探究鐵的銹蝕條件-中考化學必考實驗

探究鐵的銹蝕條件

1.實驗原理

鐵與空氣中的氧氣、水等物質(zhì)發(fā)生化學反應，生成鐵銹(主要成分FeQ,)。

2.鐵生銹實驗

鐵釘與空氣和氯

鐵釘在干燥的空氣鐵釘全部在蒸儲水鐵釘與空氣和

條件化鈉溶液同時接

中中蒸緇水同時接觸

觸

?/1‘

1＞干燥劑氯

(無水氯蘿L物油化

/鐵釘鐵

化鈣)■鈉

、

/鐵釘/蒸釘/

溶

圖示一鐵釘一屆二

-蒸餡水.液

1L空氣111

(

①②③S)

生銹

不生銹不生銹易生銹最易生銹

程度

(1)通過①③對比可知，影響鐵生銹的因素是水

(2)通過②③對比可知，影響鐵生銹的因素是空氣(或氧氣)

結(jié)論由此可知，鐵生銹的條件是鐵與水和空氣(或氧氣)同時接觸

(3)通過③④對比可知，鹽溶液的存在會加快鐵的銹蝕。止匕外，鐵的銹蝕還與鐵

的純度、環(huán)境的溫度及環(huán)境的酸堿性等有關

【溫馨提示】(1)植物油的作用是隔絕空氣(或氧氣)；

(2)實驗開始前，需用砂紙打磨鐵釘?shù)谋砻妫淠康氖浅ヨF釘表面的氧化物和污物。

(3)實驗中所用的水是經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸儲水，煮沸的目的是除去水中溶解的氧氣,迅

速冷卻的目的是減少或防止空氣中的氧氣溶于水，從而排除氧氣的干擾。

(4)防止鐵制品銹蝕的原理是隔絕氧氣或隔絕水。

3.鐵在密閉容器里生銹引起氣壓變化

在密閉容器里，鐵生銹消耗氧氣，冷卻到室溫后，引起密閉容器內(nèi)氣壓減小。根據(jù)此原理

可用來測定空氣中氧氣的含量。

如圖所示，一段時間后，現(xiàn)象是：圖1中試管內(nèi)液面上升，圖2中U形管中液面左高右低。

2.鐵生銹原理的應用:

（1）雙吸劑一一鐵粉可用于食品保存，其原理是：鐵生銹時能除去水分0

5鐵絲球

和氧氣，可防食品受潮和氧化變質(zhì)?！?/p>

（2）右圖的實驗中，一段時間后將看到的現(xiàn)象是：鐵絲球生銹了，水進入

試管中約占空氣體積的"5原因是：鐵與水和氧氣反應生銹時把氧

水

氣反應掉了，使試管內(nèi)氣體減少，壓強小于外界大氣壓，水進入試管

內(nèi)補充氧氣的體積。

3.金屬防銹方法：

（1）防止鐵生銹的原理是：隔絕氧氣和水;

（2）常用的防銹方法有：保持潔凈和干燥、涂油、刷油漆（或噴漆）、鍍銘、在表面形成致

密氧化膜、制成耐腐蝕合金。

（3）結(jié)合生活常識判斷出下列物質(zhì)常用的防銹方法：菜刀、農(nóng)機具：保持潔凈和干燥;手

術刀、炊具：制成耐腐蝕合金;鐵柜、欄桿：刷油漆;機器零件等：途迪；汽車、輪船、飛

機：噴漆；門把手、水龍頭：鍍螫；鋸條上的烤藍：形成致密氧化膜。暖氣片表面刷的銀粉

實際上是鋁粉。

4.保護金屬資源的方法:

（1）保護現(xiàn)有金屬資源的方法主要有：防止金屬生銹、合理開采現(xiàn)有金屬資源、廢舊金屬

回收再利用、尋找金屬代用品。

（2）鉛、鎘、汞、銅等重金屬及重金屬鹽往往是有毒的。如有毒的硫酸銅可少量用于游泳

池殺菌但不能用于自來水殺菌；使用含鉛汽油、不合理使用含鎘的化肥農(nóng)藥、亂扔含汞電池

等會污染水和土壤;所以回收廢舊金屬的意義是防止污染環(huán)境又節(jié)約金屬資源。

2

1.（2022年陜西省中考B卷）如圖所示，將兩枚光亮的鐵釘分別用細線吊置于甲、乙中,

并使部分鐵釘露出液面。放置一段時間，出現(xiàn)了銹蝕。下列說法不正確的是（）

A.甲、乙中，氣體含氧氣的體積分數(shù)不相等

B.甲中，鐵釘在植物油內(nèi)的部分沒有銹蝕

C.乙中，鐵釘在水面下的部分銹蝕最嚴重

D.丙中，導管內(nèi)上升一段水柱

2.（2022年山東省泰安市中考）根據(jù)下列實驗方案進行實驗，能達到相應實驗目的的是（）

序

ABCD

號

實

一

煤

干

驗

植

干

氣

煮沸

空

_冷

的

物

過_

方_

昱

僧

燒

蒸

油

水

杯

案m

實

驗探究鐵生銹的條探究蠟燭中是探究不同溶劑中

測定空氣中氧氣的含量

目件否含有氧元素物質(zhì)溶解性強弱

的

A.AB.BC.CD.D

3.（2022年四川省涼山州中考）實驗是學習化學的基礎。下列裝置所示的實驗操作正確且

能達到實驗目的的是（）

A.用NaHCO,溶于水驗證質(zhì)量守恒定律B.蒸發(fā)食鹽水

3

4.（2022年甘肅省武威市中考）豐富多彩的中華文物銘刻著中華文化的脈絡、記錄著中華

文明的傳承。

⑴認識文物：青銅是銅與錫的合金。青銅硬度（填“大于”或“小于”）鈍銅。

（2）文物銹蝕：漢代鐵剪銹透斑斑（如圖所示），其銹蝕是鐵與空氣中的發(fā)生化學反應

的結(jié)果。

⑶文物修復：含六偏磷酸鈉【化學式為（NaPOjJ的敷貼可使青銅器表面附著的土壤硬結(jié)

物軟化清除，該物質(zhì)中磷元素的化合價為。去除文物上鐵銹的步驟之一是將鐵銹的主

要成分（Fe2OJ用氫氣在一定溫度下還原成氧化亞鐵，該反應的化學方程式為。

5.（2022江蘇鹽城市東臺市一模）自然界并不缺少“鎂”，而是缺少發(fā)現(xiàn)“鎂”的眼睛。某化

學興趣小組開啟尋“鎂”之旅。

第一站：初步認識鎂

（1）鎂是一種________色的固體，質(zhì)軟，有導電性。

（2）將2根打磨光亮的鎂條分別放入等質(zhì)量、等質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸和稀硫酸中，充分反

應后鎂條有剩余，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量____o

A.相等B.與稀鹽酸反應放出的氫氣多

C.無法判斷D.與稀硫酸反應放出的氫氣多

第二站：制備金屬鎂

4

溶液

Mg（OH）：

沉淀

（1）為了使鎂離子沉淀下來，充分利用當?shù)氐呢悮ぃㄖ饕煞譃镃aCO.）資源獲得試劑

①，其化學式為—o

（2）加入試劑①后，能夠分離得到Mg（OH）2沉淀的方法是（填標號字母）。

A.蒸鐳B.吸附C.結(jié)晶D.過濾

（3）向MgCk溶液中加入肥皂水，可能觀察的現(xiàn)象是=

（4）電解無水MgCL的反應屬于（填基本反應類型）。

第三站：再探金屬鎂

【提出問題】鎂與水是否發(fā)生反應？反應后的生成物是什么？

【查閱資料】70℃時Mg（OH）,在水中的溶解度很小，但溶于水的部分可以完全解離出M葭和

0H=

【實驗步驟】

（1）將打磨光亮的鎂條放入盛有70℃水的試管中（如下圖），發(fā)現(xiàn)鎂條表面有氣泡產(chǎn)

生。將收集的氣體點燃，產(chǎn)生淡藍色火焰，證明該氣體為o

上鎂條

1_70℃

眇的水

（2）向反應后的溶液中立即滴入2滴無色酚酷溶液，觀察到鎂條附近溶液，證明

溶液中生成0H\

【交流討論】（3）根據(jù)上述實驗，寫出鎂與熱水反應的化學方程式o

【拓展探究】

同學們又探究溫度對鎂與水反應速率的影響，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

反應溫度（°C）5055606570

收集50mL氣體所用時間（s）29525719612474

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，分析溫度對鎂與水反應速率的影響：o

（5）一段時間后，同學們觀察到鎂條表面不再有氣泡產(chǎn)生，鎂條表面失去光澤。但將表面

失去光澤的鎂條打磨后再次放入熱水中，發(fā)現(xiàn)又有氣泡產(chǎn)生，說明鎂與水反應變緩慢直至停

止的可能原因是___o

5

6.（2022年江蘇省揚州市中考）化學提升生活品質(zhì)，助力未成年人健康成長。

⑴揚州某中學的午餐食譜如圖：

紅燒獅子頭

水煮魚片

炒青菜、海帶湯

米飯、桔子

①合理膳食可增強體質(zhì)。下列說法不正確的是o

A.魚片含有豐富蛋白質(zhì)

B.淀粉可分解為氨基酸

C.適度補充油脂，有益身體健康

②若需補充維生素C,建議多吃食譜中（寫出一種即可）。

③食用加碘鹽可補充碘元素。下列說法正確的是o

A.人體中缺少碘元素，會導致骨質(zhì)疏松

B.除加碘鹽外，還可以通過食用海帶等海產(chǎn)品補充碘元素

C.加碘鹽中添加了碘酸鉀（KIOJ,淀粉可用于檢驗其中碘元素的存在

④學校正推行垃圾分類。餐后的食物殘渣應投入印有標識的垃圾箱。

可回收物|有害垃圾|廚余垃圾其他垃圾

RecyclableHarmfulwasteKitchenwasteOtherwaste

ABCD

⑵校服面料常用棉花、羊毛等混紡制成。棉花溶于水中（填“難”或“易）：生活

中常用法區(qū)分羊毛線和棉線。

⑶騎自行車屬于低碳生活新時尚。

①下列做法不屬于低碳生活方式的是

A.隨手關燈

6

B.舊書本循環(huán)利用

C.夏天將空調(diào)溫度調(diào)至最低

②下列做法不利于自行車防銹的是。

A.金屬部件鍍金屬銘

B.鏈條涂防銹油

C.雨淋后自然晾干

③鐵銹成分中含有氧化鐵（Fe。），寫出氧化鐵與稀硫酸反應的化學方程式

④某學生做了鐵的銹蝕實驗，裝置如圖。一段時間后可觀察到導管內(nèi)紅墨水的液面

（填“上升”或“下降”）

少量廢鐵屑和

3-4mL濃食鹽水

7

1.（2022年陜西省中考B卷）如圖所示，將兩枚光亮的鐵釘分別用細線吊置于甲、乙中,

并使部分鐵釘露出液面。放置一段時間，出現(xiàn)了銹蝕。下列說法不正確的是（）

A.甲、乙中，氣體含氧氣的體積分數(shù)不相等

B.甲中，鐵釘在植物油內(nèi)的部分沒有銹蝕

C.乙中，鐵釘在水面下的部分銹蝕最嚴重

D.丙中，導管內(nèi)上升一段水柱

【答案】C

【解析】

A、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧氣溶于水，只有植物油上部分銹蝕，而乙中鐵釘

水上水下都銹蝕，消耗更多的氧氣，所以氣體含氧氣的體積分數(shù)不相等，故A說法正確；

B、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧氣溶于水，鐵釘在植物油內(nèi)的部分因為沒有接觸

到氧氣而沒有銹蝕，故B說法正確；

C、乙中，鐵釘銹蝕最嚴重是水面接觸處，因為此處鐵釘與氧氣和水接觸最充分，故C說法

錯誤；

D、因為乙中鐵釘銹蝕消耗了氧氣，使裝置內(nèi)的壓強減小，產(chǎn)生了壓強差，在大氣壓的作用

下，將丙燒杯中水部分壓入導管中，故D說法正確。

故選Co

2.（2022年山東省泰安市中考）根據(jù)下列實驗方案進行實驗，能達到相應實驗目的的是（）

序

ABCD

號

8

實_碘》—0.5g?碘注利器少量銅粉

_■p-lI11111111111r壇1

植

煮沸t=L|'l"'......1■<_[[?

驗_T

過

的

淆

油

蒸

方整

水

工盡一水印沌

案U1匕10mL匕c,w

實

探究蠟燭

驗探究鐵生銹的條探究不同溶劑中物

中是否含測定空氣中氧氣的含量

目件質(zhì)溶解性強弱

有氧元素

的

A.AB.BC.CD.D

【答案】c

【解析】

A、鐵生銹是鐵與氧氣、水共同作用的結(jié)果，實驗中左側(cè)試管中鐵釘沒有與氧氣接觸不易生

銹，右側(cè)試管中鐵釘沒有與水接觸不易生銹，故無法通過對比探究出鐵生銹的條件；

B、在蠟燭的上方放置干冷的燒杯若燒杯中產(chǎn)生水霧，證明燃燒產(chǎn)生水，水由H、0組成，反

應物中有氧氣參與反應，氧氣中含有0,則證明蠟燭一定含有H,可能含有氧元素，故選項

說法錯誤；

C、將0.5g碘分別放入10ml的水與酒精中，兩個實驗中除了溶劑的種類不同，其余的量都

相同，則可以通過該實驗探究不同溶劑中物質(zhì)溶解性強弱；

A

2Cu+O22CuO

D、根據(jù)質(zhì)量守恒可知，32份質(zhì)量的氧氣完全反應需要128份質(zhì)量的銅，

12832

則完全消耗完玻璃管中的氧氣需要消耗大量的銅，則該裝置測定空氣中氧氣含量設計不合理；故

選Co

3.（2022年四川省涼山州中考）實驗是學習化學的基礎。下列裝置所示的實驗操作正確且

9

【答案】C

【解析】

A、碳酸氫鈉溶于水后沒有生成新物質(zhì)，屬于物理變化，質(zhì)量守恒定律是化學變化中的一種

規(guī)律，所以用NaHCOs溶于水不能驗證質(zhì)量守恒定律，選項錯誤；

B、蒸發(fā)食鹽水時，應邊加熱邊用玻璃棒攪拌，防止液體受熱不勻發(fā)生飛濺，圖中缺少玻璃

棒，選項錯誤；

C、由圖可知，左側(cè)試管中的鐵釘既能夠與空氣接觸，也能夠與水接觸，右側(cè)試管中的鐵釘

只能夠接觸空氣，不接觸水分，一段時間后，觀察到u型管中紅墨水左側(cè)液面上升，右側(cè)液

面下降，說明左側(cè)的鐵釘發(fā)生了銹蝕，證明水是鐵生銹的必要條件之一，選項正確；

D、碳與裝置中的空氣中的氧氣反應生成二氧化碳氣體，實驗后，裝置中剩余的氣體的體積

不變或變化較小，則實驗結(jié)果為零或偏小，選項錯誤，故選Co

4.（2022年甘肅省武威市中考）豐富多彩的中華文物銘刻著中華文化的脈絡、記錄著中華

文明的傳承。

⑴認識文物：青銅是銅與錫的合金。青銅硬度（填“大于”或“小于”）鈍銅。

⑵文物銹蝕：漢代鐵剪銹透斑斑（如圖所示），其銹蝕是鐵與空氣中的發(fā)生化學反應

的結(jié)果。

10

(3)文物修復：含六偏磷酸鈉【化學式為(NaPO。J的敷貼可使青銅器表面附著的土壤硬結(jié)

物軟化清除，該物質(zhì)中磷元素的化合價為o去除文物上鐵銹的步驟之一是將鐵銹的主

要成分(Fe2OJ用氫氣在一定溫度下還原成氧化亞鐵，該反應的化學方程式為o

【答案】⑴大于

(2)氧氣和水

一定溫度

(3)+5Fe2O3+H22FeO+H2O

【解析】

(1)合金比組成它的純金屬硬度大，青銅是銅與錫的合金。青銅硬度大于純銅；

(2)鐵生銹，是鐵與空氣中的氧氣和水發(fā)生了一系列的化學反應；

(3)六偏磷酸鈉中鈉元素顯+1價，氧元素顯-2價，設磷元素的化合價為x,根據(jù)化合物中，

正、負化合價的代數(shù)和為零，可得：(+1)+#(-2)X3=0,"+5；

氧化鐵與氧氣在一定溫度下反應生成氧化亞鐵，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應前后，元素的

種類不變，反應物中含氫元素，還應生成了水，該反應的化學方程式為：

一定溫度

尸02。3+H?IFeO+HjOo

5.(2022江蘇鹽城市東臺市一模)自然界并不缺少“鎂”，而是缺少發(fā)現(xiàn)“鎂”的眼睛。某化

學興趣小組開啟尋“鎂”之旅。

第一站：初步認識鎂

(1)鎂是一種________色的固體，質(zhì)軟，有導電性。

(2)將2根打磨光亮的鎂條分別放入等質(zhì)量、等質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸和稀硫酸中，充分反

應后鎂條有剩余，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量_____o

A.相等B.與稀鹽酸反應放出的氫氣多

C.無法判斷D.與稀硫酸反應放出的氫氣多

第二站：制備金屬鎂

II

（1）為了使鎂離子沉淀下來，充分利用當?shù)氐呢悮ぃㄖ饕煞譃镃aCO.）資源獲得試劑

①，其化學式為—o

（2）加入試劑①后，能夠分離得到Mg（0H）,沉淀的方法是（填標號字母）。

A.蒸鐳B.吸附C.結(jié)晶D.過濾

（3）向MgCl,溶液中加入肥皂水，可能觀察的現(xiàn)象是。

（4）電解無水MgCk的反應屬于（填基本反應類型）。

第三站：再探金屬鎂

【提出問題】鎂與水是否發(fā)生反應？反應后的生成物是什么？

【查閱資料】70℃時Mg（OH）,在水中的溶解度很小，但溶于水的部分可以完全解離出Mg"和

0H\

【實驗步驟】

（1）將打磨光亮的鎂條放入盛有70℃水的試管中（如下圖），發(fā)現(xiàn)鎂條表面有氣泡產(chǎn)

生。將收集的氣體點燃，產(chǎn)生淡藍色火焰，證明該氣體為o

1.鎂條

1_70℃

眇的水

（2）向反應后的溶液中立即滴入2滴無色酚獻溶液，觀察到鎂條附近溶液,證明

溶液中生成0H\

【交流討論】（3）根據(jù)上述實驗，寫出鎂與熱水反應的化學方程式。

【拓展探究】

同學們又探究溫度對鎂與水反應速率的影響，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

反應溫度（°C）5055606570

收集50mL氣體所用時間（s）29525719612474

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，分析溫度對鎂與水反應速率的影響：o

（5）一段時間后，同學們觀察到鎂條表面不再有氣泡產(chǎn)生，鎂條表面失去光澤。但將表面

失去光澤的鎂條打磨后再次放入熱水中，發(fā)現(xiàn)又有氣泡產(chǎn)生，說明鎂與水反應變緩慢直至停

12

止的可能原因是O

【答案】①.銀白②.B③.CaO或Ca(0H)2D⑤.產(chǎn)生大量浮

渣⑥.分解反應⑦.氫氣或H2⑧.由無色變紅色⑨.

Mg+2H2O=Mg(0H)2+H2f⑩.在50?70℃范圍內(nèi)，溫度越高，鎂

與水反應的速率越快④.鎂與熱水反應生成的氫氧化鎂沉淀會覆蓋在鎂條的表面阻止

反應的進行

【解析】

第一站：初步認識鎂

(1)鎂是一種銀白色的固體，故填：銀白；

一1

(2)鹽酸中含氫元素的質(zhì)量分數(shù)為——xlOO%,硫酸中含氫元素的質(zhì)量分數(shù)為

36.5

士xl00%=L10。％，等質(zhì)量、等質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸和稀硫酸中，稀鹽酸中含氫元素質(zhì)

9849

量比稀硫酸中含氫元素的質(zhì)量多，故充分反應后鎂條有剩余，與稀鹽酸反應產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量

比與稀硫酸反應的氫氣質(zhì)量更多，故選：B；

第二站：制備金屬鎂

(1)為了使鎂離子沉淀下來，將鎂離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂，故充分利用當?shù)氐呢悮べY源獲得

試劑①中含有鈣元素，試劑①含有氫氧根離子，或者試劑①與水反應生成了氫氧根離子，碳

酸鈣高溫煨燒可以制取氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，故試劑①為氫氧

化鈣或氧化鈣，故填：CaO##Ca(OH)2；

(2)加入試劑①后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是過濾。過濾可以將固體和液

體分離，故填：D；

(3)向MgCL溶液中加入肥皂水，MgC1溶液屬于硬水，可能觀察的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量

浮渣；故填：產(chǎn)生大量浮渣；

(4)電解無水MgCL的反應中反應為一種，生成物為兩種，屬于分解反應，故填：分解

反應；

第三站：再探金屬鎂

［實驗步驟］

(1)將打磨光亮的鎂條放入盛有70℃水的試管中(如下圖)，發(fā)現(xiàn)鎂條表面有氣泡產(chǎn)

生。將收集的氣體點燃，產(chǎn)生淡藍色火焰，證明該氣體為氫氣，故填：氫氣##H2；

13

,說明溶液呈堿性，向反應后的溶液中立即滴入滴無色酚酗溶液,

(2)溶液中生成0H-2觀察到鎂條附近溶液由無色變紅色，故填：由無色變紅色;

14

［交流討論］(3)鎂與熱水反應生成氫氧化鎂和氫氣，故填:

Mg+2H2O=Mg(0H)2+H2T；

(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，分析溫度對鎂與水反應速率的影響：在50?70℃范圍內(nèi)，溫度越高，

鎂與水反應的速率越快，故填：在50?70c范圍內(nèi)，溫度越高，鎂與水反應的速率越快；

(5)一段時間后，同學們觀察到鎂條表面不再有氣泡產(chǎn)生，鎂條表面失去光澤。但將表面

失去光澤的鎂條打磨后再次放入熱水中，發(fā)現(xiàn)又有氣泡產(chǎn)生，說明鎂與水反應變緩慢直至停

止的可能原因是鎂與熱水反應生成的氫氧化鎂沉淀會覆蓋在鎂條的表面阻止反應的進行，故

填：鎂與熱水反應生成的氫氧化鎂沉淀會覆蓋在鎂條的表面阻止反應的進行。

6.(2022年江蘇省揚州市中考)化學提升生活品質(zhì)，助力未成年人健康成長。

⑴揚州某中學的午餐食譜如圖：

紅燒獅子頭

水煮魚片

炒青菜、海帶湯

米飯、桔子

①合理膳食可增強體質(zhì)。下列說法不正確的是

A.魚片含有豐富蛋白質(zhì)

B.淀粉可分解為氨基酸

C.適度補充油脂，有益身體健康

②若需補充維生素C,建議多吃食譜中(寫出一種即可)。

③食用加碘鹽可補充碘元素。下列說法正確的是。

A.人體中缺少碘元素，會導致骨質(zhì)疏松

B.除加碘鹽外，還可以通過食用海帶等海產(chǎn)品補充碘元素

C.加碘鹽中添加了碘酸鉀(KI0J，淀粉可用于檢驗其中碘元素的存在

④學校正推行垃圾分類。餐后的食物殘渣應投入印有標識的垃圾箱。

可回收物|有害垃圾|廚余垃圾其他垃圾

RecyclableHarmfulwasteKitchenwasteOtherwaste

BCD

15

⑵校服面料常用棉花、羊毛等混紡制成。棉花溶于水中（填“難”或“易”）：生活