D_2019年中考化学总复习冲刺高频考点金属锈蚀的条件探究题(word版有答案)

【拓展与应用】
小明发现从不同地点收集到的两个铜器（一个是纯铜做的，一个是青铜做的）中，纯铜器的铜绿比
青铜少，他据此分析认为青铜比纯铜易锈蚀，小明的发现是否全面？请你说明理由。
。
Ⅱ探究铜绿与盐酸的反应
实验小组取少量锏绿于装置①中，往长颈漏斗中倒人稀盐酸，观察到有气泡冒出。为检验该气体
是否为 CO2，应往装置②（图三）中装入适量的澄清石灰水，气体应从
①写出标有序号的仪器名称；a
；
②实验室选用装置 A 制取氧气，该反应的化学方程式为：
；用装置 D 收集
氧气，等到
时开始收集，若用装置 C 收集氧气时，其验满方法是
。
（2）铜片长时间露置在空气中表面会产生铜绿，为了弄清铜生成铜绿的条件及铜绿的某些性质，某
实验小组进行了如下探究：
Ⅰ．探究铜生成铜绿的条件
【实验步骤】
（1）按图 1 所示装配仪器并装好试剂（装置气密性良好），观察试管①和②中铁钉的生锈情况。
（2）打开分液漏斗活塞，直至试管①中一半的冷却的沸水排入试管②时（如图 2 所示），停止实验。
观察试管③和④中铁钉的生锈情况。
【实验现象】
试管①和②中的铁钉不生锈，试管③和④中的铁钉生锈，且试管同③比试管④中的铁钉生锈严重。
等物质共同作用才会生锈，因此发热剂才会发热。
实验二：探究影响铁生锈速率的因素。
【查阅资料】暖足贴主要成份为：铁粉、活性炭、水、食盐等物质，铁粉生锈，发生氧化反应放出
热量。
【猜想与假设】
猜想一：活性炭能加快铁粉氧化的速率
猜想二：食盐能加快铁粉氧化的速率
（2）请你帮助设计实验方案验证两个猜想：
提供器材：铁粉、水、活性炭、食盐、试管若干、温度计 3 只、砂表等，请简要写出实验方案：
【实验分析】
（1）锥形瓶内发生反应的化学方程式为
。
（2）如图 3 要实现“试管①中一半的冷却沸水排入试管②”，带 a、b 导管的橡皮塞可选择
。
（3）如图 4 是实验后试管③中的铁钉，其中生锈最严重的是
（选填 a、b 或 c） 处。
（4）试管③中的铁钉比试管④中的铁钉生锈严重的原因是
。
（5）要对比铁生锈需要水，应选择图 1、图 2 实验中试管的编号是
用水润湿，等分成三等份，分别放入三支敞口的试管中，标号为①②③，其中②中加入少量活性炭，
③中加入少量食盐，各插入一个温度计，用砂表记录相同时间内，温度变化情况和铁生锈的速度；
通过食盐得出，猜想二正确；
2、世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的 20%-40%，某科学小组想对铁生锈进行
探究。
（4）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是
（填“放热”或“吸
热”）过程。
（5）实验开始一段时间后，量筒内的水会沿着导管进入集气瓶内，原因是
。
（6）从数据表上可以得出结论有
（写任意两点）。
（7）影响金属锈蚀的因素除了上述的以外还有哪些其他因素
，请设计实验证明其
中一种因素
。
【答案】
解：（1）A 试管中，将铁钉完全浸没在蒸馏水中后，在水面上放一层植物油，防止空气中的氧气进
或“b”）进入，当出现
的现象时，证明该气体为 CO2。
【答案】
端（填“a”
解：（1）①由图示可知，仪器 a 的名称是酒精灯；
②实验室选用装置 A 制取氧气，属于加热固体制取氧气，可选用加热高锰酸钾制取氧气，该反应的
化学方程式为：2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；用装置 D 收集氧气，属于排水法收集氧气，等到气泡 连续均匀冒出时开始收集，若用装置 C 收集氧气时，由于氧气有助燃性，其验满方法是：把带火星 的木条放在瓶口、若木条复燃证明已集满。 （2）Ⅰ．【查阅资料】铜绿受热会分解成三种氧化物，分解的化学方程式为：Cu2（OH）
入水中，控制了氧气这个条件；故填：防止空气中的氧气进入水中；
（2）气体的溶解度随着温度的升高而减小，所以将蒸馏水煮沸的目的排出水中溶解的氧气；故填：
排出水中溶解的氧气；
（3）A 试管中，将铁钉完全浸没在蒸馏水中后，在水面上放一层植物油，防止空气中的氧气进入水
中，控制了氧气这个条件。经过一周后，三个实验的现象是：B 试管中，铁钉生锈；A 试管和 C 试 管中，铁钉没有生锈；因此铁生锈是铁、氧气和水共同作用的结果。故填：铁与氧气、水同时接触；
金属锈蚀的条件探究题
1、“暖足贴”利用铁氧化生锈时会放热的原理从而达到给人局郎热敷的作用，具有一贴即热，快速 热敷的作用，深受大众的喜爱。图甲是某品牌“暖足贴”的图片。某科学兴趣小组的同学设计实验， 探究铁生锈的条件和影响铁生锈速率的因素如图乙。 实验一：探究铁生锈的条件。
（1）由实验现象可知，铁要与
。
【答案】
解：（1）由实验现象可知，铁要与氧气和水蒸气等物质共同作用才会生锈，因此发热剂才会发热；
故答案为：氧气和水蒸气；
（2）探究影响铁生锈速率的因素，实验方案：铁粉用水润湿，等分成三等份，分别放入三支敞口的
试管中，标号为①②③，其中②中加入少量活性炭，③中加入少量食盐，各插入一个温度计，用砂
表记录相同时间内，温度变化情况和铁生锈的速度；通过实验得出，猜想二正确；故答案为：铁粉
，理由是
。
③小明同学用一种简便易行的物理方法也达到了目的，他的做法是
。
【答案】
解：（1）①要证明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，就要看铁分别在隔绝空 气、隔绝水的条件下，和暴露在有水和空气的条件下的不同，得出结论。所以必须全面观察试管 ABC 发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论； ②由图示可知，试管 D 和 E 实验的目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中铁的锈蚀情况，同学 们进一步探究加快铁锈蚀的因素，他们必须全面观察试管 ADE 发生的现象； ③根据生锈的条件，可得出防止铁制品生锈的建议：喷涂油漆，涂防锈油等；工人师傅在焊接钢铁 制品时，通常先用稀盐酸清洗钢铁制品，原因是铁锈的主要成分氧化铁能与稀盐酸反应生成了氯化 铁和水，反应的化学方程式是：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O； （2）铁能与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜，说明了铁的金属活动性大于铜，反应的化学方程式是： Fe+CuSO4═FeSO4+Cu； （3）①在方案①中铁能与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜，有关反应的化学方程式是： Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。 ②以上两个实验方案中，你选择的是②，理由是铁与硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面，有可能 反应进行的不彻底，铁与硫酸反应生成的硫酸亚铁是易溶于水的物质，反应进行的彻底。 ③由于铁能被磁铁吸引，小明同学用一种简便易行的物理方法也达到了目的，他的做法是用磁铁吸 引。 答案：（1）①ABC；②ADE；③喷涂油漆，涂防锈油等，Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O； （2）探究铁、铜金属活动性，Fe+CuSO4═FeSO4+Cu （3）①Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；②，②，铁与硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面，有可能反应进 行的不彻底，铁与硫酸反应生成的硫酸亚铁是易溶于水的物质，反应进行的彻底。③用磁铁吸引 6、金属材料是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类物质，金属的腐蚀又给社会和家庭带来巨 大的经济损失。据此，某学校化学兴趣小组对铁生锈的条件及其快慢进一步展开探究。
读数以及所需时间如表：
序号
铁粉/g
炭粉/g
NaC 质量 量筒起始 量筒最终 所需时间 分数/% 读数/mL 读数/mL /s
①
2.0
2.0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
100
60
约 190
②
2.0
2.0
5
100
60
约 140
③
2.0
2.5
5
100
60
约 160
④
2.0
2.5
10
100
60
约 175
⑤
2.0
2.5
15
100
60
约 185
【实验探究】探究一：铁钉锈蚀条件：如图 1 所示，取 3 根粗细、长度均相同的 光亮细铁钉，其中
两根放入经煮沸迅速冷却的蒸馏水中，A 试管上方加一层 植物油；C 试管中的铁钉放在干燥的空气
中，加盖密封。一段时间后观察到：A、C 中铁钉都没有生锈，而 B 中铁钉生锈。根据探究回答下列
问题。
（1）A 试管中加植物油的作用
③根据生锈的条件，请提出两条防止铁制品生锈的建议：
，
；
工人师傅在焊接钢铁制品时，通常先用稀盐酸清洗钢铁制品，原因是
（用化学
方程式表示）
（2）图乙实验的目的是
；发生反应的化学方程式为
。
（3）为除去铜屑中的少量铁屑，同学们设计了以下两个实验方案：
①写出方案①中有关反应的化学方程式
。
②以上两个实验方案中，你选择的是
。
（2）将蒸馏水煮沸的目的：
。
（3）分析 A、B、C 试管中铁钉的锈蚀情况，由此可以得出铁制品锈蚀的条件
。
【实验探究】探究二：铁粉腐蚀的影响因素探究如图 2 所示，将包有样品潮湿的滤纸包用大头针固
定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶（容积为 200mL）。当温度恢
复至室温，且量筒内液面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零），记录起始和最终量筒的
（4）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是放热过程；故填：放热； （5）铁锈蚀消耗了装置内的氧气，造成装置内的压强减小，在外界大气压的作用下，量筒内的水会 沿着导管进入集气瓶内；故填：广口瓶中氧气消耗，导致气压减小； （6）由表中的数据可知，氯化钠溶液能够促进铁生锈；氯化钠质量分数相等时，铁粉和炭粉质量比 是 1：1 时，铁生锈速率较快；故填：氯化钠溶液能够促进铁生锈；氯化钠质量分数相等时，铁粉和 炭粉质量比是 1：1 时，铁生锈速率较快； （7）影响金属锈蚀的因素除了上述的以外还有温度、氧气浓度等，探究氧气浓度对金属锈蚀因素的 影响可设计如下实验：取相同的铁钉放入试管中，加入等体积的水浸泡铁钉，在试管内通入不同浓 度的氧气，然后观察铁钉生锈所用的时间；故填：温度、氧气浓度等；取相同的铁钉放入试管中， 加入等体积的水浸泡铁钉，在试管内通入不同浓度的氧气，然后观察铁钉生锈所用的时间。 3、如图是探究铁生锈条件的实验装置图。（本实验使用的仪器均已干燥，且锥形瓶体积较小，忽略 锥形瓶内原有空气对实验的影响）
故答为：（1）①酒精灯；②2KMnO4 瓶口、若木条复燃证明已集满。
K2MnO4+MnO2+O2↑；气泡连续均匀冒出，把带火星的木条放在
（2）Ⅰ．【查阅资料】Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2，+2。
【猜想与假设】质量守恒定律。 【设计与实验】D。 【评价与改进】氧气和二氧化碳。 【实验结论】二氧化碳和水。 【拓展与应用】不全面，因为不同地点空气成分的含量不同，无法比较。 Ⅱ、b，浑浊。 5、某化学兴趣小组的同学们学习了金属的性质后做了如下探究，请你回答下列问题。 （1）用如图甲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）
实验如图二所示（所用铜片洁净、光亮，试管内的“ ”为铜片）：
实验较长时间后，发现
试管中铜片最先生锈（填字母编号）。
【评价与改进】小组讨论后发现
实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是：Cu 和
（写出试管中需要的物质）。
【实验结论】铜绿是铜与氧气及
共同作用而形成的。
2CO3 2CuO+H2O+CO2，在 Cu2（OH）2CO3 中，由于氢氧根的化合价为-1 价，碳酸根的化合价为-2 价，
由化合价原则可推出铜元素的化合价为+2 价。 【猜想与假设】据查阅的资料和空气中含有成分的性质，实验小组依据质量守恒定律定律进行判断， 铜锈蚀与氮气、稀有气体无关。 【设计与实验】实验较长时间后，发现 D 试管中铜片最先生锈，因为 D 试管中的铜与氧气、水和二 氧化碳充分接触，容易生锈。 【评价与改进】上图知实验缺少了把铜片置于装有干燥空气（或氧气和二氧化碳）的试管中，所以 要补充的一个实验是：把铜片置于装有干燥空气（或氧气和二氧化碳）的试管中，放置对比观察。 【实验结论】由上述实验的过程和现象可知，铜绿是铜与氧气及二氧化碳和水共同作用而形成的。 【拓展与应用】因为不同地点空气成分的含量不同，无法比较。所以小明的分析不全面。 Ⅱ、由于二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，为检验该气体是否为 CO2，应往装置②（图三）中装入 适量的澄清石灰水，气体应通入石灰水中所以应从 b 端进入，当出现浑浊的现象时，证明该气体为 CO2。
①小张同学认为，试管 A 发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的
结果。小李同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管
（填试管编号）发生的
现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。
②同学们进一步探究加快铁锈蚀的因素，他们必须全面观察试管
（填试管编号）发
生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出结论。
【查阅资料】铜绿的化学式是 Cu2（OH2）CO3，它受热会分解成三种氧化物。
铜绿分解的化学方程式为
，Cu2（OH）2CO3 中铜元素的化合价为
价。
【猜想与假设】据查阅的资料和空气中含有成分的性质，实验小组依据
定律进行判
断，铜锈蚀与氮气、稀有气体无关。【设计与实验】同学们设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，
。
（6）该实验中，若用“锌粒”代替“二氧化锰”，用“稀硫酸”代替“双氧水”，结合对比图 1、
图 2 各试管中的铁钉生锈情况，
（填“能”或“不能”） 得出铁生锈需要的条件。
【答案】 解：（1）过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；故答案为：2H2O2
2H2O+O2↑； （2）如图 3 要实现“试管①中一半的冷却沸水排入试管②”，带 a、b 导管的橡皮塞可选择 A，这样 能把冷却的废水排出；故答案为：A； （3）如图 4 是实验后试管③中的铁钉，其中生锈最严重的是 b，因为 b 点铁与氧气和水充分接触； 故答案为：b； （4）试管③中的铁钉比试管④中的铁钉生锈严重的原因是：与氧气接触更充分；故答案为：与氧气 接触更充分； （5）要对比铁生锈需要水，应选择图 1、图 2 实验中试管的编号是：②和④；故答案为：②和④； （6）该实验中，若用“锌粒”代替“二氧化锰”，用“稀硫酸”代替“双氧水”，结合对比图 1、 图 2 各试管中的铁钉生锈情况，能得出铁生锈需要的条件；故答案为：能； 4、（1）根据所学知识并结合如图一所示的装置回答下列问题。