H2O中的一種或多種有關(guān)。小英認(rèn)為銅生銹與氮氣一定無關(guān)，其理由是。【進行實驗】小組同學(xué)取相同的銅片，進行下圖所示的四個實驗，并持續(xù)觀察現(xiàn)象。編號①②③④實驗

現(xiàn)象銅片表面有綠色物質(zhì)無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象(2)為了除去銅片表面的雜質(zhì)，實驗前應(yīng)該進行的操作是：?！緦嶒灧治觥?3)對比實驗①④得到的結(jié)論是：。(4)說明銅生銹與氧氣有關(guān)的實驗是(填序號)?！緦嶒灲Y(jié)論】銅生銹的條件是與O2、CO2、H2O接觸。(5)銅生銹的化學(xué)方程式為：?！敬鸢浮?1)銅綠中不含氮元素(2)打磨(3)銅生銹需與二氧化碳接觸(4)①③(5)【詳解】（1）堿式碳酸銅中不含氮元素，根據(jù)反應(yīng)前后元素的種類不變，則說明銅生銹和氮氣無關(guān)。（2）打磨銅片，能將表面的雜質(zhì)除去。（3）實驗①中，銅和氧氣、二氧化碳、水共同接觸，會生銹，但實驗④中銅只與水、氧氣接觸，沒有生銹，對比可知銅生銹需與二氧化碳接觸。（4）實驗①中，銅和氧氣、二氧化碳、水共同接觸，會生銹，而實驗③中銅只與水、二氧化碳接觸，沒有生銹，對比可知銅生銹需與氧氣接觸。（5）銅和氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)生成堿式碳酸銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。5．（23-24九年級上·寧夏固原·期末）答下列問題：(1)某科學(xué)興趣小組將一定質(zhì)量的鎂粉加入到硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中，充分反應(yīng)后過濾，得到濾液和濾渣，向濾渣中滴加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生。則所得濾渣的成分為，濾液的成分為。(2)長久放置的鐵釘表面生銹。①鐵釘生銹的主要條件是鐵與空氣中的同時接觸。②實驗中所用的水是經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，煮沸的目的是。③為探究氯化鈉溶液是否會加速鐵銹蝕，現(xiàn)取兩支潔凈無銹的鐵釘，設(shè)計如下圖所示實驗，一段時間后觀察到②試管中的鐵釘比①試管中的鐵釘銹的更厲害，由該實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論為?！敬鸢浮?1)Ag、Cu、MgMg(NO3)2(2)水和氧氣除去溶解在水中的氧氣氯化鈉溶液能加快鐵釘?shù)匿P蝕【詳解】（1）鎂和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸鎂和銀，鎂和硝酸銅反應(yīng)生成硝酸鎂和銅，向濾渣中滴加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說明硝酸銀、硝酸銅已經(jīng)完全反應(yīng)，且鎂過量，所以濾渣成分為：銀、銅、鎂；濾液成分為：硝酸鎂；（2）①鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的氧氣、水共同作用的結(jié)果；②實驗中所用的水是經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水中不含氧氣，煮沸的目的是除去水中溶解的氧氣；③為探究氯化鈉溶液是否會加速鐵銹蝕，現(xiàn)取兩支潔凈無銹的鐵釘，設(shè)計如圖所示實驗，除氯化鈉外，其它條件相同，一段時間后觀察到②試管中的鐵釘比①試管中的鐵釘銹的更厲害，說明氯化鈉加快了鐵銹蝕的速率，由該實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論為氯化鈉溶液會加速鐵銹蝕。6．（2023·河北張家口·模擬預(yù)測）根據(jù)如圖所示的實驗回答下列問題。

(1)甲裝置中儀器a的名稱為；用該裝置制取二氧化碳時，實驗前應(yīng)先進行的操作是；長頸漏斗的下端要伸入到液面以下，其目的是。(2)乙是探究鐵生銹條件的實驗。潮濕的鋼絲棉與干燥的鋼絲棉作對比，是為了探究鋼鐵生銹需要；若U型管水中的鋼絲棉也產(chǎn)生少量銹跡，說明該實驗還需改進，你的改進方法是?！敬鸢浮?1)錐形瓶檢查裝置的氣密性防止產(chǎn)生的氣體從長頸漏斗逸出(2)水/H2O在盛有蒸餾水的U形管兩端液面上滴加一層植物油（合理即可）【詳解】（1）甲裝置中儀器a的名稱為錐形瓶；用該裝置制取二氧化碳時，為防止裝置漏氣影響實驗結(jié)果，實驗前應(yīng)先進行的操作是檢查裝置的氣密性；長頸漏斗的下端要伸入到液面以下，其目的是防止產(chǎn)生的氣體從長頸漏斗逸出；（2）潮濕的鋼絲棉與干燥的鋼絲棉作對比，均和氧氣接觸，水是變量，則為了探究鋼鐵生銹需要水；實驗結(jié)束時，細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)浸沒在涼開水中的鋼絲棉也有少量銹跡，可能水中含有氧氣，具體改進方案：在盛有蒸餾水的U形管兩端液面上滴加一層植物油。7．（23-24九年級上·黑龍江鶴崗·期末）在探究“鐵生銹的條件”的實驗中，某興趣小組對實驗進行了創(chuàng)新設(shè)計，請把實驗報告補充完整?！緦嶒?zāi)康摹胯F生銹條件的探究?！緦嶒瀮?nèi)容】取3段光亮無銹的細(xì)鐵絲，繞成螺旋狀，放入3支干燥潔凈的試管底部，進行下列實驗，實驗要保證有足夠長的時間來觀察現(xiàn)象?！緦嶒灛F(xiàn)象】實驗①②無明顯現(xiàn)象，實驗③中鐵絲生銹，試管內(nèi)空氣體積減小?！緦嶒灲Y(jié)論】(1)鐵生銹實際上是鐵與空氣中的發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果?！緦嶒炈伎肌?2)當(dāng)鐵絲足量，時間足夠長，實驗③中進入試管內(nèi)的水的體積約占試管內(nèi)原有空氣體積的。(3)該實驗創(chuàng)新之處在于：可根據(jù)鐵絲表面的鐵銹和兩種現(xiàn)象來判斷鐵絲反應(yīng)進行的情況。【答案】(1)氧氣和水蒸氣(2)(3)進入試管中水的體積【詳解】（1）通過①②不生銹，③生銹的現(xiàn)象可知鐵生銹需要水和氧氣，故得出鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣共同作用的結(jié)果；（2）鐵生銹過程中消耗了氧氣，空氣中有約五分之一體積的氧氣，當(dāng)鐵絲足量，時間足夠長，空氣中的氧氣會全部消耗掉，故可以看到實驗③中進入試管內(nèi)的水的體積約占試管內(nèi)原有空氣體積的五分之一；（3）實驗中有鐵生銹和進入試管中水的體積兩種現(xiàn)象都能用來判斷鐵絲反應(yīng)的情況。8．（2023·遼寧撫順·三模）對比實驗是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法。請回答下列問題。(1)實驗一：探究鐵生銹條件的實驗，通過對比試管(填“a”“b”或“c”)中鐵釘生銹的情況，可得出鐵生銹的條件之一，是鐵需要與氧氣接觸。(2)實驗二：碘幾乎不溶于水卻能溶解在汽油中，說明物質(zhì)的溶解性與有關(guān)。(3)實驗三可用于驗證二氧化碳和氫氧化鈉溶液能否反應(yīng)，該實驗設(shè)計不符合對比實驗的基本原則，理由是?！敬鸢浮?1)ab(2)溶劑的種類(3)有兩個變量【詳解】（1）如果要探究鐵生銹的條件是鐵需要與氧氣接觸，那么兩個實驗中的變量是氧氣，即一組實驗與氧氣接觸，另一組實驗不與氧氣接觸，在試管abc中，a中的鐵與氧氣充分接觸，b中用植物油進行密封，隔絕了氧氣，所以通過對比試管a和b可以得出鐵生銹的條件之一是鐵需要與氧氣接觸，故填：ab；（2）碘幾乎不溶于水，卻能夠溶于汽油中，在這里水和汽油作為溶劑，溶劑不同，碘的溶解性能不同，說明物質(zhì)的溶解性與溶劑的種類有關(guān)，故填：溶劑的種類；（3）對比實驗要求：兩個實驗只有一個變量，在實驗三中液體的體積一個是200ml，一個是100ml，這是一個變量，一個是蒸餾水，另外一個是氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)了第二個變量，即有兩個變量，該實驗設(shè)計不符合對比實驗的基本原則，故填：有兩個變量。9．（2023·江西贛州·模擬預(yù)測）化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。請根據(jù)下列實驗裝置完成有關(guān)問題：

(1)寫出B中標(biāo)號①儀器的名稱：，實驗室用過氧化氫制取氧氣，發(fā)生裝置可選擇B，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是；(2)用裝置F收集一瓶O2，驗滿時應(yīng)將帶火星的木條放在（填“a”或“b”）處；(3)如何檢查裝置G的氣密性？；(4)裝置中生石灰的作用是什么，用化學(xué)方程式解釋？；(5)裝置I、J中的實驗現(xiàn)象對比說明鐵生銹的一個條件是什么？；【答案】(1)錐形瓶2H2O22H2O+O2↑(2)b(3)關(guān)閉分液漏斗的活塞，將右側(cè)導(dǎo)管放入水中，雙手緊握錐形瓶，若有氣泡冒出，則裝置氣密性良好。（合理均可）(4)CaO+H2O=Ca（OH）2(5)鐵生銹需要水蒸氣（或水）【詳解】（1）據(jù)圖可知，B中標(biāo)號①儀器的名稱是錐形瓶；過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，化學(xué)方程式。（2）由于氧氣的密度比空氣大，所以用裝置F收集一瓶O2，驗滿時應(yīng)將帶火星的木條放在b處。（3）檢查裝置G的氣密性用壓強差法即可，檢查裝置G的氣密性最簡單的方法是關(guān)閉分液漏斗的活塞，將右側(cè)導(dǎo)管放入水中，雙手緊握錐形瓶，若有氣泡冒出，則裝置氣密性良好。（4）裝置中生石灰吸收水分，干燥氧氣，即生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，化學(xué)方程式CaO+H2O=Ca（OH）2。（5）裝置I中干燥鐵絲與氧氣接觸不生銹，裝置J中潮濕鐵絲與氧氣接觸生銹，說明鐵生銹需要水蒸氣（或水）。10．（2023·安徽阜陽·二模）某“暖寶寶”取暖貼的透氣無紡布袋內(nèi)裝有鐵粉、活性炭、氯化鈉、水等物質(zhì)，興趣小組同學(xué)對此展開探究?！净顒右弧坑描F釘探究鐵的銹蝕某同學(xué)用相同的鐵釘探究鐵生銹與哪些因素有關(guān)，設(shè)計了下圖所示的實驗。

(1)該實驗中，能形成對比的一組實驗是（填字母）(2)該實驗中將蒸餾水煮沸的目的是。(3)經(jīng)過一周的觀察，試管B和試管C中的鐵釘無明顯變化，試管A中的鐵釘明顯銹蝕，說明鐵銹是鐵與發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的?！净顒佣坑谩芭瘜殞殹敝械奈镔|(zhì)探究鐵的銹蝕用無紡布袋裝入干燥的鐵粉、活性炭和氯化鈉，分別放在錐形瓶底部，進行下圖所示的實驗。

(4)圖1所示實驗，錐形瓶在短時間內(nèi)發(fā)燙，冷卻至室溫，打開彈簧夾，觀察到，打開無紡布袋，黑色粉末有部分變成色，圖2和圖3所示實驗均無明顯現(xiàn)象。(5)與【活動一】所示實驗相比較，圖1所示實驗可在短時間內(nèi)完成，除了鐵粉的因素外，你對活性炭與氯化鈉作用的合理猜測是（寫出1點即可）?！净顒尤坑谩芭瘜殞殹睖y定空氣里氧氣的含量(6)利用【活動二】中圖1所示實驗，測定空氣里氧氣的含量。①實驗時，需要獲得的數(shù)據(jù)有錐形瓶內(nèi)空氣的體積、；實驗時需要注意的事項是（寫出1點即可）。②與用紅磷測定空氣里氧氣的含量的實驗相比，實驗利用“暖寶寶”測定空氣里氧氣的含量的優(yōu)點是（寫出1條即可）。【答案】(1)AB（或AC）(2)除去水中溶解的氧氣(3)氧氣和水(4)燒杯中的水流入錐形瓶內(nèi)紅棕(5)加快鐵銹蝕的速率(6)進入集氣瓶中水的體積保持裝置氣密性良好更環(huán)?！驹斀狻浚?）由圖可知，A與B形成對比實驗，A中與氧氣和水接觸，會生銹，B中只與水接觸，不會生銹，得出鐵生銹需要與氧氣接觸，A與C形成對比，A中與氧氣和水接觸，會生銹，C中只與氧氣接觸，不會生銹，得出鐵生銹需要與水接觸，故該實驗中，能形成對比實驗的由A和B（或A和C）；故填：A和B（或A和C）；（2）該實驗中將蒸餾水煮沸的目的是除去水中溶解的氧氣；故填：除去水中溶解的氧氣；（3）連續(xù)觀察一周，只有A試管中的鐵釘明顯銹蝕，說明鐵銹蝕是鐵與氧氣、水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；故填：氧氣和水；（4）圖1所示實驗，鐵粉與氧氣和水反應(yīng)生成鐵銹,放出熱量，錐形瓶在短時間內(nèi)發(fā)燙，冷卻至室溫，打開彈簧夾，由于消耗了氧氣，錐形瓶內(nèi)壓強減小，觀察到燒杯中導(dǎo)管液面上升，高于燒杯內(nèi)液體的高度，打開無紡布袋，黑色粉未有部分變成紅棕色；圖2中只與氧氣接觸，圖3中只與水接觸，鐵均不會生銹，故圖2和圖3所示實驗均無明顯現(xiàn)象；故填：燒杯中的水流入錐形瓶內(nèi)；紅棕；（5）與[活動一]相比較，圖1所示實驗可在短時間內(nèi)完成，除了鐵粉的因素外，也有可能是活性炭與氯化鈉加快鐵粉的銹蝕；故填：加快鐵銹蝕的速率；（6）①實驗時，需要獲得的數(shù)據(jù)有:錐形瓶內(nèi)空氣的體積、倒流入集氣瓶內(nèi)水的體積；實驗時需要注意的事項是干燥的鐵粉要足量，保證氧氣消耗完全，裝置要保證不漏氣或冷卻至室溫后才能打開彈簧夾，保持裝置氣密性良好等；故填：進入集氣瓶中水的體積；保持裝置氣密性良好；②與用紅磷測定空氣里氧氣的含量的實驗相比，實驗利用“暖寶寶”測定空氣里氧氣的含量的優(yōu)點是在密閉空間進行，實驗更準(zhǔn)確，更環(huán)保等；故填：更環(huán)保。11．（23-24九年級上·陜西西安·期末）化學(xué)興趣小組對鐵生銹的條件和影響因素進行探究。實驗1：探究鐵生銹的條件?！静殚嗁Y料】1.鐵銹為紅色固體，其主要成分為Fe2O3?xH2O。2.煮沸可以使水中溶解的氧氣受熱逸出?！具M行實驗】如圖1所示進行實驗，一段時間后觀察到C中鐵釘表面有紅色固體產(chǎn)生，A、B中鐵釘無明顯變化。(1)圖1中能證明“與H2O接觸是鐵生銹條件之一”的現(xiàn)象對比為。實驗1的結(jié)論是：鐵生銹的條件——與水和氧氣同時接觸。(2)實驗2：為進一步探究影響鐵生銹速率的因素，小組同學(xué)設(shè)計如圖2所示實驗，利用傳感器監(jiān)測過程中氧氣濃度的變化來判斷鐵生銹的情況。實驗記錄如表：序號其他試劑初始時氧氣濃度/%200s時氧氣濃度/%水/滴食鹽質(zhì)量/g稀醋酸/滴①00020.820.8②100020.815.2③100520.812.7④101.0020.88.0①中200s時氧氣濃度沒有發(fā)生變化的原因是。本實驗中能得到“食鹽能加速鐵生銹”的結(jié)論，依據(jù)的實驗對比是(填實驗序號)②本實驗中設(shè)計②③的目的是?！痉此寂c評價】(3)繼續(xù)實驗探究，發(fā)現(xiàn)稀鹽酸比稀醋酸使鐵生銹速率更快，其實驗方案為氧氣初始濃度為20.8%時，于實驗2的裝置中所取的“其他試劑”有，測量200時氧氣濃度，并與(填序號)進行對比?！敬鸢浮?1)試管A中鐵釘不生銹，試管C中鐵釘生銹(2)鐵粉沒有與水接觸，不能生銹②④探究稀醋酸能否加速鐵生銹(3)10滴水，5滴稀鹽酸③【詳解】（1）試管A中鐵釘只與空氣接觸，試管B中鐵釘只與水接觸，試管C中鐵釘與水、空氣同時接觸，其中試管A中鐵釘不生銹，試管C中鐵釘生銹，則說明鐵生銹時需與水接觸；（2）①實驗2中，①中鐵粉沒有與水接觸，不能生銹，因此不消耗氧氣，200s時氧氣濃度也沒有發(fā)生變化；②實驗2中，②中沒有食鹽、④中有食鹽，其他條件都相同，且④中200s時氧氣濃度更少，說明食鹽能加快鐵生銹；③實驗2中，②中滴有水滴，③中不僅滴有水滴，還滴有稀醋酸，則說明設(shè)計②③的目的是探究稀醋酸能否加速鐵生銹；（3）控制變量法，改變酸的種類，其他條件保持不變，繼續(xù)實驗，發(fā)現(xiàn)稀鹽酸比稀醋酸使鐵生銹速率更快，其實驗方案為:氧氣初始濃度為20.8%時，取10滴水，5滴稀鹽酸干實驗2的裝置中，測量200s時氧氣濃度，與③進行對比。12．（23-24九年級上·陜西渭南·期末）學(xué)習(xí)了鐵在空氣中生銹條件后，小明和小紅對銅在空氣中生銹條件產(chǎn)生了濃厚的興趣，他們進行了如下探究過程：【查閱資料】銅銹是綠色的，俗稱銅綠，主要成分是堿式碳酸銅【Cu2（OH）2CO3】，銅綠加熱能分解生成三種常見的氧化物?！静孪肱c假設(shè)】(1)小紅猜測銅生銹與空氣中的下列物質(zhì)有關(guān)：①CO2，②O2、③N2、④H2O。小明認(rèn)為銅生銹與氮氣一定無關(guān)，依據(jù)是?！驹O(shè)計與實驗】小明設(shè)計了如下圖所示的實驗，幾天后觀察到A試管中銅片在水面附近有綠色物質(zhì)，B、C、D試管中銅片均無明顯現(xiàn)象。請幫助分析實驗過程并回答下列問題：(2)根據(jù)上述實驗得出，銅生銹與空氣中相關(guān)物質(zhì)有（填化學(xué)式）。(3)試著寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式?！緦嶒灧此肌?4)通過學(xué)習(xí)，他們認(rèn)為鐵在空氣中更易生銹，理由是?！緦嶒炌卣埂繉W(xué)習(xí)興趣小組設(shè)計如圖裝置，并用于探究堿式碳酸銅的分解產(chǎn)物。（注：堿式碳酸銅受熱會產(chǎn)生水、氧化銅和另外一種物質(zhì)；無水硫酸銅為白色固體遇水變藍）(5)裝置B中的現(xiàn)象是。(6)裝置C中發(fā)生的化學(xué)方程式為。(7)裝置B、C位置（填“能”或“不能”）互換，理由是?！敬鸢浮?1)質(zhì)量守恒定律或化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變(2)O2、CO2和H2O(3)(4)空氣中二氧化碳含量較低(5)白色固體變藍(6)(7)不能若顛倒，澄清石灰水中會帶出水蒸氣，影響產(chǎn)物中水的檢驗【詳解】（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素種類不變，生成物中不含有氮元素，所以說銅生銹與氮氣無關(guān)；（2）A試管中（銅與水、氧氣、二氧化碳同時接觸）銅片在水面附近有綠色物質(zhì)，B（與氧氣隔絕）、C（與二氧化碳隔絕）、D（與水隔絕）試管中銅片均無明顯現(xiàn)象，說明與銅生銹相關(guān)的物質(zhì)有H2O、O2、CO2；（3）銅和氧氣、二氧化碳、水反應(yīng)生成堿式碳酸銅，化學(xué)方程式為：；（4）由于空氣中二氧化碳含量較低，銅生銹需要與氧氣、水。二氧化碳接觸，鐵生銹需要與氧氣、水接觸，所以鐵在空氣中更易生銹；（5）堿式碳酸銅受熱會產(chǎn)生水、而無水硫酸銅為白色固體遇水變藍，所以裝置B中可觀察到白色固體變藍；（6）堿式碳酸銅受熱會產(chǎn)生水、氧化銅和另外一種物質(zhì)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素種類不變，則會生成二氧化碳，裝置C中二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：；（7）裝置B、C位置不能顛倒，因為若顛倒，澄清石灰水中會帶出水蒸氣，影響產(chǎn)物中水的檢驗。13．（23-24九年級上·河北保定·期末）在探究“鐵生銹的條件”的實驗中，某興趣小組對實驗進行了創(chuàng)新設(shè)計，請把實驗報告補充完整?！緦嶒?zāi)康摹胯F生銹條件的探究。【實驗內(nèi)容】取3段光亮無銹的細(xì)鐵絲繞成螺旋狀，放入3支干燥潔凈的試管底部，進行下列實驗，一周后觀察現(xiàn)象?！緦嶒灛F(xiàn)象】實驗①②無明顯現(xiàn)象，實驗③中鐵絲生銹，且試管內(nèi)液面上升?！緦嶒炈伎肌?1)實驗③進入試管內(nèi)的水的體積約占試管內(nèi)空氣容積的。(2)該實驗創(chuàng)新之處在于：可根據(jù)鐵絲表面的鐵銹和兩種現(xiàn)象來判斷鐵絲反應(yīng)進行的情況。(3)通過對比實驗，說明鐵生銹的條件之一是鐵要與水接觸。通過對比實驗②③，說明鐵生銹的另一個必要條件是?！緦嶒灲Y(jié)論】(4)鐵生銹實際上是鐵與空氣中的（填名稱）發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果。【提出問題】同學(xué)們根據(jù)實驗③的現(xiàn)象和鐵在空氣中生銹的原理，繼續(xù)探究能否用鐵準(zhǔn)確測定空氣中的氧氣含量?！居懻摻涣鳌?5)通過查資料得知，紅磷燃燒產(chǎn)生的白煙與水接觸后有毒。與用紅磷燃燒的方法相比，用鐵絲生銹的方法測定的主要優(yōu)點是無污染，缺點是耗時長。為了探究影響鐵銹蝕快慢的因素，在老師指導(dǎo)下同學(xué)們用氧氣傳感器測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下裝。下列分析不正確的是_______（填字母）。實驗裝置序號其他試劑200s時O2的含量①干燥劑21%②10滴水15%③10滴水和1.0g氯化鈉8%A．②③中氧氣含量減少表明鐵已銹蝕B．①②證明水對鐵銹蝕有影響C．②③證明氯化鈉能加快鐵銹蝕D．①②③證明炭粉對鐵銹蝕有影響【改進實驗】同學(xué)們利用鐵粉、撥粉、氯化鈉等物質(zhì)又進行了實驗（裝置如下圖），8分鐘后測得的數(shù)據(jù)如表所示。實驗前的體積/mL實驗后的體積/mL集氣瓶內(nèi)空氣燒杯內(nèi)蒸餾水燒杯內(nèi)剩余蒸餾水1309063.7(6)根據(jù)上表數(shù)據(jù)計算，實驗測得空氣中氧氣含量為（計算結(jié)果精確到0.1%）。(7)從實驗原理角度分析改進后的實驗結(jié)果比燃燒紅磷實驗準(zhǔn)確度更高的原因：?！敬鸢浮?1)(2)試管內(nèi)液面上升(3)①③/③①要與氧氣接觸(4)氧氣和水蒸氣(5)D(6)20.2%(7)鐵的緩慢氧化使集氣瓶中氧氣消耗更徹底【詳解】（1）氧氣約占空氣總體積的五分之一，鐵生銹消耗空氣中的氧氣，導(dǎo)致試管內(nèi)液面上升，進入試管內(nèi)的水的體積約占試管體積的，故填：；（2）實驗中鐵絲生銹會看到鐵絲表面有紅色物質(zhì)，鐵生銹消耗空氣中的氧氣，導(dǎo)致試管內(nèi)液面上升，可根據(jù)鐵絲表面的鐵銹和試管內(nèi)液面上升兩種現(xiàn)象來判斷鐵絲反應(yīng)進行的情況；（3）實驗①中鐵絲與空氣接觸，沒有水，不會生銹，實驗②中鐵絲與水接觸，沒有氧氣，不會生銹，實驗③中鐵絲與氧氣和水同時接觸，會生銹，根據(jù)實驗①和③對比可知，鐵生銹的條件之一是鐵要與水接觸，根據(jù)實驗②和③可知，鐵生銹的條件之一是鐵要與氧氣接觸，故填：①③或③①、要與氧氣接觸；（4）鐵生銹實際上是鐵與空氣中的水蒸氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果，故填：氧氣和水蒸氣；（5）A、空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為21%，200s時，②③中O2含量比空氣中氧氣含量更少，說明鐵已經(jīng)和氧氣發(fā)生反應(yīng)，即鐵已銹蝕，該選項正確；B、①中鐵不與水接觸，氧氣含量未變，②中鐵與水接觸，氧氣含量減小，對比說明鐵生銹需要水，該選項正確；C、對比②③，其他條件相同，③中加入了1.0g食鹽，且③比②中氧氣含量更少，說明③比②中鐵釘銹蝕更快，該選項正確；D、三個實驗中均加入了等量的炭粉，且實驗中其他試劑不同，不能證明炭粉對鐵銹蝕有影響，該選項不正確；故選：D；（6）由于燒杯內(nèi)減少蒸餾水的體積為氧氣的體積=90.0mL-63.7mL=26.3mL，所以空氣中氧氣的含量為=20.2%，故填：20.2%；（7）的緩慢氧化使集氣瓶中的氧氣消耗更徹底，實驗結(jié)果更準(zhǔn)確，故填：鐵的緩慢氧化使集氣瓶中氧氣消耗更徹底。14．（23-24九年級上·陜西咸陽·期末）在探究“鐵生銹的條件”實驗中，某興趣小組對實驗進行了創(chuàng)新設(shè)計，請把實驗報告補充完整?！緦嶒?zāi)康摹胯F生銹條件的探究?！緦嶒瀮?nèi)容】取3段光亮無銹的鐵絲，繞成螺旋狀，放入3支干燥潔凈的試管底部，進行下列實驗，實驗要保證有足夠長的時間來觀察現(xiàn)象?！緦嶒灛F(xiàn)象】(1)一段時間后，實驗（填序號）中鐵絲會生銹?！緦嶒灧治觥?2)該實驗創(chuàng)新之處在于：可根據(jù)鐵絲表面的鐵銹和兩種現(xiàn)象來判斷鐵絲反應(yīng)進行的情況。(3)通過對比實驗（填序號，下同），說明鐵生銹的條件之一是鐵要與水接觸。通過對比實驗，說明鐵生銹的另一個必要條件是與氧氣接觸?！緦嶒灲Y(jié)論】鐵生銹實際上是鐵與空氣中的水和氧氣發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果。【拓展應(yīng)用】(4)銅生銹后形成銅綠，銅綠的化學(xué)式是Cu2（OH）2CO3，根據(jù)銅綠的組成判斷，銅綠可能是銅與空氣中的氧氣及共同作用而形成的。如果根據(jù)控制變量法的實驗原理，仿照鐵生銹的探究實驗，你認(rèn)為需要設(shè)計個實驗進行驗證。(5)金屬資源儲量有限且不能再生，為了保護金屬資源，除防止金屬的銹蝕外，你還有什么合理的建議？（寫一條）?！敬鸢浮?1)③(2)試管中的液面變化(3)①③②③(4)水和二氧化碳4(5)尋找金屬替代品（合理即可）【詳解】（1）鐵和氧氣、水共同接