7实验探究铁生锈的条件.docx
《7实验探究铁生锈的条件.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《7实验探究铁生锈的条件.docx(8页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
7实验探究铁生锈的条件
7实验:
探究铁生锈的条件
专题:
探究铁生锈的条件
探究铁生锈条件是考试热点之一。
在课本实验的基础上进行拓展和创新已成为新的中考命题趋势。
【知识点睛】
1实验探究
实验装置
实验现象
几天后观察,A试管中铁钉生锈,在水面附近锈蚀严重,B、C试管中的铁钉没有生锈。
实验分析
A试管中的铁钉同时跟水、氧气接触而生锈;B试管中的铁钉只与水接触不生锈;C试管中铁钉只与干燥的氧气接触不生锈。
实验结论
铁生锈的主要条件是与水和氧气同时接触。
2铁生锈的实质和影响因素
①探究铁生锈的条件时采用经煮沸后迅速冷却的蒸馏水,目的是赶走水中溶解的氧气;再加上植物油来隔绝氧气。
②环境中的某些物质会加快铁的锈蚀,如与食盐溶液接触的铁制品比不接触的铁制品生锈更快。
③铁生锈的过程,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程(缓慢氧化)。
反应过程相当复杂,最终生成物铁锈是一种混合物。
铁锈(主要成分:
)为红棕色,表面疏松多孔,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等接触,最终导致铁全部被锈蚀。
【例题精讲】
例1为了探究金属铁生锈的条件,有同学设计并进行了如图所示4组实验,将相同规格光亮的铁钉同时放入下列装置中进行实验,试回答下列问题:
(1)一段时间后,铁钉无变化的是________________(填写字母,下同);
(2)整个过程中铁钉表面没有铁锈出现,但质量发生变化的是__________;
(3)同时结束实验后,将铁钉取出烘干、称重,其质量由大到小的顺序为_______;
(4)要探究铁生锈的条件,上述实验还不够完善,还需要补充的一个实验是______.
☞解析
☞答案:
:
(1)D;
(2)A;(3)CBDA;(4)将铁钉置于干燥空气中
例2铜片在潮湿的空气中久置,表面会产生绿色的铜锈。
某小组同学设计并进行实验,探究铜生锈的条件。
【猜想与假设】常温下,铜生锈可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【进行实验】通过控制与铜片接触的物质,利用右图装置(铜片长
8cm,宽1cm,试管容积为20mL),分别进行下列7个实验,并持续观察30天。
编号
主要实验操作
实验现象
1
充满纯净的O2
铜片均无明显变化
2
充满纯净的CO2
3
充满经煮沸并迅速冷却的蒸馏水
4
加入蒸馏水5mL(液面未浸没铜片),再充满O2
5
加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水5mL,再充满CO2
6
充入10mLO2,再充入10mLCO2
7
加入蒸馏水5ml,再依次充入10mLCO2和10mLO2
铜片生锈,且水面附近锈蚀最严重
【解释与结论】
(1)实验3中,要使用经煮沸并迅速冷却的蒸馏水,原因是___________________。
(2)实验5的目的是______________________________。
(3)通过上述实验,得出铜生锈的条件是_________________________________。
【反思与评价】
(4)请写出一种防止铜制品锈蚀的方法_________________________。
(5)查阅资料可知,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3。
由此,你认为上述实验中只需进行实验____________(填实验编号),就可探究出铜生锈条件,理由是____________________________________________。
(6)与以上进行的实验对比,你认为铜片在通常状况的空气中,生锈非常缓慢的原因可能是______________________________________。
☞解析
☞答案:
(1)除去水中溶解的氧气
(2)探究铜生锈是否是H2O与CO2共同作用的结果(其他答案合理给分)
(3)需O2、CO2、水蒸气同时存在(4)涂油(其他答案合理给分)
(5)5和7碱式碳酸铜的化学式中含有碳、氢元素,由元素守恒可知,铜生锈的过程中一定有CO2与H2O参加反应,故只需要进行实验5和7即可知道铜生锈条件是否需要O2的参加。
(6)空气中O2、CO2、水蒸气的含量较低
【练习】
1某同学为了探究铁钉生锈条件,设计了如下实验。
序号
①
②
③
④
实验内容
实验现象
铁钉无明显变化
铁钉生锈
铁钉无明显变化
铁钉生锈,U型管左侧液面上升,右侧液面下降
(1)通过实验①、②对比得出的结论是_________________________。
(2)增加实验③的目的是_____________________。
(3)实验④中,导致“U型管左侧液面上升,右侧液面下降”的原因是___________________。
2铜片在空气中久置表面会变绿。
某小组同学设计并进行实验,探究铜变绿的条件。
【查阅资料】
(1)铜绿的成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],碱式碳酸铜能够与盐酸反应。
(2)浓硫酸具有吸水性,可以作为一些气体的干燥剂。
【猜想与假设】常温下,铜片变绿可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【进行实验】利用下图1装置分别制取并收集气体于试管中,制取气体原理及收集气体等操作见下表。
将收集好的气体,用图2所示装置进行4个实验,通过控制与铜片接触的物质,进行实验并持续观察实验现象。
编号
主要实验操作
实验现象
1
甲中盛有过氧化氢溶液和二氧化锰,收集一试管气体
铜片始终无明显变化
2
甲中盛有大理石和稀盐酸,收集一试管气体
铜片始终无明显变化
3
甲处先用过氧化氢溶液和二氧化锰反应收集半试管气体,再换盛有大理石和稀盐酸的装置,继续收集至一试管气体
一段时间后铜片变绿
4
甲处先用过氧化氢溶液和二氧化锰反应收集半试管气体,再换盛有大理石和稀盐酸的装置,继续收集至一试管气体,并向试管中加入适量浓硫酸
铜片始终无明显变化
【解释与结论】
(1)实验1的目的是验证_______________________。
(2)实验2制取气体反应的化学方程式为_______________________。
(3)得出“铜片变绿一定与O2有关”的结论,依据的两个实验是_________(填编号)。
(4)实验4中,试管内的气体主要含有__________________。
(5)上述实验可推知,铜片变绿的条件是__________________。
【讨论与交流】
(6)同学们猜想碱式碳酸铜与盐酸反应有二氧化碳生成,证明此猜想所需试剂是_________。
3.镁条在空气中久置表面会变黑,某小组同学设计并进行实验,探究镁条变黑的条件.
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应.
【猜想与假设】常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关
【进行实验】通过控制与镁条接触的物质,利用如图装置(镁条长度为3cm,试管容积为20mL),分别进行下列5个实验,并持续观察20天.
【解释与结论】
(1)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是____________________(用化学方程式表示)
(2)实验1的目的是______________________________
(3)实验3中,试管内的气体主要含有CO2、____________________.
(4)得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论,依据的两个实验是_____________(填编号)
(5)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是_________________.
【反思与评价】
(6)在猜想与假设时,同学们认为镁条变黑与N2无关,其理由是_______________
(7)欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐,所需要的试剂是__________________.
答案:
1.
(1)水是铁钉生锈的条件之一
(2)探究氧气是否为铁钉生锈的条件之一
(3)铁钉生锈,消耗氧气,使试管中气体压强低于大气压,导致U型管左侧液面上升,右侧液面下降
2.
(1)只与氧气和水接触,铜片不生锈
(2)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(3)2和3
(4)氧气和二氧化碳
(5)O2、CO2、水蒸气同时存在
(6)澄清石灰水
3.
(1)CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O;
(2)检验只用氧气是否会使镁条变黑;(3)氧气、氮气;(4)2、5;(5)水、二氧化碳、氧气;(6)氮气的化学性质不活泼,很难与其它物质反应;(7)稀盐酸和澄清的石灰水.