Question

5．铁制品暴露在空气中会生锈，预防铁制品锈蚀有多种方法．化学兴趣小组在老师指导下，对钢铁锈蚀的问题进行了深入的探究．

（1）按如图所示连接好实验装置，并确保装置的气密性良好．
（2）3～4分钟后，烧杯中的红色水缓慢地流入乙集气瓶中、较快地流入丙集气瓶中，甲集气瓶里一直没有明显的实验现象． 
【探究一】铁锈蚀的条件
（1）比较甲、乙两个集气瓶内的现象可知，铁生锈需要水（或H₂O）；通过乙、丙两个集气瓶内的气压减小（填“增大”或“减小”），还能说明铁生锈需要氧气．
（2）有同学提出疑问：空气中的氮气、二氧化碳有没有参与铁的锈蚀呢？要解决该同学的疑问，可以将乙（或丙、或乙丙）（填“甲”、“乙”或“丙”）瓶中的空气换成氮气或二氧化碳，再做对比实验即可．
（3）铁生锈的过程很复杂，其中的一个化学反应是“氢氧化亚铁吸收氧气和水变为氢氧化铁”，请写出该反应的化学方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．
【探究二】影响铁锈蚀快慢的因素．
（1）手摸乙、丙两个集气瓶的外壁，会感觉到丙（填“乙”或“丙”）瓶更热一些．
（2）对比乙、丙两个集气瓶内的现象，说明氯化钠（或食盐）的存在会加快铁锈蚀的速率．
（3）若要加快铁生锈的速率，也可以选用a（填字母）进行实验．
          a．醋酸溶液                    b．酒精溶液                    c．蔗糖溶液
【探究三】常见铁制品的防锈方法．
下列铁制品的防锈方法，除了使用耐腐性的合金材质（如不锈钢）外，常用的其它防锈方法是（每个写出1条即可）：
（1）切菜刀保持表面洁净．
（2）防盗门喷漆．
（3）自行车链条涂油．

Answer 1

分析 【探究一】根据金属锈蚀的条件与实验现象来分析解答；
【探究二】根据化学反应中的热量变化、影响金属锈蚀的因素来分析解答；
【探究三】钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水充分接触．钢铁制品常用的防锈方法是使钢铁与水和氧气隔绝．

解答 解：【探究一】（1）甲与乙中铁钉的区别在于甲中的铁钉是干燥的，而乙中的铁钉与水接触，甲中的铁钉没有锈蚀而乙中的铁钉锈蚀，这说明铁生锈与水有关；
3～4分钟后，烧杯中的红色水缓慢地流入乙集气瓶中、较快地流入丙集气瓶中，甲集气瓶里一直没有明显的实验现象，这说明乙和丙中的铁钉生锈，消耗了部分氧气，造成乙和丙装置内的气压小于外界大气压，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶；故填：水（或H₂O）；减小；
（2）要想探究空气中的氮气、二氧化碳有没有参与铁的锈蚀，可以将乙或者丙或乙和丙集气瓶内均换为氮气或二氧化碳，在观察铁钉的锈蚀情况即可；故填：乙（或丙、或乙丙）；
（3）氢氧化亚铁、水和氧气反应生成氢氧化铁，故填：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
【探究二】（1）因为水较快的流入丙集气瓶中，这说明丙中铁钉锈蚀的严重，放出的热量多，故填：丙；
（2）对比乙、丙两个集气瓶内的铁钉，丙中的铁钉与氯化钠接触，加快了铁的锈蚀速率，所以烧杯中的红色水缓慢地流入乙集气瓶中、较快地流入丙集气瓶中；故填：氯化钠（或食盐）；
（3）酸或盐能加快金属铁的锈蚀速率，醋酸是一种酸，能加快金属的锈蚀；酒精和蔗糖水显中性，故填：a；
【探究三】（1）菜刀防锈可以洗净后晾干，并且可以保持卫生干；故填：保持表面洁净（合理答案均可）；
（2）刷油漆能够防止铁门生锈，并且美观；故填：喷漆；
（3）涂润滑油可以防止自行车链条生锈，并且可以起到润滑作用；故填：涂油．

点评 本题以实验探究的形式考查铁生锈的条件、实验中的条件控制、金属的防锈等，解题关键是能利用控制变量的方法分析铁生锈的条件及防锈措施．