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（15）探究铁生锈的条件——2025年中考化学教材基础实验对点训练
1.如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是( )
A.甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中，导管内上升一段水柱
2.实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下所示。下列分析不正确的是( )
实验装置 序号 其他试剂 200s时的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0g食盐 8%
A.②③中含量减少表明铁已锈蚀
B.①②证明水对铁锈蚀有影响
C.②③证明食盐能加快铁锈蚀
D.①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
3.某同学根据铜锈的主要成分[]作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳，为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.甲和丁 D.乙和丁
4.小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是( )
A.乙试管中植物油的作用是隔绝氧气
B.只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C.乙、丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D.实验所用的蒸馏水需要经过煮沸，除去水中溶解的氧气
5.如图是探究铁钉锈蚀条件的3个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是( )
A.比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是乙
B.对比②③说明铁生锈需要水和空气
C.②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂
D.④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀
6.为了探究铁制品锈蚀的条件，小明用普通铁钉、纯铁钉同时进行下图的四组实验，一段时间后只在实验Ⅰ中观察到了红褐色锈斑，其他均无明显变化。下列说法错误的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ说明铁制品锈蚀需要
B.Ⅰ和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要
C.Ⅰ和Ⅳ说明和同时存在，铁制品不一定发生锈蚀
D.Ⅲ和Ⅳ说明铁制品锈蚀跟铁制品内部结构有关
7.为探究铁生锈的条件，结合如图，下列分析及推断，不正确的是( )
A.该实验应使用光亮的铁钉和蒸馏水
B.试管B应加入煮沸后迅速冷却的蒸馏水
C.试管B中植物油可用汽油代替
D.对比试管A和C内铁钉生锈的情况，可推知铁生锈的条件之一是：需要与水接触
8.用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是( )
A.将空气通过A处溶液，目的是除去空气中的
B.若没有C处氢氧化钠固体，一个月后B处铜丝可能会生锈
C.在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈
D.铜生锈可能与空气中的和有关
9.将5.0 g铁粉、0.1 g碳粉、10滴水、1.0 g氯化钠放入密闭容器中，进行铁生锈中温度（实线）和湿度（虚线）变化实验，测绘图如下。下列说法错误的是( )
A.密闭容器中一定存在空气（或氧气）
B.在实验研究范围内，随着反应的进行，温度逐渐升高
C.实验证明氯化钠能加快铁的生锈
D.该原理可用于加热加湿日用产品的生产
10.某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种浸泡液中的锈蚀实验，相关数据如下图表所示。下列说法错误的是( )
编号 实验装置 浸泡液 溶液pH
① 5
② 5
③ NaCl 7
④ 7
A.曲线先陡后平说明铁钉锈蚀速率由快到慢
B.铁钉锈蚀生成物主要成分是
C.溶液中的氯离子可能是铁钉锈蚀反应的促进因素
D.在不同浸泡液中，铁钉的平均锈蚀速率：酸性溶液>中性溶液
11.某化学小组为定量探究铁的锈蚀设计了如图1所示装置进行实验：检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶中，时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一支装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，装置内温度和压强的变化分别如图2和图3所示，则下列说法不正确的是( )
A.图2中后反应未停止温度却开始降低，原因是铁生锈放出的热量小于装置散失的热量
B.图3中对比AB段和BC段说明加氯化钠溶液前，铁锈蚀较慢
C.图3中时刻后压强突然变大是因为铁锈蚀消耗氧气，装置内压强减小，注射器内稀盐酸被吸入烧瓶，然后反应产生较多氢气
D.图2中时刻只发生反应：
12.我国高铁创造的中国速度令世界瞩目，学习小组对高铁建设中的钢铁锈蚀展开了探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。
【查阅资料】炭粉可加快铁的锈蚀，不与盐酸反应。
【设计实验】实验探究铁生锈的条件及影响因素。
实验1：小组同学设计下图实验1，一段时间后观察到C中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显变化。
实验2：为进一步探究影响铁生锈速率的因素，小组同学设计上图实验2，利用传感器监测该过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如表所示：
序号 其他试剂 初始时氧气浓度/% 200 s时氧气浓度/%
水/滴 食盐质量/g 稀醋酸/滴
① 0 0 0 20.8 20.8
② 10 0 0 20.8 15.2
③ 10 0 5 20.8 12.7
④ 10 1.0 0 20.8 8.0
（1）由实验1能得出“与水接触是铁生锈的条件之一”的结论，依据的现象是___________。
（2）实验1中设计B试管实验的目的是创设________的实验条件。
（3）实验2的①中200 s时氧气浓度没有发生变化的原因是________________。
（4）由实验2得出“食盐能加速铁生锈”的结论，依据的实验是________（填序号）。
（5）实验2中，设计②③的目的是________________。
13.某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】
（1）氯化钙固体可作干燥剂。
（2）一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。
（3）常温常压，氢气密度是。
【设计与实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表1。
（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的____________发生化学反应。
（2）对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与______有关。
（3）铁锈蚀后应及时除锈的原因是__________________。写出除铁锈的化学方程式：_______________。
试管 一周后现象
A 铁钉表面有一层铁锈
B 铁钉表面无明显变化
C 铁钉表面无明显变化
D 铁钉表面有较厚铁锈
表1
实验二：定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。
（4）据图3，时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是__________________。
（5）据图4，对比AB段和BC段说明_____________，分析时刻压强突然变大的原因是_____________。
实验三：测定铁锈含量
将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥，得固体，连接图5装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。
（6）完全反应后，常温常压下测得生成气体体积为，则该固体中铁锈质量分数表达式为__________。
（7）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是____________________，解决方法是____________________。
【反思与评价】
（8）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是______________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：甲中的植物油中没有溶解氧气，且植物油把空气与下面的水隔离，乙中铁钉生锈消耗了一部分氧气，故甲、乙中气体含氧气的体积分数不等；甲中植物油内的铁钉不与氧气、水接触，不会锈蚀；乙中水下的铁钉与氧气接触很少，不易锈蚀，水面部分锈蚀最严重；铁生锈会消耗氧气，使瓶内的压强变小，丙中水会沿导管上升。
2.答案：D
解析：②③实验中显示氧气的含量都减少，说明发生了反应，即铁生锈了；①中使用干燥剂，没有水参与，氧气没有减少，没有生锈，②中加入水后氧气减少，说明生锈了，故实验①②对比说明铁生锈与水有关；②中有水，氧气减少，说明生锈了，③中有水和食盐，氧气减少得更多，说明铁生锈得更厉害，故②③对比说明食盐能加快铁锈蚀；实验①②③中都含有炭粉，无法证明炭粉对铁锈蚀有影响。
3.答案：C
解析：根据控制变量法，若想证明铜生锈的条件除有氧气和水外，还必须有，则需一个实验中铜与氧气、水、二氧化碳同时接触，为甲，另一个实验中铜只与氧气、水同时接触，为丁。故选C。
4.答案：C
解析：乙试管中植物油的作用是隔绝氧气，A正确；实验中，甲试管中的铁钉与氧气、水同时接触，发生了锈蚀，乙试管中的铁钉只与水接触，没有锈蚀，丙试管中的铁钉只与氧气接触，没有锈蚀，B正确；由以上分析可知，乙、丙两支试管中的铁钉都没有锈蚀，不能说明铁生锈需要水，且变量为两个，无法作对比，C错误；实验中使用的蒸馏水需要将其中溶解的氧气除去，防止对实验造成干扰，故需要将其煮沸，D正确。
5.答案：B
解析：A、铁与氧气、水共存时最易生锈，所以①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，乙处铁与水和氧气接触最充分，故A说法正确；B、②铁只与水接触，不生锈，③铁只与氧气接触，不生锈，则对比②③，不能说明铁生锈需要水和空气，故B说法错误；C、②中植物油的作用是隔绝空气，氯化钙具有吸水性，③中氯化钙的作用是作干燥剂，故C说法正确；D、④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀，故D说法正确；故选：B。
6.答案：D
解析：A项，控制变量法，除氧气外其他条件相同，能达到目的，正确；B项，控制变量法，除水外其他条件相同，能达到目的，正确；C项，控制变量法，除铁钉不同外其他条件相同，能达到目的，正确；D项，铁钉不同，有无水条件不同，不能说明铁制品锈蚀跟铁制品内部结构有关，错误。
7.答案：C
解析：A、该实验应使用光亮的铁钉和蒸馏水，防止铁钉表面有铁锈，影响实验，故选项说法正确。B、气体的溶解度随温度的升高而减小，试管B应加入煮沸后迅速冷却的蒸馏水，可除去水中的溶解氧，故选项说法正确。C、汽油具有挥发性，试管B中的植物油不可用汽油代替，故选项说法错误。D、试管A中铁钉与氧气和水接触，生锈，试管C中铁钉只与氧气接触，不生锈，说明铁生锈需要与水接触，故选项说法正确。故选：C。
8.答案：C
解析：A、图中实验，氢氧化钠溶液能除去空气中的二氧化碳，说法正确，不符合题意；
B、氢氧化钠固体可以吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，若没有C处氢氧化钠固体，空气中二氧化碳、水蒸气会进入B中，铜在潮湿环境下和空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳共同作用生成铜锈，故一个月后B处铜丝可能会生锈，说法正确，不符合题意；
C、由实验可知，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，说法错误，符合题意；
D、图中实验，氢氧化钠溶液能除去空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜生锈可能与空气中的和有关，说法正确，不符合题意。
故选：C。
9.答案：C
解析：本题考查铁生锈实验。铁在潮湿、有氧气存在的条件下会发生锈蚀。容器中铁发生了锈蚀，故密闭容器中一定存在空气（或氧气），A正确；从图示看出，随着时间的延长，容器内温度逐渐升高，B正确；该实验没有设计对比实验，无法证明氯化钠能加快铁的生锈速率，C错误；从图示看出，随着时间的延长，容器内温度、湿度逐新增加，故其原理可用于加热加湿日用产品的生产，D正确。
10.答案：B
解析：A、曲线反应的是氧气的体积分数随时间的变化，铁钉锈蚀消耗氧气，曲线先陡后平说明铁钉锈蚀速率由快到慢，该选项正确；
B、铁钉锈蚀生成物主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3，该选项不正确；
C、溶液中的氯离子可能是铁钉锈蚀反应的促进因素，是因为浸泡液是氯化铵溶液、氯化钠溶液时，比利用硫酸钠溶液、硫酸铵溶液时氧气的体积分数小，即利用氯化铵溶液、氯化钠溶液生锈速率较快，进一步说明氯离子能够促进铁生锈，该选项正确；
D、硫酸钠溶液和氯化钠溶液的pH为7，都是显中性溶液，氯化铵溶液和硫酸铵溶液的pH为5＜7，都是显酸性溶液，结合产生气体体积分数可知，在不同浸泡液中，在酸性溶液中的氧气体积分数比中性溶液中小，故可得出在不同浸泡液中，铁钉的平均锈蚀速率是酸性溶液>中性溶液，该选项正确；
故选：B。
11.答案：D
解析：后烧瓶中氧气含量降低，铁生锈反应的速率降低，故图2中后反应未停止温度却开始降低，是因为铁生锈放出的热量小于装置散失的热量，A正确；压强减小的速率AB段比BC段小，说明在AB段消耗氧气的速度慢，说明铁锈蚀较慢，B正确；当铁将烧瓶内的氧气消耗到一定程度，压强减小到一定程度，大气压将注射器中的稀盐酸压入烧瓶，盐酸和铁反应生成大量氢气，压强变大，C正确；图2中时刻压强突然变大，是因为盐酸和铁反应生成大量氢气，故发生的反应为、，D不正确。
12.答案：（1）试管A中铁钉不生锈，试管C中铁钉生锈
（2）没有氧气
（3）铁粉没有与水接触，不能生锈
（4）②④
（5）探究稀醋酸能否加速铁生锈
解析：（1）试管A中铁钉只与空气接触不生锈，试管C中铁钉与水、空气同时接触生锈，说明铁生锈时需要与水接触。
（2）试管B中的铁钉没有与氧气接触，不生锈，用来与试管C对比，得出铁生锈需要与氧接触。
（3）①中铁粉没有与水接触，不能生锈，不消耗氧气，200 s时氧气浓度没有发生变化。
（4）②中没有食盐、④中有食盐，其他条件都相同，④中200 s时氧气浓度更少，说明食盐能加快铁生锈。
（5）②中没有稀醋酸，③中有稀醋酸，其他条件相同，目的是探究稀醋酸能否加速铁生锈。
13.答案：（1）氧气、水（或）
（2）氯化钠（或NaCl）
（3）铁锈疏松多孔，不仅不能阻止铁与氧气、水接触，还会把氧气和水分保留在铁的表面，进一步加速铁的锈蚀；
[或]
（4）铁生锈放出的热量小于装置散失的热量
（5）氯化钠溶液可以加快铁粉的锈蚀注射器内稀盐酸被吸入烧瓶，铁与稀盐酸反应产生较多氢气
（6）
（7）氢气未干燥，含有水蒸气在乙、丙装置间加一个干燥装置
（8）使用了铁粉且加入了碳粉，加快了铁锈蚀的速率
解析：（1）A中铁钉与氧气、水同时接触而生锈，B中铁钉只与水接触，不生锈，C中铁钉只与氧气接触，不生锈，对比A、B、C试管中的实验现象可知，铁锈蚀主要是与空气中的氧气、水发生化学反应。
（2）A中是无氧蒸馏水，D中是无氧蒸馏水配制的饱和氯化钠溶液，其他条件均相同，一周后，D中铁钉锈蚀比A中严重，说明铁锈蚀与氯化钠有关。
（3）略。
（4）铁生锈放出热量，随着反应物的减少，铁生锈速率减慢，放出的热量少，而装置散失的热量多，导致温度开始降低。
（5）由图4可知，AB段装置内压强减小较慢，BC段装置内压强减小较快，说明AB段铁生锈速率较慢，BC段铁生锈速率较快，因此对比AB段和BC段说明氯化钠溶液可以加快铁粉的锈蚀。铁锈蚀消耗氧气，装置内压强减小，注射器内稀盐酸被吸入烧瓶，铁与稀盐酸反应产生较多氢气，使瓶内的压强突然增大。
（6）铁与稀盐酸反应生成氢气的质量为，设铁的质量为x。
该固体中铁锈的质量分数为。

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