1、教材上的科学探究：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 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。 环境中的某些物质会加快铁的锈
2、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。 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： 23 2eO OF nH ） 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
3、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
4、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 10mL CO2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 _
5、。 【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
6、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 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 、 对比得出的结论是 _。 （ 2）增加实验 的目的是 _。 （ 3） 实验 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
7、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
8、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
9、）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、
10、_ （ 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+2NaOHNa2CO3+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
