Question

【题目】研究金属的腐蚀对资源的利用和保护意义重大。

（1）为了探究铁锈蚀的条件，进行如图 1 所示实验。

①通过观察实验 A、B、C 中的现象，经过科学严谨的推理得出结论：铁锈蚀是铁与____________发生化学反应的过程。

②实验 D 和 E 的目的是进一步探究铁在盐溶液和酸的环境中是否更容易锈蚀。铁跟醋酸(CH3COOH) 反 应生成醋酸亚铁[ (CH3COO)2Fe ]和氢气 ，请写出反应的化学方程式____________________。

（2）家中的刀具若沾有食盐水锈蚀更快。为了进一步探究影响铁锈蚀速率的因素，做了如下的实验。

（提出问题）铁锈蚀速率与哪些因素有关。

（查阅资料）氯化钠溶液能导电；乙醇溶液不能导电。

（猜想假设）铁的锈蚀速率与下列因素有关：

I．_________________；

II．氧气的含量；

Ⅲ．水溶液的导电性。

（实验探究）每次取两套如图 2 所示的装置，编号为甲、乙。向两套装置中分别装入质量、大小相同的铁钉和等体积的蒸馏水，进行如下三组对比实验（实验开始时，各瓶内气体压强保持一致）。

影响 因素	实验设计	实验现象	实验结论及解释
I．	装置甲放入 25℃恒温环境中， 装置乙放入 40℃恒温环境中。	两套装置中铁钉均锈蚀，且 U型管中液面均由 b 处上升至 a处，所需时间甲＞乙	____________
II．	在相同温度下，向甲、乙两套装置的集气瓶中分别通入氧气和空气。	铁钉均锈蚀，且 U 型管中液面由 b 处上升至 a 处，所需时间甲___________乙	铁的锈蚀速率与氧气的含量有关，氧气的含量越多，铁的锈蚀越快。
Ⅲ．	______________________	两套装置中铁钉均锈蚀，且 U 型管中液面均由 b 处上升至 a 处，所需时间甲＜乙	铁的锈蚀速率与水溶液的导电性有关，在能导电的溶液中，铁的锈蚀速率加快。

（反思与提高）根据该探究实验以及你所学的知识，判断下列说法正确的是___________（填序号）。

A 金属的腐蚀是指金属单质与其它物质发生化学反应的过程

B 金属腐蚀不一定要有氧气参加

C 金属越活泼，就越容易被锈蚀

Answer 1

【答案】水和氧气 温度 铁的锈蚀速率与反应时的温度有关，温度越高，铁的锈蚀越快 < 在相同温度下，向甲、乙两套装置的集气瓶中分别加入等量的氯化钠溶液和乙醇溶液 AB

【解析】

（1）①A中铁钉与水和氧气接触，生锈，B中铁钉与水接触，与氧气不接触，不生锈，说明铁生锈的条件是铁与氧气接触，A中铁钉与水和氧气接触，生锈，C中铁钉与氧气接触，与水不接触，不生锈，说明铁生锈的条件是铁与水接触，故铁锈蚀是铁与水和氧气发生化学反应的过程；

②铁跟醋酸(CH3COOH) 反 应生成醋酸亚铁[ (CH3COO)2Fe ]和氢气，该反应的化学方程式为：；

（2）猜想假设：由实验探究可以看出，该实验分别研究了不同温度、氧气含量、水溶液的导电性，对铁锈蚀的影响，故猜想Ⅰ为：温度；

实验探究：装置甲放入25℃恒温环境中，装置乙放入40℃恒温环境中。实验现象为：两套装置中铁钉均锈蚀，且 U型管中液面均由 b 处上升至 a处，所需时间甲＞乙，U型管中液面均由 b 处上升至 a处，说明装置内压强减小，因为铁与氧气、水反应生成铁锈，消耗了氧气，所需时间：甲大于乙，说明乙锈蚀的速度快，故铁的锈蚀速率与反应时的温度有关，温度越高，铁的锈蚀越快；

Ⅱ、实验结论为：铁的锈蚀速率与氧气的含量有关，氧气的含量越多，铁的锈蚀越快，故在相同温度下，向甲、乙两套装置的集气瓶中分别通入氧气和空气，铁与氧气、水接触，发生锈蚀，由于甲装置通入的是氧气，氧气含量高，乙装置通入的是空气，氧气含量少，故甲锈蚀的速率快，因此，时间：甲＜乙；

Ⅲ、实验结论为：铁的锈蚀速率与水溶液的导电性有关，在能导电的溶液中，铁的锈蚀速率加快，实验现象为：两套装置中铁钉均锈蚀，且 U 型管中液面均由 b 处上升至 a 处，所需时间甲＜乙，由此可知，该实验是探究的水溶液的导电性对铁锈蚀速率的影响，所需时间：甲＜乙，说明甲中铁锈蚀的速率快，甲中加入了能导电的溶液，乙中铁锈蚀的速率慢，说明乙中加入了不能导电的溶液，已知，氯化钠溶液能导电；乙醇溶液不能导电，故实验设计为：在相同温度下，向甲、乙两套装置的集气瓶中分别加入等量的氯化钠溶液和乙醇；

反思与提高：A、金属的腐蚀是指金属单质与其它物质发生化学反应的过程，如金属的锈蚀是金属与氧气、水发生的反应，金属被酸腐蚀是金属与酸发生了化学反应，符合题意；

B、金属腐蚀不一定要有氧气参加，如金属与稀盐酸反应，无氧气参与，符合题意；

C、金属越活泼，不一定越容易被锈蚀，如铝比铁活泼，但是铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被锈蚀，反而铁比铝更容易被锈蚀，不符合题意。

故选AB。