7实验：探究铁生锈的条件

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o 专题：探究铁生锈的条件

探究铁生锈条件是考试热点之一。在课本实验的基础上进行拓展和创新已成为新的中考命题趋势。【知识点睛】1 实验探究

实验装置

实验现象

几天后观察，A 试管中铁钉生锈，在水面附近锈蚀严重，B 、C 试管中的铁

钉没有生锈。

实验分析A 试管中的铁钉同时跟水、氧气接触而生锈；B 试管中的铁钉只与水接触不

生锈；C 试管中铁钉只与干燥的氧气接触不生锈。实验结论

铁生锈的主要条件是与水和氧气同时接触。

2 铁生锈的实质和影响因素

①探究铁生锈的条件时采用经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，目的是赶走水中溶解的氧气；再

加上植物油来隔绝氧气。

②环境中的某些物质会加快铁的锈蚀，如与食盐溶液接触的铁制品比不接触的铁制品生锈更快。

③铁生锈的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程（缓慢氧化）。反应过程相当复杂，最终生成物铁锈是一种混合物。铁锈（主要成分：232e O O F nH A ）为红棕色，表面疏松多孔，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等接触，最终导致铁全部被锈蚀。

【例题精讲】

例1

为了探究金属铁生锈的条件，有同学设计并进行了如图所示4组实验，将相同规格光亮的铁钉同时放入下列装置中进行实验，试回答下列问题：

a

n d

A

l l t h i n

g s

（1）一段时间后，铁钉无变化的是________________（填写字母，下同）；

（2）整个过程中铁钉表面没有铁锈出现，但质量发生变化的是__________；

（3）同时结束实验后，将铁钉取出烘干、称重，其质量由大到小的顺序为_______；（4）要探究铁生锈的条件，上述实验还不够完善，还需要补充的一个实验是______.☞解析

☞答案：：（1）D ；（2）A ；（3）CBDA ；（4）将铁钉置于干燥空气中例2

铜片在潮湿的空气中久置，表面会产生绿色的铜锈。某小组同学

设计并进行实验，探究铜生锈的条件。

【猜想与假设】常温下，铜生锈可能与O 2、CO 2、水蒸气有关。【进行实验】通过控制与铜片接触的物质，利用右图装置（铜片

长

8cm ，宽1cm ，试管容积为20mL ），分别进行下列7个实验，并持续观察30天。

编号主要实验操作实验现象

1充满纯净的O 2

2充满纯净的CO 2

3充满经煮沸并迅速冷却的蒸馏水

4加入蒸馏水5mL （液面未浸没铜片），再充满O 2

5加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水5mL ，再充满CO 26充入10mLO 2，再充入10mLCO 2

铜片均无明显变化

7

加入蒸馏水5ml ，再依次充入10mL CO 2和10mLO 2

铜片生锈，且水面附近锈蚀最严重

【解释与结论】

（1）实验3中，要使用经煮沸并迅速冷却的蒸馏水，原因是___________________。（2）实验5的目的是______________________________。

A

l l t h i n

g （3）通过上述实验，得出铜生锈的条件是_________________________________。【反思与评价】

（4）请写出一种防止铜制品锈蚀的方法_________________________。

（5）查阅资料可知，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，化学式为Cu 2(OH)2CO 3。由此，你认为上述实验中只需进行实验____________（填实验编号），就可探究出铜生锈条件，理由

是____________________________________________。

（6）与以上进行的实验对比，你认为铜片在通常状况的空气中，生锈非常缓慢的原因可能

是______________________________________。☞解析

☞答案：（1）除去水中溶解的氧气

（2）探究铜生锈是否是H 2O 与CO 2共同作用的结果（其他答案合理给分）

（3）需O 2、CO 2、水蒸气同时存在（4）涂油（其他答案合理给分）

（5）5和7碱式碳酸铜的化学式中含有碳、氢元素，由元素守恒可知，铜生锈的过程中一定

有CO 2与H 2O 参加反应，故只需要进行实验5和7即可知道铜生锈条件是否需要O 2的参加。

（6）空气中O 2、CO 2、水蒸气的含量较低

【练习】

1某同学为了探究铁钉生锈条件，设计了如下实验。

序号

①②

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 型管左侧液面上升，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 型管左侧液面上升，右侧液面下降”的原因是___________________。

2 铜片在空气中久置表面会变绿。某小组同学设计并进行实验，探究铜变绿的条件。【查阅资料】

a r

e g

（1）铜绿的成分是碱式碳酸铜[Cu 2(OH)2CO 3]，碱式碳酸铜能够与盐酸反应。（2）浓硫酸具有吸水性，可以作为一些气体的干燥剂。

【猜想与假设】常温下，铜片变绿可能与O 2、CO 2、水蒸气有关。【进行实验】利用下图1装置分别制取并收集气体于试管中，制取气体原理及收集气体等操作见下表。将收集好的气体，用图2所示装置进行4个实验，通过控制与铜片接触的物质，进行实验并持续观察实验现象。编号主要实验操作

实验现象

1甲中盛有过氧化氢溶液和二氧化锰，收集一试管气体

铜片始终无明显变化2

甲中盛有大理石和稀盐酸，收集一试管气体

铜片始终无明显变化

3

甲处先用过氧化氢溶液和二氧化锰反

应收集半试管气体，再换盛有大理石和稀盐酸的装置，继续收集至一试管气体

一段时间后铜片变绿

4

甲处先用过氧化氢溶液和二氧化锰反

应收集半试管气体，再换盛有大理石和稀盐酸的装置，继续收集至一试管

气体，并向试管中加入适量浓硫酸

铜片始终无明显变化

【解释与结论】

（1）实验1的目的是验证_______________________。

（2）实验2制取气体反应的化学方程式为_______________________。

（3）得出“铜片变绿一定与O 2有关”的结论，依据的两个实验是_________（填编号）。

（4）实验4中，试管内的气体主要含有__________________。

（5）上述实验可推知，铜片变绿的条件是__________________。

【讨论与交流】

（6）同学们猜想碱式碳酸铜与盐酸反应有二氧化碳生成，证明此猜想所需试剂是_________。

3．镁条在空气中久置表面会变黑，某小组同学设计并进行实验，探究镁条变黑的条件．【查阅资料】常温下，亚硫酸钠（Na 2SO 3）可与O 2发生化合反应．