题目内容

【题目】啤酒盖(主要成分为铁)生锈直接影响啤酒厂家的市场销售和品牌形象。某小组同学用铁钉代替啤酒盖模拟其生锈实验,探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。

I.探究铁生锈的条件


(1)证明铁生锈需要与氧气接触的实验现象是____________。

Ⅱ.探究影响铁生锈速率的因素

(查阅资料)啤酒的pH值大约在3.8~4.6之间。

(猜想假设)铁钉生锈可能与溶液酸碱度、温度、是否杀菌有关。

实验1

分别取铁钉浸于等体积液体中,在空气中放置相同时间进行如下实验:

实验

是否杀菌

pH值

温度/℃

锈蚀情况/%

1

杀菌

6

20

无现象

2

杀菌

6

70

较明显生锈

3

未杀菌

6

70

明显生锈

4

未杀菌

6

20

略微生锈

实验2

在70℃时,将杀菌后的铁钉于等体积溶液中,在空气中放置相同时间进行如下实验:

实验

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

pH值

5

7

9

11

锈蚀情况

完全生锈

明显生锈

略微生锈

无现象

无现象

(解释与结论):

(2)由实验1得出“温度与铁生锈速率有关”的结论,依据的两个实验是___________(填编号)。

(3)实验2的目的是____________。

(4)由实验1和实验2推知影响铁生锈的因素是______________。

(5)实验2没有进行pH=13的实验,理由是______________。

(6)结合本题请分析啤酒盖易生锈的原因是_____________。

(反思与评价)

如图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片):


(1)甲同学认为,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.乙同学不同意他的观点,认为必须全面观察试管____________(选填试管编号)发生的现象,并经过科学严谨的推理,才能得出上述结论.

(2)试管D和E实验的目的是_____________的环境中是否更容易锈蚀.

(3)通过本次探究活动,你有哪些收获和体会?______________

【答案】B中有红色固体生成,A中无现象 1、2或3、4 在其他条件相同时,探究pH值对铁生锈的影响 pH、是否杀菌、温度 pH值为11时,铁没有生锈,则无需做pH值为13的实验 在酸性条件下,没有杀菌的啤酒盖在夏天更易生锈 ABC 探究铁在盐、酸 科学探究是化学学习的一种重要方法

【解析】

I.(1)试管A中的铁钉只与水接触,没有锈蚀,B中的铁钉与氧气、水同时接触,发生了锈蚀,表面产生红色固体,C中的铁钉只与干燥的空气接触,没有锈蚀,所以A和B可知铁生锈需要与氧气接触,故证明铁生锈需要与氧气接触的实验现象是B中有红色固体生成,A中无现象。

Ⅱ.解释与结论:

(2)由表格中的信息与数据可知,依据1、2或3、4对比可以得出“温度与铁生锈速率有关”的结论;

(3)由实验2的内容可知,实验2的目的是在其他条件相同时,探究pH值对铁生锈的影响;

(4)由实验1和实验2推知影响铁生锈的因素是pH、是否杀菌、温度;

(5)因为pH值为11时,铁没有生锈,则无需做pH值为13的实验;

(6)啤酒盖易生锈的原因是:在酸性条件下,没有杀菌的啤酒盖在夏天更易生锈。

反思与评价:

(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)试管D中含有食盐水和E中含有食醋,因此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。

(3)通过本次探究活动可以知道,科学探究是化学学习的一种重要方法。

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