中考化学解题模型之金属生锈条件的探究（含答案）

初中化学解题模型之金属生锈条件的探究

一.实验探究题（共n小题）

1.（2021秋•张店区期末）铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀

进行探究。取四枚铁钉，按如图所示进行实验。一天后观察到的现象如表。

燥

干

T蒸

铁

打

播

一

钉

.-I水

J.

2

试管abCd

实验现铁钉表面无铁钉表面无明显变蒸锵水和空气交界处食盐水和空气交界处

象明显变化化铁钉出现轻微锈蚀铁钉出现较多锈蚀

（I）由试管a、b、C中的现象可知铁钉锈蚀的条件是o

（2）由试管c、d中的现象可以得出的结论是o

（3）切过咸菜的菜刀不及时处理，易生锈。防止切过或菜的菜刀生锈，处理的方法

是。

2.（2021秋•泰安期末）某学习小组对铁锈蚀进行探究。

【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？

【查阅资料】

（1）氯化钙固体可作干燥剂。

（2）一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。

【设计与实验】

实验一：定性探究铁锈蚀的因素

取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表1。

植

物

油L无氧蒸储水配制

tr的饱和、ici溶液

试管一周后现象

A铁钉表面有一层铁锈

B铁钉表面无明显变化

C铁钉表面无明显变化

D铁钉表面有较厚铁锈

（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与发生化学反应。

（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与有关。

（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是o写出用盐酸除铁锈的化学方程式

实验二：影响快的锈蚀速度的因素。

（1）该小组用图中装置进行探究铁的锈蚀的实验（量筒内的铁丝绒的最充足），起始时

量储内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约（填

“40”或“10”）mL刻度处。

（2）小强同学进行如图2拓展探究实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按图乙安装装

置，放置3天，再取用铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况

如表。小强同学的实验是探究因素对铁钉锈蚀快慢的影响，结论是。

温度/℃1020304050

铁钉质量增加/g0.020.080.18

3.（2（）21秋•福清市期末）每年因铁的生锈而造成金属资源的巨大浪费。以下是化学兴趣小

组探究铁锈蚀的条件。

（1）生活中我们经常看到户外铁制栏杆生锈，推测铁的锈蚀与有关。

（2）兴趣小组根据推测设计如下实验方案。

一-空气

油-三

棉L干水一目

BCDEF

①如图实验（填标号）试管最符合生活中铁制品所处环境。

②探究铁锈蚀条件最优方案组合是（填标号），请说明排除其它试管的理由

（选I支试管说明理由）。

（3）上述实验证明铁锈蚀需要接触空气，但是否与空气中的氧气发生作用无法证明。兴

趣小组讨论后用下列装置证明铁锈蚀与氧气有关。（实验中铁粉均足量）

用食盐水

润湿的碳

二六丁粉、铁粉

铁粉混合物

H

H装置中能证明铁锈蚀与氧气有关的实验现象是,与H图比较.I图的实验设计

优点是。与J图相比，H、I图实验设计方案共同的不足是

（4）兴趣小组在课堂上展示如图J实验方案，确定氧气是铁锈蚀的必要条件，且在有氯

化钠、碳粉等物质的作用下更易锈蚀，并通过相应现象计算出空气中氧气体积分数以及

的事实。

（5）请你写出牛.活中具体一种铁制品的防锈措施

4.（2021秋•尧都区期末）青铜器是我国商周时期最具代表性的物质遗存，是传承中华早期

文明的艺术瑰宝。青铜是铜与其他金属的合金，因器物表面氧化而生成的铜锈多呈青绿

色而得名。同学们对古代青铜的冶炼和铜锈的形成产生了兴趣，开启了探究学习之旅。

活动一：了解古代青铜的冶炼方法

【查阅资料】商代早期用火法炼制青铜。先把选好的矿石加入熔剂，再放在炼炉内，燃

木炭熔炼，等火候成熟，取精炼铜液，弃去炼渣，即得初铜。初铜再经提炼获得纯净的

红铜"红铜加锡、铅熔成合金，得到青铜。

【交流讨论】红铜制青铜的过程中，发生变化，青铜能制成青铜器，说明青铜具

有的性质是（填一条）。

活动二：探究铜生锈的条件

【信息检索】铜锈是绿色的，俗称铜绿，主要成分是碱式碳酸铜[CU2（OH）2CO3]<

【做出猜想】铜生锈可能与空气中的氧气有关外，还可能与有关，做出此猜想的

理论依据是O

【进行实验】实验小1同学取完全相同的铜片，并打磨光亮。设计了如图所示的四个实

验并持续观察。

r编nnj①②③④

号

实二3

验除去二氧除去氧与

一空白一空船

一化碳的空白-的空气

蒸僧水Jj干燥剂4口蒸储水-蒸僧水

现铜片表面有绿色无明显现象无明显现象无明显现象

象物质

【实验分析】对比实验①③得到的结论是:说明铜生锈与氧气有关的实验是

（填序号）。

【得出结论】猜想正确。

【反思评价】（1）铜生锈过程中，发生反应的化学方程式为。

（2）请你提出保存青铜制品的建议：（写一条）。

5.（2021秋•盐湖区期末）古文献记载：距今4000〜5030年我国古代人们已开始冶铸青铜

器（如图1）。青铜器表面常会有一层铜锈，同学们对铜锈开展了以卜探究活动。

澄清石灰水

图1

杳阅资料：CuSO4（白色）+5H2O—CUSO4*5H2O（蓝色）

活动一：探究铜锈的组成

用图2所示的实验装置隔绝空气加热铜锈，观察到澄清石灰水变浑浊，干燥管内白色粉

末变为蓝色，试管中固体由绿色变为黑色。

【交流讨论】由活动一推测，铜锈中含有的元素有；烧杯中发生反应的化学方程

式为o

活动二：探究铜生锈的条件

【做出猜想】在活动一的基础上，猜想铜生锈的条件是铜与H20、C02同时接触。

【反思评价】

（1）小组同学做出“铜生锈的条件是铜与H2O、CO2同时接触”这一猜想的理由是。

（2）对比实验①③得到的结论是o

（3）能说明铜生锈与H20有关的实验是（填序号）。

（4）经过反思，小刚同学对所得结论提出疑问：与氧气接触也可能是铜生锈的条件之一。

小丽同学认为实验①、④对比即可说明铜生锈与氧气有关。请判断小丽的说法是否正确

并说明理由：»

（5）通过实验证明，铜生锈的条件是铜与氧气、二氧化碳和水同时接触。由此，你对保

存铜制品的建议是o

6.（2021秋•韩城市期末）暖贴发热是利用了铁粉生锈放出热量的原理，某小组同学设计并

进行下列实验，探究铁生锈的条件及影响铁粉生锈速率的因素。

I.探究铁生锈的条件

【设计实验】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，进行如图所示的三个实验，实验

要保证有足够长的时间来观察现象。

干

脱

燥

1氧

剂4H7

3H剂4-

植

7--I侬B-

H2-

卜

卜

氧

A-泡

实

脸T

1

（I）对比实验（填序号），可以得出铁生锈需要水；得出“铁生锈需要与氧气接

触”这一结论所依据的现象是。

（2）实验【中，当铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，还能观察到的现象是o

II.探究影响铁粉生锈送率的因素

【查阅资料】暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。

【猜想假设】①活性炭能加快铁粉生锈的速率。

②食盐能加快铁粉生锈的速率。

【进行实验】下表是2g铁粉、5g水与不同量的活性炭、食盐均匀混合后，在10分钟内

温度上升值的实验记录。

实验编号活性炭/g食盐/g温度上升值/℃

1000.1

20.2022.0

30X3.1

40.20.156.3

【解释与结论】（3）上表中x的值为.

（4）对比实验I和3.得出的结论是

（5）欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁粉牛.锈速率”，需要对比

（填实验编号）。

【反思与评价】（6）下列说法或做法不正确的是（填字母）。

A.暖贴在使用前不需要密封保存

B.活性炭粉在暖贴中可以起到分散铁粉，透气、防结块的作用

C.利用铁生锈的原理，铁粉还可用于食品保鲜

D.校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈

7.（2021秋•农安县期末）“大单元”整合是一种新的学习化学的思维方法，结合铁的探究

实验，回答下列问题：

铁钉

CuSO二

溶液

探究三：铁生锈的条件

（1）探究一：Fe2O3中，铁元素的化合价为o

（2）探究二：A中细铁丝在氧气中燃烧实验，需要预先在集气瓶中加入少量水，原因

是;B中的反应化学方程式为；依据C实验的现象可判断出Fe的活动性比

铜;A、B、C三个实验，体现了大多数金属具有的三点化学性质：与氧气反应、

与酸反应、O

（3）探究三：探究铁生锈的条件，画出③中的实验装置图。

（4）探究四：图为冬季人们常用的“暖贴”，其成分如下：

探究四：

铁的用途

品名：一次性暖贴

主要成分：铁粉、水、食盐、活性炭、蛭石、吸水性树脂

产品性能：平均温度三七，最高温度6?七，发热时间在12小时以上

（注：蛭石是一种超级保温材料，吸水性树脂具有很强的吸水、保水性能）

使用说明：使用时将包装撕开。取出内袋，将保护衬纸揭下，贴在需要取暖

或热敷部位的内衣外

【提出问题】使用暖财时为什么会很快产生热量呢？

【猜想假设】猜想一：活性炭能加快铁粉生锈的速率；猜想二：食盐能加快铁粉生锈速

率。

【进行实验】下表是2g铁粉、5g水与不同量活性炭、不同量食盐均匀混合后，在10分

钟内温度上升的实验记录。

实验编号活性炭/g食盐/g温度上升值/七

1000.1

20.2022.0

300.13.1

40.20.156.3

【解释与结论】

①对比实验1和3,得出的结论是o

②欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈速率”，需要对比（填

实验编号）。

【反思与评价】下列说法正确的是。

A.暖贴在使用前要密封保存

B.暖贴使用后剩余物可以回收利用

C.利用铁生锈的原理，铁粉还可用于食品保鲜

D.铁资源取之不尽用之不竭

8.（2021秋•大东区月考）钢铁是应用广泛的金属材料，钢铁锈蚀会造成巨大浪费，研究钢

铁锈蚀对于保护金属资源有着重要意义，请回答以下有关锈蚀的问题。

（1）探究铁锈蚀的条件

查阅资料：一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。

进行实验：取三枚相同的洁净铁钉进行如图I实验，现象如表。

包有

氮

化

植

钙

的

物

氧

无

棉

花

油

储

蒸

水

生锈的铁片2

压强

传感器

试管一周后现象

甲铁钉表面有一层铁锈

乙铁钉表面无明显变化

丙铁钉表面无明显变化

①对比甲、乙、丙试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的发生化学反应。

②铁锈蚀后应及时除锈的原因是O

③近年来，共享单车给沈阳市市民出行带来很大方便。写出一种防止共享单车铁质车架

锈蚀的方法O

（2）探究影响铁锈蚀速率的因素

装置如图2甲，检查气密性后，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，ti时刻加入2mLNaCl

溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据如图2乙。

①对比图乙中AB段和BC段曲线，说明影响铁锈蚀速率的因素为o

②t3时刻压强突然变大的原因是。

（3）测定生锈的铁片中铁的含量

取3.5g表面生锈的铁片于试管中，加入足量的稀盐酸（如图3,部分装置已略去），一段

时间后，观察到有气泡产生（铁锈与稀盐酸反应不生成气体）。

①铁与稀盐酸反应的化学方程式为。

②完全反应后，测得生成氢气体积为0.5L（实验条件下，氢气密度为0.09g/L）。则该生

锈的铁片中铁的质量分数为。

③该实验条件下测得氢气体枳偏大，原因可能是。

9.（2021秋•辛集市期末）某些铜制品在空气中久胃，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。

I.探究铜锈的组成

【查阅资料】①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色

【进行实验】小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按如图所示装置实验（部分夹持

装置已略去）。观察到B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。

【解释与结论】

（1）C中反应的化学方程式是。

（2）依据以上现象分析，铜锈中一定含有的元素：Cu和。

H.探究铜生锈的条件

【提出猜想】根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和02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。设计了如表所示

现无明显现象无明显现象铜丝表面无明显现象无明显现象

象有绿色物质

【解释与结论】

（3）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸饱水”，其目的是o

（4）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是（填编号）。

（5）对比实验⑦和③，得出的结论是。

（6）为验证猜想，实验⑤集气瓶中的气体是（填化学式）。

（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是。

【反思与应用】

（8）结合上述实验，你对保存铜制品的建议是。

10.（2021秋•遵化市期末）金属的锈蚀是重要研究课题。

【知识回顾】探究不同条件下铁钉的锈蚀。

细线

植

物

油

蒸

蒸

福储

水

水

S1

CO：和01

蒸

铜

储

片

铜一

水

片

按图1所示实验进行铁钉锈蚀的研究。一天后观察到B、C中铁钉表面无明显变化，A

中铁钉在蒸储水和空气交界处出现轻微锈蚀，D中铁钉在食盐水和空气交界处出现较多

锈蚀。

（1）由A、B、C的现象可知，铁钉锈蚀的条件是o

（2）由A、D中的现象可以得出的结论是。

【实验探究】小亮同学想继续探究温度对铁钉锈蚀快慢的影响，进行如下实验：取铁钉

用砂纸打磨，称其质量，按图2安装装置.，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下

重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表，由此可得的结论是。

温度/℃203040506070

铁钉质量增加0.040.080.160.180.180.18

/g

有同学认为小亮的实验未能真实反映500C以后铁钉锈蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质

量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：。

【拓展延伸】长期露置在空气中的铜表面会产生绿色物质，于是他们一起探究金属铜锈

蚀的原因。经查阅资料，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2co3],由此推测空

气中肯定参加了反应，但不能确定空气中的氧气是否参与反应，为证明铜生锈是否

需要氯气，设计图3实验，你认为其中必须要做的对比实验是（填序号）。

【讨论交流】金属资源有限，不能再生。写出防止铁生锈的〜种具体做法。

11.（2021秋•绥宁县期末）学习了铁在空气中生锈条件后，小明和小红对铜在空气中生锈

条件产生了浓厚的兴趣，他们进行了如下探究过程：

【查阅资料】铜锈是绿色的，俗称铜绿,主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2co3],铜

绿加热能分解生成一种常见的氧化物。

【猜测】小红猜测铜生锈与空气中的下列物质有关：①CO2②02③N2④H2O

小明认为铜生锈与氮气一定无关，依据是o

【实验探究】小明设计了如图所示的实验，几天后观察到，A试管中铜片在水面附近有

绿色物质，B、C、D试管中铜片均无明显现象。请帮助分析实验过程并回答下列问题：

5D

（1）根据上述实验得出，铜生锈与空气中相关物质有;

（2）上述实验（用序号表示）说明铜生锈与氧气一定有关。

【实验反思】通过学习，他们认为铁和铜在空气中更易生锈的是o

【探究拓展】设计实验探究铜绿受热分解的生成物是什么：

（3）若有CO2生成，检验生成C02的化学方程式为o

（4）若生成物中有氧化铜，可观察到的现象是。

（5）请写出铜绿受热分解的化学方程式。

二.解答题（共4小题）

12.（2021春•乳山市期中）钢铁的锈蚀及防护。

（1）①“知锈”：请设计一个简单的实验，用物理方法证明铁粉和铁锈是两种不同的物

质：o

②铁锈的成分很复杂,主要是：（写出化学式已知：2FeCh+Fe=3FeC12.将牛

锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中充分反应，变化过程中最多涉及种化学反应基

本类型；

③将10g表面生锈的铁钉（其它杂质已忽略）浸泡在100g溶质质量分数为7.3%的稀盐

酸中充分反应，观察到铁锈已完全消失。反应停止后，取出光亮的铁钉洗涤、干燥、称

量，质量为3.6g。则原生锈铁钉中铁元素的质量分数为o

④另外铁锈中含有少量的羟基氧化铁（FeOOH）,试写出铁在空气中发生化合反应生成

羟基氧化铁的化学方程式：。

（2）“探锈”：设计下表所示实验探究使铁发生锈蚀的主要因素:

试管编号

--氧气

n干燥:二号蒸储水

息一失钉卜用钉

丰-蒸储水

①②③

立即观察不生锈不生锈不生锈

1天后不生锈不生锈不生锈

3天后不生锈不生锈表面有锈迹

1周后不生锈不生锈锈蚀明显

对比表中试管（填编号）可知水是铁锈蚀的主要因素,实验时试管②中的蒸镭水

需要煮沸的目的是：O

（3）“防锈”：校园的外围墙有许多的铁质防护栏杆，常采用的防锈的方法是o

13.（2020秋•本溪县期末）某化学兴趣小组用如图1所示实验探究铁生锈的条件（每支试

管中均放有完全相同的洁净铁钉）。

（1）经过一段时间后观察到A、D试管中铁钉生锈，而且D中铁钉锈蚀程度最严重；B、

C试管中铁钉不生锈。试管A、B、C发生的现象说明铁锈蚀的条件是。

干

燥

煮沸

植

-的

的

过

物

Y食

-空

信

蒸

油

盐

气^

水

水

JC/D

图1图2

（2）兴趣小组的同学又设计了图2的小实验：在a、b两支试管中加入体积相同的同种

生铁块，只在a中加入食盐水，塞上橡皮塞，U形管内为红墨水，且开始时两端液面高

度相等，放置一段时间后红墨水柱两端液面变为（选填：A“左高右低”、B“左低

右高”、C“一边高”），试叙述产生这一现象的原因。a、b两支试管中的铁块儿是

否都生锈呢？答：（填“是”或“否”）。

（3）据此，一位同学说“家里的菜刀常切咸菜会更爱生锈”，请说出家中菜刀使用后防

锈的一条措施。

14.（2020•铁岭模拟）人类的生活和生产都离不开金属材料。

（1）生铁和钢都是铁合金，性能优良，硬度均比纯铁（填“大”或“小”），铁锅

作炊具主要是利用铁的性。

（2）为探究铁锈蚀条件，设计如图所示实验，一周后，观察到（填序号）试管内

的铁钉生锈，其余试管内铁钉无明显变化，由此得出铁生锈的条件是，根据铁生锈

的条件写出生活中防止铁制品生锈的措施（答1条即可）。

一无水氯化钙

三T8物油一棉花

琲一经煮沸冷扣卜空气

空的蒸僧水

15.（2。2。•苏州）钢铁的腐蚀是重要研究课题。

【知识回顾】用如图1所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几

乎没有生锈，而试管C中铁钉明显锈蚀，试管D、E中铁钉严重锈蚀。

煮

沸并

面

迅速

冷

食

有

扣的

蒸

盐

酸

谣水

水

（1）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。

（2）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸饱水”，其目的是。

【实验探究】向试管D中（含生锈铁钉）加入过量10%稀盐酸，浸泡。可观察到铁锈逐

渐消失.铁钉表面有气泡产牛,溶液呈黄色,一段时间后黄色变为浅绿色。

（3）写出铁锈溶于盐酸的化学方程式：。

（4）推测试管D中溶液由黄色变为浅绿色，可能是因为氯化铁与某些物质发生反应所致。

现进行如表3个实验（持续10小时，已知氢气不影响该反应）

序号实验1实验H实验III

实验内容15mL10%5mLic1%

稀盐酸1、稀盐酸

15mL水

—无锈铁钉

—无锈铁钉

而一氯化铁亚—0.1g氧化铁

Lcug氯化铁

场

现象溶液颜色始终呈黄色产生红褐色沉淀溶液逐渐由黄色变浅绿色

①设计实验【的目的是。

②综合分析上述3个实验，试管D中溶液由黄色变为浅绿色的原因是o

【拓展延伸】研究水样的pH、水中溶解氧浓度与钢铁腐蚀速率的关系。查阅相关文献得

到如下资料。

腐蚀速率

腐

蚀

速

率

234567S91011121314020

PH溶解氧浓度mL•I/】

图:图3

（5）图2表示水样温度22℃、氧含量6mL・匚1时，钢铁腐蚀速率与水样pH的关系。

当pHV4时，钢铁腐蚀速率明显增大的原因是.

（6）图3表示温度22C、pH=7时，钢铁腐蚀速率与水中溶解氧浓度的关系。当溶解氧

超过20mL・1?】时，钢铁腐蚀速率明显下降的原因可能是。

初中化学解题模型之金属生锈条件的探究

参考答案与试题解析

一.实验探究题（共11小题）

1.（2021秋•张店区期末）铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀

进行探究。取四枚铁钉，按如图所示进行实验。一天后观察到的现象如表。

食

盐

水

试管abCd

实验现铁钉表面无铁钉表面无明显变蒸播水和空气交界处食盐水和空气交界处

象明显变化化铁钉出现轻微锈蚀铁钉出现较多锈蚀

（1）由试管a、b、c中的现象可知铁钉锈蚀的条件是铁钉由锈需要与水、空气同时接

触。

（2）由试管c、d中的现象可以得出的结论是食盐水能够加速铁钉锈蚀.

（3）切过咸菜的菜刀不及时处理，易生锈。防止切过或菜的菜刀生锈，处理的方法是洗

净后擦干，放置在干燥处.

【考点】探究金属锈蚀的条件.

【专题】科学探究.

【分析】（1）根据表中实验现象进行分析；

（2）酸性物质或盐类能够加速铁的锈蚀：

（3）根据铁生锈的条件进行分析。

【解答】解：（1）根据图示和表中实验现象可知，a中铁钉只与空气接触，铁钉不生锈，

b中铁钉只与水接触，铁钉也不生锈，c中铁钉能与水和空气同时接触，蒸储水和空气交

界处铁钉出现轻微锈蚀，故能够证明铁钉锈蚀需要与水、空气同时接触；故答案为：铁

钉生锈需要与水、空气同时接触；

（2）对比c、d两试管中的实验现象，能够发现d中铁钉与食盐水接触时，锈蚀的速度

比c中的快，能够证明食盐水能够加速铁钉锈蚀；故答案为：食盐水能够加速铁钉锈蚀;

(3)通过以上实验可知铁生锈需要与水和空气同时接触，且与盐溶液接触后会加速锈蚀,

因此若要防止切过咸菜的菜刀生锈，应洗净后擦干，放置在干燥处；故答案为：洗净后

擦干，放置在干燥处。

【点评】本题对铁生锈的条件进行了探究，考查了铁生锈需要与水和空气同时接触、盐

溶液能够加速铁锈蚀等知识点，题目较简单，解题时需要通过对比不同试管内的实验条

件和实验现象，进一步分析得出实验结论。

2.(2021秋•泰安期末)某学习小组对铁锈蚀进行探究。

【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？

【查阅资料】

(1)氯化钙固体可作干燥剂。

(2)一定条件下，碳可加快铁的锈饨，但碳本身不参加反应。

【设计与实验】

实验一：定性探究铁锈蚀的因素

取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表I。

包有无氧叠偌水配制

氮

化

植

钙

的

物

棉

花

油

1的饱和溶液

表1

试管一周后现象

铁钉表面有一层铁锈

B铁钉表面无明显变化

C铁钉表面无明显变化

D铁钉表面有较厚铁锈

（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是铁与水和空气（氧气）发生

化学反应。

（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与氯化钠有关。

（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快

铁的锈蚀。写出用盐酸除铁锈的化学方程式Fe2O3+6HCl=2FeC13+3H2O。

实验二：影响铁的锈蚀速度的因素。

（1）该小组用图甲装置进行探究铁的锈蚀的实验（量筒内的铁丝绒的量充足），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40（填“40”

或“10”）mL刻度处。

（2）小强同学进行如图2拓展探究实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按图乙安装装

置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况

如表。小强同学的实验是探究国度-因素对铁钉锈蚀快慢的影响，结论是温度在10〜

50℃的范围内，温度越高，铁钉锈蚀的速度越快.

温度/℃1020304050

铁钉质量增加值0.020.040.080J60.18

【考点】探究金属锈蚀的条件.

【专题】科学探究.

【分析】实验一：（1）根据铁生锈需要的条件和实验现象考虑。

（2）根据A、D实验设计中的变量因素考虑。

（3）根据铁锈具有疏松多孔的结构和铁锈和盐酸反应生成氯化铁和水考虑。

实验二：（I）根据空气中氧气的含量进行分析。

（2）根据表格中不同温度下铁钉的增重规律考虑。

【解答】解：实验一：（1）A中铁钉同时和水和空气（氧气）接触，B中没有空气（氧

气），C中没有水，A中铁钉表面有一层铁锈，B、C中铁钉没有生锈，说明铁生锈是铁

与空气（氧气）和水共同作用的结果，故答案为：水和空气（氧气）。

（2）分析A、力实验可知，D实验比A实验多了氯化钠这个变量，D中铁钉比A中铁

钉生锈严重，则说明铁生锈除与空气（氯气）和水有关外，还与氯化钠有关，故答案为:

氯化钠。

（3）铁锈具有疏松多孔的结构，能够吸附空气和水分，加快了快的生锈过程；盐酸可以

除去铁锈，生成氯化铁和水，反应的化学方程式为F02O3+6HCI=2FeQ3+3H2O；故答案

为：铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀；Fe2O3+6HCl=

2FeC13+3H2Oo

实验二：（I）根据甲图分析可知，量筒内封闭的空气的体积是50mL,空气中氧气含量约

_1

占5,当氧气被铁丝绒生锈完全消耗掉后，量筒内还剩40mL气体，实验几天后水面最

终处于约40mL刻度处，故答案为：40.

（2）根据表中数据分析可知，随着温度的升高，相同时间内铁钉的增重变大，即随着温

度的升高，相同时间内铁钉生锈的速度越快，说明铁生锈的速度与温度有关；故答案为:

温度；温度在10〜501的范围内，温度越高，铁包锈蚀的速度越快。

【点评】铁生锈条件的探究是中考的热点和重点之一，解题的关键是熟知铁生锈的条件,

即铁生锈是铁和氧气和水共同作用的结果。

3.（2021秋•福清市期末）每年因铁的生锈而造成金属资源的巨大浪费。以下是化学兴趣小

组探究铁锈蚀的条件。

（1）生活中我们经常看到户外铁制栏杆生锈，推测铁的锈蚀与氧气、水有关，

（2）兴趣小组根据推测设计如下实验方案。

gs

一

—

ABCDEF

①如图实验B（填标号）试管最符合生活中铁制品所处环境。

②探究铁锈蚀条件最优方案组合是ABF（填标号），请说明排除其它试管的理由实

验C铁钉浸没在水中，氧气不易溶于水，水中溶解极少氧气，BC不能作对比实验（选

1支试管说明理由）。

（3）上述实验证明铁锈蚀需要接触空气，但是否与空气中的氧气发生作用无法证明。兴

趣小组讨论后用下列装置证明铁锈蚀与氧气有关。（实验中铁粉均足量）

用食盐水

润湿的碳

…k粉、铁粉

\.?混合物

H装置中能证明铁锈蚀与氧气有关的实验现象是铁粉由黑色变成红色，钟罩内情面上

乏L，与H图比较，I图的实验设计优点是节约药品。与J图相比，H、I图实验设计

方案共同的不足是反应时间长。

（4）兴趣小组在课堂上展示如图J实验方案，确定氧气是铁锈蚀的必要条件，且在有氯

化钠、碳粉等物质的作用下更易锈饨，并通过相应现象计算出空气中氧气体积分数以及

铁生锈需要水、氧气同时接触的事实。

（5）请你写出生活中具体一种铁制品的防锈措施刷漆（合理即可）.

【考点】探究金属锈蚀的条件；金属锈蚀的条件及其防护.

【专题】科学探究.

【分析】（1）根据铁生锈的条件是铁同时和氧气、水接触分析。

（2）根据控制变量法分析。

（3）能证明铁锈蚀与氧气有关的实验现象是：铁粉日黑色变成红色，钟罩内液面上升：

根据装置特点分析。

（4）根据题干信息分析。

（5）根据铁制品的防锈措施分析。

【解答】解：（1）铁生锈的条件是铁同时和氯气、水接触，生活中我们经常看到户外铁

制栏杆生锈，推测铁的锈蚀与氧气、水有关；

（2）①上图实验B试管最符合生活中铁制品所处环境，与水和氧气同时接触；

②利用控制变显法探究铁生锈的条件：ABF,理由：AB作对比可知铁生锈需要水，BF

作对比可知铁生锈需要氧气：实验C铁钉浸没在水中，氧气不易溶于水，水中溶解极少

氧气，BC不能作对比实验；

（3）铁与氧气、水反应生成铁锈，试验中铁粉足量，装置H中氧气被完全消耗，H装置

中能证明铁锈蚀与氧气杓关的实验现象是：铁粉由黑色变成红色，钟罩内液面上升，与

H图比较，I图的实验设计优点是节约药品；食盐水浸湿的碳粉能加快铁粉锈蚀的速率，

与J图相比，H、I图实验设计方案共同的不足是反应时间长：

（4）兴趣小组在课堂上展示如图J实验方案，确定氧气是铁锈蚀的必要条件，且在有氯

化钠、碳粉等物质的作用下更易锈蚀，并通过相应现象计算出空气中氧气体积分数以及

铁生锈需要水、氧气同时接触；

（5）铁生锈的条件是铁同时和氧气、水接触，防止铁生锈的原理：隔绝空气隔绝水，生

活中具体一种铁制品的防锈措施是刷漆。

故答案为：（1）氧气；水；

（2）①B；②ABF；实验C铁钉浸没在水中，氧气不易溶于水，水中溶解极少氧气，

BC不能作对比实验；

（3）铁粉由黑色变成红色，钟罩内液面上升；节约药品；反应时间长；

（4）铁牛锈需要水、氧气同时接触：

（5）刷漆（合理即可）。

【点评】本题考杳了铁生锈的条件及防锈措施，完成此题，可以依据题干提供的信息结

合物质的性质进行。

4.（2021秋•尧都区期末）青铜器是我国商周时期最具代表性的物质遗存，是传承中华早期

文明的艺术瑰宝。青铜是铜与其他金属的合金，因器物表面氧化而生成的铜锈多呈青绿

色而得名“同学们对占代青铜的冶炼和铜锈的形成产生了兴趣，开启了探究学习之旅.

活动一：了解古代青铜的冶炼方法

【查阅资料】商代早期用火法炼制青铜。先把选好的矿石加入熔剂，再放在炼炉内，燃

木炭熔炼，等火候成熟，取精炼铜液，弃去炼渣，即得初铜。初铜再经提炼获得纯净的

红铜。红铜加锡、铅熔成合金，得到青铜。

【交流讨论】红铜制青铜的过程中，发生物理变化,青铜能制成青铜器，说明青铜具

有的性质是延展性（填条）。

活动二：探究铜生锈的条件

【信息检索】铜锈是绿色的，俗称铜绿，主要成分是碱式碳酸铜［Cu2（OH）2co3>

【做出猜想】铜生锈可能与空气中的氧气有关外，还可能与二氧化碳、水有关,做出

此猜想的理论依据是质量守恒定律。

【进行实验】实验小组同学取完全相同的铜片，并打磨光亮。设计了如图所示的四个实

验并持续观察。

编①②③④

号

实1三I

验除去二氧除去氧自

.一空二._空£

一化碳的空白•一的空气

干燥剂加

蒸福水-H蒸储水-i蒸储水-B

现铜片表面有绿色无明显现象无明显现象无明显现象

象物质

【实验分析】对比实验①