Question

10．据有关资料报导，世界上每年因腐蚀而报废的金属约为年产量的20%～40%．某学习小组在实验室开展了与此相关的探究活动，请仔细阅读并完成下列实验报告：
【探究目的】铁生锈的条件
【探究方案】图所示的是甲、乙两种实验方案．
【观察记录】按图甲实验，一周后观察到a装置的液面处铁丝有锈斑，b、c中无明显变化；按图乙实验，几分钟后就能看到B中铁丝表面变色，而C中无明显变化．

【问题分析】
（1）乙方案A装置中发生反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）甲方案说明铁生锈是铁与水和氧气共同作用的结果，乙方案说明影响铁生锈速度的重要因素之一是水分．
（3）铝与氧气反应可生成致密的氧化膜，阻止铝与氧气的进一步反应，但铁制品却可以全部锈蚀，是因为铁锈疏松、易吸水，会加快铁制品的生锈．

Answer 1

分析 （1）A装置是用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应物是过氧化氢，生成物是水和氧气，反应条件是二氧化锰作催化剂，用观察法配平即可，氧气后面标上上升符号；
（2）找出甲方案中a、b对照的实验变量是空气，a、c对照实验中的变量是水分．据此可以推断铁生锈的条件是什么．实验乙中验证了铁生锈与水分和氧气有关，没有水铁不能生锈．
（3）铁生锈形成的氧化膜是疏松多孔的，不能阻止内部的铁与外界反应．

解答 解：（1）用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应物是过氧化氢，生成物是水和氧气，反应条件是二氧化锰作催化剂，其反应方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故答案是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）通过对比a、b两个试管的现象说明铁生锈必需有氧气参加，通过对比a、c两个试管中现象．说明铁生锈必须有水参加．从而得出结论：铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果．在装置乙中的B、C两个实验现象能说明铁生锈与水和氧气有关，没有水铁不能生锈．
故答案是：水和氧气；水分；
（3）铝与氧气反应可生成致密的氧化膜，阻止铝与氧气的进一步反应，但铁制品却可以全部锈蚀，这是因为铁锈疏松、易吸水，会加快铁制品的生锈．
故答案是：铁锈疏松、易吸水，会加快铁制品的生锈．

点评 本题探究了铁生锈的条件和铁的氧化物的性质．解答此类实验题目时，要找准实验中的变量，这样通过对照实验可以得到正确的结论．