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专题05 金属的冶炼及金属锈蚀条件的探究
一、金属的冶炼
二、金属锈蚀条件的探究
【考点一】金属的冶炼
本考点主要以选择题、填空题或实验探究题的形式出现，主要考查的知识点有：①铁冶炼的原理；②铁矿石的种类；③含杂质的计算等。
1．实验原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （化学方程式）
2．实验装置
3．实验步骤：
（1）连接装置；
（2）检查装置的气密性；
（3）将氧化铁粉末注入玻璃管中；
（4）点燃右端酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳，排尽空气后再点燃酒精喷灯；
（5）观察到现象后，熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳，直到玻璃管冷却，停止通入一氧化碳，再熄灭右端的酒精灯；
（6）拆除装置，清洗仪器，整理器材。
4．实验现象：
（1）硬质玻璃管中：红色粉末变成黑色
（2）澄清石灰水：变浑浊，反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
（3）装置最末端玻璃管尖嘴处：产生蓝色火焰，反应的化学方程式为2CO+O2 2CO2。
五、注意事项：
①实验前应先通，然后再加热，目的是防止混合气体发生爆炸。
②实验结束后，先熄灭酒精灯，待硬质玻璃管中物质冷却后再停止通，目的是防止还原的铁粉再次被氧化。
③与反应的条件为高温，所以加热需用酒精喷灯加热；
④澄清石灰水的作用是检验生成的二氧化碳；
⑤装置末端酒精灯的作用是处理未反应的一氧化碳，防止污染环境。
尾气处理创新实验
装置图1和图2是利用了一氧化碳的可燃性；装置图3和图4是利用了一氧化碳难溶于水的性质；装置图1的优点是：既可将有毒的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，又可达到节约资源的目的；装置图5的优点是：操作方便，节约药品；装置图6中B的作用：既检验生成的二氧化碳，又收集未反应的一氧化碳。
命题热点
（1）实验用的一氧化碳在加热前，必须要验纯；
（2）实验时必须先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，原因是：排尽装置中的空气，避免一氧化碳和空气的混合气体在受热时发生爆炸；
（3）实验结束后，必须先熄灭酒精喷灯，并继续通入一氧化碳，至玻璃管冷却：原因是①防止生成的铁在高温下被空气中的氧气氧化；②防止石灰石倒吸，使玻璃管炸裂；
（4）为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用止水夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出来的铁粉再密闭装置中冷却；
（5）点燃末端的酒精灯的作用是：将未反应的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，防止污染环境；由于澄清石灰水不能将二氧化碳完成吸收，因此尾气是CO和CO2的混合气体，不易引燃。
尾气处理方法：①用气球收纳尾气；②用排水法收集尾气。
【典例精讲】
1．（2022重庆市珊瑚中学期末）如图为实验室模拟炼铁的实验。下列说法正确的是（ ）
A．开始时应先预热玻璃管，然后再通入一氧化碳
B．实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成银白色
C．反应的化学方程式为
D．玻璃管右侧应连接尾气处理装置，以防止污染环境
2．（2021·湖南·武冈市第二中学二模）进行如图所示实验时，下列说法中正确的是（　　）
A．a处固体由黑色逐渐变为红色
B．该实验可验证CO的氧化性
C．实验结束时应先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通CO
D．实验过程中，c处的尾气是，可直接排放到空气中
3．（2021辽宁沈阳二模）黄铁矿的主要成分为二硫化亚铁（FeS2），可用于工业上冶炼铁和生产浓硫酸，如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．反应前将黄铁矿粉碎，能提高反应速率
B．反应①②③④中都有元素化合价的变化
C．反应②不属于四种基本反应类型之一
D．该过程回收利用了SO2，能减少酸雨的发生
4．（2022成都市树德实验中学期末）木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应
B．两个实验的操作中都要防止液体倒吸
C．两个实验中都可观察到黑色固体变红色
D．两个实验的相关反应中，碳元素、铜元素的化合价发生改变
5．（2021河南省驻马店二模）实验室用图装置模拟炼铁并检验反应后的气体。下列说法正确的是（　　）
A．应先加热Fe2O3再通入CO
B．气体通过乙装置后可直接排放
C．停止加热后继续通入CO，能防止乙中液体倒吸
D．甲中的现象是固体的颜色由红棕色逐渐变为银白色
6．（2021哈尔滨第六十九中学二模）用如图装置完成以下实验：
（1）探究燃烧条件：若 B 处盛放木炭。
Ⅰ．先在 A 处通入氮气一段时间后，在 B 处加热B、C 处没有明显变化；
Ⅱ．待 B 处冷却至室温，在 A 处通入氧气一段时间后，B、C 处没有明显变化；
Ⅲ．在 A 处继续通入氧气，然后在 B 处加热，发现木炭燃烧，C 处变浑浊。
（2）模拟工业炼铁：若 B 处盛放氧化铁粉末。在 A 处通入一氧化碳一段时间后，B 处下方用酒精喷灯加热。下列说法中正确的个数有（ ）
①Ⅰ和Ⅲ对比，说明燃烧需要可燃物与氧气接触
②Ⅰ和Ⅲ对比，说明氧气的化学性质比氮气活泼
③Ⅱ和Ⅲ对比，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点
④实验（2）中缺乏尾气处理装置
⑤实验（2）中玻璃管内物质的质量在反应前后的减少量等于 C 中反应前后物质的质量的增加量
A．5 个 B．4 个
C．3 个 D．2 个
7．（2022辽宁大石桥九年级期末）钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如下图装置进行实验。下列说法正确的是（　　）
A．Fe2O3是磁铁矿石的主要成分
B．该实验应先通入一段时间的CO并验纯后再加热
C．NaOH溶液可以检验气体产物
D．该实验不需要增加尾气处理装置
【考点二】金属锈蚀条件的探究
本考点的考查形式主要以填空题或实验探究题为主。考查的知识点有:①结合生产、生活实例来选择防锈方法；②锈蚀条件的判断与锈蚀条件的探究；③金属资源的保护。
(
植物油
干燥剂
)铁生锈的实验（见下图）
【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。
【注意事项】
第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；
第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。
铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。
注意：除去铁锈的方法
物理方法：刀刮、砂纸打磨。
化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。
防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净、干燥；
②擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：
③物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油
④化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝
【典例精讲】
8．（2022·福建省莆田市中山中学期末）如图是探究铁器锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度使之相同，塞紧橡皮塞，一周后观察。下列说法错误的是（ ）
A．a管中在靠近水面上方且近水面处铁钉上有明显的锈迹
B．L端液面低于R端
C．a管中铁钉明显生锈，b管中铁钉几乎不生锈
D．若将a管中的水改为海水则铁钉生锈更严重
9．（2021·福建·九年级二模）为了探究影响铜生锈的因素，设计如下实验，有关分析正确的是（ ）
实验① 实验② 实验③ 实验④
铜生锈 无明显现象 无明显现象 无明显现象
A．对比实验①和②可知：影响铜生锈的因素是CO2和H2O
B．对比实验①和③可知：影响铜生锈的因素是H2O和O2
C．对比实验①和④可知：影响铜生锈的因素是CO2和O2
D．此实验设计运用了控制变量的方法
10．（2022·湖南攸县·九年级期末）下列金属制品最易锈蚀的是(　　)
A．铁制农具擦洗干净后长期存放在室外 B．长期放置后表面变暗的铝制品
C．经常在表面涂油的大型钢制机械 D．涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳
11．（2022·广东·广州市第十六中学九年级开学考试）小红用三根相同的铁钉进行铁制品锈蚀条件的探究（如图），一周后观察现象。下列说 法错误的是（　　）
A．该实验说明铁生锈需要与氧气和水同时接触
B．对比甲和丙中出现的现象，可说明铁生锈需要氧 气
C．煮沸蒸馏水的目的是为了除去水中溶解的氧气
D．若把甲中蒸馏水换成食盐水，则铁钉更容易生锈
12．（2022全国九年级专题练习）小红同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的相同装置中，放置一星期后观察现象。下列描述错误的是
A．装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升 B．装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀
C．比较铁钉一侧的液面,装置Ⅱ比装置I的高 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
13．（2021南京市钟英中学二模）铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料，但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法，现进行如下实验：
步骤1：利用如图所示装置将干燥的从导管a通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满后，将导管a、b处的止水夹、夹紧。
步骤2：一段时间后，观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。
回答下列问题：
（1）步骤1中，检验U形管内已充满的方法是 。
（2）步骤2中，观察到①处没有明显变化，说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有 （填化学式），②处可能观察到的现象是 ，③处没有明显变化，说明纯铁的抗腐蚀能力较 （填“强”或“弱”）。
（3）待U形管内有明显现象后，将b导管插入水中，打开止水夹，观察到 现象，说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了。
（4）通过上述实验现象，请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法（不包括制造纯铁） 。
14．（2021北京市陈经纶中学分校三摸）为了探究铁钉锈蚀的条件，某同学设计了如图实验，请回答下列问题：
（1）实验前，必须将铁钉打磨光亮的原因是 。
（2）如图所示③实验中，棉花和氯化钙的作用是 。
（3）如图所示①实验中，最易生锈的部位是 。
（4）对比如图所示中的①和②，得出的实验结论：铁生锈需与 接触。对比如图中的①和
③，得出的实验结论：铁生锈需与 接触。
（5）为探究盐溶液铁钉锈蚀的影响，对比如图所示中的①和④，得出实验结论为 。
（6）铁锈的主要成分是 （填化学式），铁生锈属于 （填“物理”或“化学”）变化。
15．（2021广州市天河区惠经实验学校二模）课本实验中，铁生锈需要较长的时间，某实验小组设计如下实验：
(1)写出甲试管中发生反应的化学方程式 ；
(2)4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与和__ _有关；
(3)B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是 ；
(4)请写出日常生活中防止铁生锈的一种措施 。
[方法指导]
掌握金属生锈的条件和保护金属资源的途径是解答此类题的关键，
(1)铁生锈的条件是与O2、水同时接触；
(2)铜锈蚀是由于铜与氧气、水、二氧化碳反应，生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，即铜绿；
(3)金属的保护与金属锈蚀条件相结合，破坏金属的锈蚀条件，就能达到保护金属资源的目的。专题05 金属的冶炼及金属锈蚀条件的探究
一、金属的冶炼
二、金属锈蚀条件的探究
【考点一】金属的冶炼
本考点主要以选择题、填空题或实验探究题的形式出现，主要考查的知识点有：①铁冶炼的原理；②铁矿石的种类；③含杂质的计算等。
1．实验原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （化学方程式）
2．实验装置
3．实验步骤：
（1）连接装置；
（2）检查装置的气密性；
（3）将氧化铁粉末注入玻璃管中；
（4）点燃右端酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳，排尽空气后再点燃酒精喷灯；
（5）观察到现象后，熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳，直到玻璃管冷却，停止通入一氧化碳，再熄灭右端的酒精灯；
（6）拆除装置，清洗仪器，整理器材。
4．实验现象：
（1）硬质玻璃管中：红色粉末变成黑色
（2）澄清石灰水：变浑浊，反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
（3）装置最末端玻璃管尖嘴处：产生蓝色火焰，反应的化学方程式为2CO+O2 2CO2。
五、注意事项：
①实验前应先通，然后再加热，目的是防止混合气体发生爆炸。
②实验结束后，先熄灭酒精灯，待硬质玻璃管中物质冷却后再停止通，目的是防止还原的铁粉再次被氧化。
③与反应的条件为高温，所以加热需用酒精喷灯加热；
④澄清石灰水的作用是检验生成的二氧化碳；
⑤装置末端酒精灯的作用是处理未反应的一氧化碳，防止污染环境。
尾气处理创新实验
装置图1和图2是利用了一氧化碳的可燃性；装置图3和图4是利用了一氧化碳难溶于水的性质；装置图1的优点是：既可将有毒的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，又可达到节约资源的目的；装置图5的优点是：操作方便，节约药品；装置图6中B的作用：既检验生成的二氧化碳，又收集未反应的一氧化碳。
命题热点
（1）实验用的一氧化碳在加热前，必须要验纯；
（2）实验时必须先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，原因是：排尽装置中的空气，避免一氧化碳和空气的混合气体在受热时发生爆炸；
（3）实验结束后，必须先熄灭酒精喷灯，并继续通入一氧化碳，至玻璃管冷却：原因是①防止生成的铁在高温下被空气中的氧气氧化；②防止石灰石倒吸，使玻璃管炸裂；
（4）为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用止水夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出来的铁粉再密闭装置中冷却；
（5）点燃末端的酒精灯的作用是：将未反应的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，防止污染环境；由于澄清石灰水不能将二氧化碳完成吸收，因此尾气是CO和CO2的混合气体，不易引燃。
尾气处理方法：①用气球收纳尾气；②用排水法收集尾气。
【典例精讲】
1．（2022重庆市珊瑚中学期末）如图为实验室模拟炼铁的实验。下列说法正确的是（ ）
A．开始时应先预热玻璃管，然后再通入一氧化碳
B．实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成银白色
C．反应的化学方程式为
D．玻璃管右侧应连接尾气处理装置，以防止污染环境
【答案】D
【解析】A、应先通入一氧化碳，排净装置内空气，避免形成爆炸性混合物，发生爆炸，错误。B、氧化铁被还原为铁，实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成黑色，错误。C、反应的化学方程式为，错误。D、一氧化碳有毒，污染环境，玻璃管右侧应连接尾气处理装置，以防止污染环境，正确。故选D。
2．（2021·湖南·武冈市第二中学二模）进行如图所示实验时，下列说法中正确的是（　　）
A．a处固体由黑色逐渐变为红色
B．该实验可验证CO的氧化性
C．实验结束时应先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通CO
D．实验过程中，c处的尾气是，可直接排放到空气中
【答案】C
【解析】A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，a处固体由红色逐渐变为黑色，故选项A说法错误；B、一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，该实验可验证CO的还原性，故选项B说法错误；C、实验结束时应先停止加热，待玻璃管冷却后再停止通CO，以防止生成的铁再次被氧化，故选项C说法正确；D、实验过程中，c处的尾气是CO，有毒，不能直接排放到空气中，故选项D说法错误。故选C。
3．（2021辽宁沈阳二模）黄铁矿的主要成分为二硫化亚铁（FeS2），可用于工业上冶炼铁和生产浓硫酸，如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．反应前将黄铁矿粉碎，能提高反应速率
B．反应①②③④中都有元素化合价的变化
C．反应②不属于四种基本反应类型之一
D．该过程回收利用了SO2，能减少酸雨的发生
【答案】B
【解析】A．反应前将黄铁矿粉碎，增大了反应物之间的接触面积，能提高反应速率，故正确；B．反应④中，各元素的化合价在反应前后均未改变，故错误；C．反应②是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，该反应的反应物均为化合物，生成物是一种单质与一种化合物，不属于四种基本反应类型之一，故正确；D．由工艺流程图可知，该过程回收利用了SO2，能减少酸雨的发生，故正确。故选B。
4．（2022成都市树德实验中学期末）木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应
B．两个实验的操作中都要防止液体倒吸
C．两个实验中都可观察到黑色固体变红色
D．两个实验的相关反应中，碳元素、铜元素的化合价发生改变
【答案】A
【解析】A、木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，属于置换反应；一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应物均为化合物，不属于置换反应，符合题意；B、两个实验中均使用了石灰水，都要防止液体倒吸，都要先撤离石灰水中的导 管，再停止加热，不符合题意；C、一氧化碳、木炭均具有还原性，均能与氧化铜反应生成铜，两个实验中都可 观察到黑色固体变红的现象，不符合题意；D、反应中氧化铜转化为了铜，铜元素的化合价发生了改变；碳、一氧化碳中碳 元素的化合价也发生了改变，分别由0价、+2价，变为+4 价，不符合题意。故选A。
5．（2021河南省驻马店二模）实验室用图装置模拟炼铁并检验反应后的气体。下列说法正确的是（　　）
A．应先加热Fe2O3再通入CO
B．气体通过乙装置后可直接排放
C．停止加热后继续通入CO，能防止乙中液体倒吸
D．甲中的现象是固体的颜色由红棕色逐渐变为银白色
【答案】C
【解析】A、实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，不符合题意；B、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，气体通过乙装置后不能被除去，直接排放会污染空气，不符合题意；C、停止加热后继续通入CO，直至玻璃管冷却，以防止生成的铁被再次氧化，同时能防止乙中液体倒吸，符合题意；D、甲中的现象是固体的颜色由红棕色逐渐变为黑色，不符合题意。故选C。
6．（2021哈尔滨第六十九中学二模）用如图装置完成以下实验：
（1）探究燃烧条件：若 B 处盛放木炭。
Ⅰ．先在 A 处通入氮气一段时间后，在 B 处加热B、C 处没有明显变化；
Ⅱ．待 B 处冷却至室温，在 A 处通入氧气一段时间后，B、C 处没有明显变化；
Ⅲ．在 A 处继续通入氧气，然后在 B 处加热，发现木炭燃烧，C 处变浑浊。
（2）模拟工业炼铁：若 B 处盛放氧化铁粉末。在 A 处通入一氧化碳一段时间后，B 处下方用酒精喷灯加热。下列说法中正确的个数有（ ）
①Ⅰ和Ⅲ对比，说明燃烧需要可燃物与氧气接触
②Ⅰ和Ⅲ对比，说明氧气的化学性质比氮气活泼
③Ⅱ和Ⅲ对比，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点
④实验（2）中缺乏尾气处理装置
⑤实验（2）中玻璃管内物质的质量在反应前后的减少量等于 C 中反应前后物质的质量的增加量
A．5 个 B．4 个
C．3 个 D．2 个
【答案】B
【解析】①Ⅰ和Ⅲ对比，通入的气体不同，温度相同，由Ⅲ中木炭能燃烧Ⅰ中木炭不燃烧说明燃烧需要可燃物与氧气接触，故正确；②Ⅰ和Ⅲ对比，氧气能与木炭反应氮气不能与木炭反应，说明O2的化学性质比氮气活泼，故正确；③Ⅱ和Ⅲ对比，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，故正确；④实验（2）中的尾气中含有一氧化碳，能污染空气，该装置缺乏尾气处理装置，故正确；　⑤实验（2）中玻璃管内物质的质量在反应前后的减少量是氧元素的质量，C中反应前后物质的质量的增加量是二氧化碳的质量，二者不可能相等，故错误；由以上分析可知，B正确。故选B。
7．（2022辽宁大石桥九年级期末）钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如下图装置进行实验。下列说法正确的是（　　）
A．Fe2O3是磁铁矿石的主要成分
B．该实验应先通入一段时间的CO并验纯后再加热
C．NaOH溶液可以检验气体产物
D．该实验不需要增加尾气处理装置
【答案】B【解析】A、Fe2O3是赤铁矿石的主要成分，故选项说法错误。B、该实验应先通入一段时间的CO后再加热，原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法正确。 C、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成易溶于水的碳酸钠和水，反应无明显变化，不能检验气体产物，故选项说法错误。 D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，故选项说法错误。故选B。
【考点二】金属锈蚀条件的探究
本考点的考查形式主要以填空题或实验探究题为主。考查的知识点有:①结合生产、生活实例来选择防锈方法；②锈蚀条件的判断与锈蚀条件的探究；③金属资源的保护。
(
植物油
干燥剂
)铁生锈的实验（见下图）
【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。
【注意事项】
第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；
第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。
铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。
注意：除去铁锈的方法
物理方法：刀刮、砂纸打磨。
化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。
防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净、干燥；
②擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：
③物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油
④化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝
【典例精讲】
8．（2022·福建省莆田市中山中学期末）如图是探究铁器锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度使之相同，塞紧橡皮塞，一周后观察。下列说法错误的是（ ）
A．a管中在靠近水面上方且近水面处铁钉上有明显的锈迹
B．L端液面低于R端
C．a管中铁钉明显生锈，b管中铁钉几乎不生锈
D．若将a管中的水改为海水则铁钉生锈更严重
【答案】B
【解析】A、铁生锈的条件是与水和空气同时接触。所以a管中在靠近水面上方且近水面处铁钉上有明显的锈迹。A正确B、a管中铁钉生锈消耗氧气，a管中压强减小，L端液面高于R端。B错。C、a管中铁钉与水和空气同时接触，铁钉明显生锈，b管中干燥空气，没有水铁钉几乎不生锈。C正确；D、酸碱盐能加快铁钉生锈，海水中含有大量盐类，若将a管中的水改为海水则铁钉生锈更严重。正确综上所述：选择 B。
9．（2021·福建·九年级二模）为了探究影响铜生锈的因素，设计如下实验，有关分析正确的是（ ）
实验① 实验② 实验③ 实验④
铜生锈 无明显现象 无明显现象 无明显现象
A．对比实验①和②可知：影响铜生锈的因素是CO2和H2O
B．对比实验①和③可知：影响铜生锈的因素是H2O和O2
C．对比实验①和④可知：影响铜生锈的因素是CO2和O2
D．此实验设计运用了控制变量的方法
【答案】D
【解析】实验①中，铜与水、氧气、二氧化碳同时接触，发生了锈蚀。实验②中的铜片没有与二氧化碳接触，没有发生锈蚀。实验③中的铜片没有与氧气接触，没有发生锈蚀。实验④中的铜片没有与水接触，没有发生锈蚀。A．对比实验①和②可知：影响铜生锈的因素是CO2，选项说法错误；B．对比实验①和③可知：影响铜生锈的因素是O2，选项说法错误；C．对比实验①和④可知：影响铜生锈的因素是H2O，选项说法错误；D．由以上分析可知，此实验设计运用了控制变量的方法，选项说法正确。故选D。
10．（2022·湖南攸县·九年级期末）下列金属制品最易锈蚀的是(　　)
A．铁制农具擦洗干净后长期存放在室外 B．长期放置后表面变暗的铝制品
C．经常在表面涂油的大型钢制机械 D．涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳
【答案】A
【解析】A、擦洗干净后长期存放在室外的大型铁制农机具，能与氧气、水分接触，防锈效果最差。B、长期放置后表面变暗的铝制品是因为其表面生成一层氧化物，作为氧化膜，能防止生锈。C、经常在表面涂油的大型钢制机械，表面涂油，可以隔绝氧气和水，能防止锈蚀。D、涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳，表面涂上防锈漆，可以隔绝氧气和水，能防止锈蚀。故选A。
11．（2022·广东·广州市第十六中学九年级开学考试）小红用三根相同的铁钉进行铁制品锈蚀条件的探究（如图），一周后观察现象。下列说 法错误的是（　　）
A．该实验说明铁生锈需要与氧气和水同时接触
B．对比甲和丙中出现的现象，可说明铁生锈需要氧 气
C．煮沸蒸馏水的目的是为了除去水中溶解的氧气
D．若把甲中蒸馏水换成食盐水，则铁钉更容易生锈
【答案】B
【解析】A. 甲试管中的铁钉生锈，乙和丙试管的铁钉没有生锈，说明铁生锈需要与氧气和水同时接触，正确；B. 对比甲和丙中出现的现象，可说明铁生锈需要水，错误；C. 煮沸蒸馏水的目的是为了除去水中溶解的氧气，正确；D. 若把甲中蒸馏水换成食盐水，食盐水能加速铁钉的锈蚀，铁钉更容易生锈，正确。故选B。
12．（2022全国九年级专题练习）小红同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的相同装置中，放置一星期后观察现象。下列描述错误的是
A．装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升 B．装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀
C．比较铁钉一侧的液面,装置Ⅱ比装置I的高 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】C
【解析】A、装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升，因为铁钉生锈消耗了氧气，从而使得气体的压强小于外界大气压；所以此描述正确。故不选A；B、装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀，因为铁钉都与水和氧气接触，并且盐溶液、酸溶液能够加快铁的生锈速率；所以此描述正确。故不选B；C、比较铁钉一侧的液面，装置Ⅱ比装置I的低，因为浓盐酸挥发出来的氯化氢气体使得压强增大；所以此描述不正确。故选C；D、因为浓硫酸能够吸收水蒸气，使得铁不能与水充分接触，不容易生锈；所以此描述正确。故不选D。故选C。
13．（2021南京市钟英中学二模）铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料，但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法，现进行如下实验：
步骤1：利用如图所示装置将干燥的从导管a通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满后，将导管a、b处的止水夹、夹紧。
步骤2：一段时间后，观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。
回答下列问题：
（1）步骤1中，检验U形管内已充满的方法是 。
（2）步骤2中，观察到①处没有明显变化，说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有 （填化学式），②处可能观察到的现象是 ，③处没有明显变化，说明纯铁的抗腐蚀能力较 （填“强”或“弱”）。
（3）待U形管内有明显现象后，将b导管插入水中，打开止水夹，观察到 现象，说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了。
（4）通过上述实验现象，请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法（不包括制造纯铁） 。
【答案】⑴将带火星木条放到b导管口，如木条复燃，则U形管内已充满O2；⑵H2O；普通铁丝明显生锈；强；⑶水沿b导管进入U形管内；⑷刷漆（合理即可）。
【解析】⑴氧气的验满，通常利用的是氧气的助燃性。根据图示，检验U形管内充满O2的方法是：将干燥的从导管a通入U形管，然后将带火星木条放到b导管口，如木条复燃，则U形管内已充满O2；⑵①处普通铁丝只与氧气接触，并保持干燥，一段时间后，没有明显变化，说明铁生锈不可缺水，所以铁制品锈蚀的条件之一是需要有H2O；②处的普通铁丝与氧气和水分同时接触，明显生锈，所以②处观察到的现象是普通铁丝明显生锈；③处的纯铁丝同样与氧气和水分同时接触，但没有明显变化，纯铁丝没有生锈，说明纯铁丝的抗腐蚀性能较强；故答案为：H2O；普通铁丝明显生锈；强；⑶当U形管内有铁丝明显生锈后，消耗了装置内的氧气，使U形管内压小于外界气压，如将b导管插入水中，打开止水夹，会观察到水沿b导管进入U形管内；故答案为：水沿b导管进入U形管内；⑷防止铁制品锈蚀的原理为隔绝氧气或隔离水，常用方法有使铁制品保持干燥、刷漆、涂油膜、做成合金、电镀等，故答案为：刷漆（合理即可）。故答案为：⑴将带火星木条放到b导管口，如木条复燃，则U形管内已充满O2；⑵H2O；普通铁丝明显生锈；强；⑶水沿b导管进入U形管内；⑷刷漆（合理即可）。
14．（2021北京市陈经纶中学分校三摸）为了探究铁钉锈蚀的条件，某同学设计了如图实验，请回答下列问题：
（1）实验前，必须将铁钉打磨光亮的原因是 。
（2）如图所示③实验中，棉花和氯化钙的作用是 。
（3）如图所示①实验中，最易生锈的部位是 。
（4）对比如图所示中的①和②，得出的实验结论：铁生锈需与 接触。对比如图中的①和
③，得出的实验结论：铁生锈需与 接触。
（5）为探究盐溶液铁钉锈蚀的影响，对比如图所示中的①和④，得出实验结论为 。
（6）铁锈的主要成分是 （填化学式），铁生锈属于 （填“物理”或“化学”）变化。
【答案】（1）除去铁钉表面的污物或氧化物；（2）用作干燥剂；（3）乙；（4）氧气；水；（5）食盐水能够加快铁钉的锈蚀速率；（6）Fe2O3；化学
【解析】（1）实验前，必须将铁钉打磨光亮是为了除去铁钉表面的污物或氧化物；（2）棉花和氯化钙能够吸水，所以用作干燥剂；（3）因为铁钉与氧气和水同时接触的部位最容易生锈，且①实验中乙部位的铁钉与氧气和水同时接触，所以①实验中，最易生锈的部位是乙；（4）①和②相比的区别是：铁钉是否和氧气接触，所以对比如图所示中的①和②，得出的实验结论是：铁生锈需与氧气接触；①和③相比的区别是：铁钉是否和水接触，所以对比如图所示中的①和③，得出的实验结论是：铁生锈需与水接触；（5）①和④的区别是：与铁钉接触的是蒸馏水还是食盐水，所以对比如图所示中的①和④，得出实验结论为：食盐水能够加快铁钉的锈蚀速率；（6）铁生锈是铁发生缓慢氧化反应生成三氧化二铁，所以铁锈的主要成分是三氧化二铁，即Fe2O3；有新物质生成的变化是化学变化，因为铁生锈时有铁锈这种新物质生成，所以属于化学变化。故答案为：（1）除去铁钉表面的污物或氧化物；（2）用作干燥剂；（3）乙；（4）氧气；水；（5）食盐水能够加快铁钉的锈蚀速率；（6）Fe2O3；化学。
15．（2021广州市天河区惠经实验学校二模）课本实验中，铁生锈需要较长的时间，某实验小组设计如下实验：
(1)写出甲试管中发生反应的化学方程式 ；
(2)4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与和__ _有关；
(3)B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是 ；
(4)请写出日常生活中防止铁生锈的一种措施 。
【答案】（1）2H2O22H2O＋O2↑；（2）H2O和O2；（3）氧气的浓度；（4）涂油（合理即可）
【解析】 (1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气；故填：2H2O22H2O＋O2↑；(2)实验现象说明铁生锈主要与水和氧气有关;故填：H2O和O2； (3)B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度，氧气浓度越大，铁生锈速度越快；故填：氧气的浓度；(4)在生活中可以在铁制品的表面刷漆、涂油等隔绝铁与氧气、水的接触从而防锈，故填：涂油。故答案为：（1）2H2O22H2O＋O2↑；（2）H2O和O2；（3）氧气的浓度；（4）涂油（合理即可）。
[方法指导]
掌握金属生锈的条件和保护金属资源的途径是解答此类题的关键，
(1)铁生锈的条件是与O2、水同时接触；
(2)铜锈蚀是由于铜与氧气、水、二氧化碳反应，生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，即铜绿；
(3)金属的保护与金属锈蚀条件相结合，破坏金属的锈蚀条件，就能达到保护金属资源的目的。

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