[题目]化学研究性学习小组对铁生锈开展深入的探究.(1)比较与分析铁钉在不同条件下生锈程度.同学们设计了如图所示的对比实验.并进行实验.4h后观察到:试管Ⅰ.Ⅱ中的铁钉均生锈.试管1铁钉生锈程度大于试管Ⅱ,试管Ⅲ中铁钉不生锈.①试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ的原因是 .②试管Ⅲ中.使用冷却后的沸水的目的是 .③铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气.水共同作用生成氢氧� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】化学研究性学习小组对铁生锈开展深入的探究。

（1）比较与分析铁钉在不同条件下生锈程度。同学们设计了如图所示的对比实验，并进行实验。4h后观察到：试管Ⅰ、Ⅱ中的铁钉均生锈，试管1铁钉生锈程度大于试管Ⅱ；试管Ⅲ中铁钉不生锈。

①试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ的原因是________ 。

②试管Ⅲ中，使用冷却后的沸水的目的是________ 。

③铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成氢氧化亚铁，该反应的化学方程式是________。

（2）探究植物油能否完全隔绝氧气。

同学们第二天观察，发现试管Ⅲ中的铁钉也有些锈斑。为此大家又做了如下探究。

[进行实验]实验1：将涂水的铁片置于植物油中，并放置于密封的无氧容器中，8h后观察铁片无锈迹。排除植物油和铁片上的水中微量氧气对铁片锈蚀的影响。

实验2：将涂水的铁片置于植物油中，并敞口放置于空气中，8h后发现少量锈斑，再过一段时间后观察，锈斑面积增大。

①综合以上两个实验，可得出的结论是________ 。

[交流讨论]②查阅文献获知，植物油对空气中的水分有较好的隔绝效果，请设计实验方案加以验证：________。

（3）在老师的指导下，进一步探究酸性条件下铁锈蚀的情况。

[查阅资料]

Ⅰ．溶解氧是指溶解在水里氧气的量，用每升水里氧气的毫克数表示。

Ⅱ．醋酸具有酸的通性，能与活泼金属发生反应。

[实验探究]

将4份等质量的铁粉和碳粉的混合物分别加入相同体积不同pH的醋酸的水溶液中，分别用溶解氧传感器和压强传感器采集数据获得下图和下表。

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pH	压强/KPa
pH	实验前	实验后	压强差
2.0	90.56	91.58	1.02
3.0	90.46	91.23	0.77
4.0	90.48	90.34	-0.14
5.0	90.81	90.64	-0.17

①从左上图中可知，在酸性条件下水溶液中溶解氧随时间变化均呈下降趋势，原因是________。

②从右上表中可知pH为2.0~3.0时，实验后系统中气体压强增大，是因为________。

【答案】试管I中铁钉与氧气接触面积更大除去水中溶解的氧气植物油不能完全隔绝空气中的氧气将干燥的铁片置于油中，并敞口放置于潮湿的空气中，8 h后观察到铁片无锈迹铁生锈不断消耗氧气铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积

【解析】

（1）①试管Ⅰ铁钉生锈程度大于试管Ⅱ的原因是：试管中铁钉与氧气接触面积更大；②试管Ⅲ中，使用冷却后的沸水的目的是：除去水中溶解的氧气；③铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成氢氧化亚铁，配平即可；故答案为①试管中铁钉与氧气接触面积更大；（或“试管 I与氧气充分接触”“试管 I氧气浓度大”“试管 I氧气多”“试管 I与氧气接触更充分”等）；②除去水中溶解的氧气；③；

（2）探究植物油能否完全隔绝氧气：①综合以上两个实验，可得出结论是：植物油不能完全隔绝空气中的氧气；②查阅文献获知，植物油对空气中的水分有较好的隔绝效果，设计实验方案验证如下：将干燥的铁片置于油中，并敞口放置于潮湿的空气中，8h后观察到铁片无锈迹；故答案为①植物油不能完全隔绝空气中的氧气（或其他合理答案）；（或“植物油对空气隔绝效果差”“植物油不能完全隔绝氧气”等）；②将干燥的铁片置于油中，并敞口放置于潮湿的空气中，8h后观察到铁片无锈迹；

（3）探究酸性条件下铁锈蚀的情况，从①图中可知，在酸性条件下水溶液中溶解氧随时间变化均呈下降趋势，原因是：铁生锈不断消耗氧气；②从表中可知pH为2.0～3.0时，实验后系统中气体压强增大，是因为铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积；故答案为①铁生锈不断消耗氧气（或其他合理答案）；②铁与醋酸反应产生氢气的体积大于铁生锈消耗的氧气体积（或其他合理答案）。