初中化学沪教版（2024）九年级上册（2024）金属防护和废旧金属回收课时训练

这是一份初中化学沪教版（2024）九年级上册（2024）金属防护和废旧金属回收课时训练，共8页。试卷主要包含了铁在密闭容器里生锈引起气压变化，实验拓展，87%，防止钢铁锈蚀的原理，7%，0mL等内容，欢迎下载使用。
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
钢铁的锈蚀与防护
钢铁的锈蚀
(1)钢铁锈蚀的条件：铁与水和氧气接触。有酸或盐存在时会加速金属锈蚀。
钢铁锈蚀发生的是缓慢氧化。铁锈的主要成分为Fe2O3
(2)控制变量法探究钢铁锈蚀的条件
控制变量法：把多因素问题变成多个单因素，每次只改变一个因素
◇植物油的作用是隔绝空气（或氧气）；
◇将蒸馏水煮沸的目的是除去水中的氧气；
◇实验开始前，需用砂纸打磨铁钉的表面，其目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。
◇实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水，从而排除氧气的干扰。
◇防止铁制品锈蚀的原理是隔绝氧气或隔绝水。
(3)铁在密闭容器里生锈引起气压变化
在密闭容器里,铁生锈消耗氧气,冷却到室温后,引起密闭容器内气压减小。 根据此原理可用来测定空气中氧气的含量。
图 1 图 2
如图所示,一段时间后,图1中试管内液面上升，图2中U形管中液面左高右低。
防止钢铁锈蚀的方法
①保持铁制品的洁净和干燥。
②铁制品表面覆盖保护层，如涂油、刷油漆、烧制搪瓷、镀一层金属如铬、烤蓝（在金属表面生成一层致密的氧化膜）。
③改变其内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。
金属资源保护
保护金属资源的重要性
①金属资源是有限的。
②废旧金属的随意丢弃，不仅会造成资源浪费，还会造成_。
保护金属资源的有效途径
①防止金属锈蚀。
②废旧金属回收利用。
③有计划、合理地 开采矿物，严禁乱采滥挖。
④寻找金属的代用品。日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。
1. 根据铁锈蚀的条件判断，下列情况中，铁钉最容易生锈的是
A．B．
C．D．
2．下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是
A．涂油B．喷漆
C．埋在潮湿的土壤中D．镀一层耐腐蚀的金属
3．世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的20%~40%。下列做法不能有效防止钢铁生锈的是
A．表面刷漆B．清洗锈迹C．制成不锈钢D．镀耐腐蚀的铬
4．如图是探究铁锈蚀实验装置图。
(1)实验一段时间后观察到右侧导管内 。
(2)用铁粉代替细铁丝进行实验，在较短时间就观察到(1)中现象，原因是 。
5．某化学小组对钢铁制品锈蚀的条件进行了探究，设计了如图所示的实验，据此回答下列有关问题：

(1)三天后，观察到序号为 的试管中的铁钉明显生锈。
(2)②中植物油的作用是： 。
(3)对照实验①和③，可知铁锈蚀的条件是： 。
6．同学们进行了下列实验来探究铁锈蚀的条件。
(1)一段时间后，能观察到铁钉锈蚀的是试管 （填序号，下同）。
(2)对比试管 中的现象，说明铁钉锈蚀需要与氧气接触；对比试管①③中的现象，说明铁钉锈蚀需要与 接触。
►问题一 探究钢铁锈蚀的条件
【典例1-1】（2024·四川成都·二模）某同学为了探究生锈的条件，做了以下实验，一周后观察。下列说法错误的是
A．①中甲、乙、丙三处中生锈的只有乙处
B．②中植物油的作用是隔绝空气
C．③中氯化钙的作用是作干燥剂
D．对比①②③实验可充分得出铁生锈的条件是与氧气、水同时接触
【解题必备】
1.铁生锈：
（1）铁生锈是铁与氧气、水分子发生化学反应的结果
（2）铁生锈需要氧气和水同时存在，干燥空气和植物油可以防止铁生锈
（3）铁锈是一种松脆多孔的物质，不能保护里层的铁不被锈蚀，因此应采取有效措施防止铁生锈。
2.铁在密闭容器里生锈引起气压变化
在密闭容器里,铁生锈消耗氧气,冷却到室温后,引起密闭容器内气压减小。 根据此原理可用来测定空气中氧气的含量。
图 1 图 2
如图所示,一段时间后,图1中试管内液面上升，图2中U形管中液面左高右低。
3.实验拓展
（1）探究不同湿度、温度对铁生锈速度的影响。
（2）研究不同涂层对铁生锈的防护效果
（3）分析铁锈对钢铁制品性能的影响。
(2)控制变量法探究钢铁锈蚀的条件
【变式1-1】（2024·福建福州·三模）“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法，为了检验铁生锈的条件，进行了如图（略去其中的夹持装置）所示三个对比实验。一段时间后，①中铁丝发生锈蚀且试管中液面上升，②和③中均无明显变化，以下得出的结论不正确的是
A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D．对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加
【变式1-2】（2024·广西南宁·模拟预测）某同学进行探究铁钉锈蚀条件的实验（如图），一段时间后观察现象。下列说法错误的是
A．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
B．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂
C．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
D．①②对比说明铁生锈需要氧气，①③对比说明铁生锈需要水
【变式1-3】（23-24九年级下·山东枣庄·期中）用下图装置测定空气中氧气的含量。量筒中先装入一定量的水，再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(有效容积345mL)旋紧瓶盖放入其中，观察瓶子不再变瘪，记录反应前后数据如图所示。下列说法不正确的是
A．矿泉水瓶需气密性好
B．实验原理为铁生锈消耗氧气，使瓶内压强减小
C．实验测得氧气体积分数约为20.87%
D．铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大
►问题二 钢铁的防护
【典例2-1】（2024·安徽池州·模拟预测）世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的。下列防止铁生锈的方法错误的是
A．在铁护栏表面涂上一层油漆
B．菜刀用后洗净擦干
C．用带油的布直接擦被雨水淋湿的自行车
D．水龙头表面镀铬
【典例2-2】（2023·山东青岛·中考真题）防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其它三种方法原理不同的是
A．表面涂油B．表面刷漆C．覆盖塑料D．制成合金
【解题必备】
1.铁锈的成分及特点
（1）铁锈的主要成分是氧化铁（Fe2O3）（红色）
（2）铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触，还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速锈蚀。因此，当钢铁制品表面生锈时，应及时除锈并做防锈处理。
2.常用的除锈方法
3.金属锈蚀的危害
金属锈蚀会造成资源和能源的严重浪费。据不完全统计，世界各国每年因金属锈蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的3%～5%，全世界每年因钢铁锈蚀造成的损失约为6万亿元。
4.防止钢铁锈蚀的原理
破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝氧气或水（只要破坏其中一个条件，铁就不能生锈）。
【变式2-1】（2024·湖南长沙·一模）金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是
A．人们使用的金属材料全部是纯金属B．切完菜后将菜刀及时清洗干净并擦干
C．所有的金属都能与氧气反应D．金属锈蚀后没有回收价值
【变式2-2】（2024·山东临沂·三模）2024年1月1日，国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”正式开启商业首航。邮轮的建造使用了大量铜、不锈钢、铜镍合金等多种金属材料。下列有关叙述错误的是
A．合金中一定含有金属元素
B．生铁和钢是含碳量不同的铁合金
C．纯金属的抗腐蚀性能一般比它们组成的合金更好
D．为避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌金属锌
【变式2-3】（2024·山东滨州·中考真题）下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是
A．经常用食盐水清洗铁制品B．保持铁制品表面清洁干燥
C．在铁制品表面涂油漆D．在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
►问题三 废金属的回收利用
【典例3-1】（2024·西藏·中考真题）青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是
A．将铁制品放在潮湿的空气里
B．在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C．废旧金属回收利用可以节约金属资源
D．有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
【解题必备】
1.金属锈蚀的危害
金属锈蚀会造成资源和能源的严重浪费。据不完全统计，世界各国每年因金属锈蚀所造成的经济损失约占国民生产总值的3%～5%，全世界每年因钢铁锈蚀造成的损失约为6万亿元。
2.防止钢铁锈蚀的原理
破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝氧气或水（只要破坏其中一个条件，铁就不能生锈）。
【变式3-1】（2024·辽宁·中考真题）下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A．铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀B．将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C．锈蚀的铁制品没有任何利用价值D．铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
【变式3-2】（23-24九年级上·福建莆田·期末）下列能有效保护钛金属资源的措施是 (填字母)。
A．回收利用废旧钛金属制品 B．任意开采钛金属矿石
C．钛金属抗腐蚀性能好，可随意堆放储存 D．寻找、开发钛金属的代替品
一、选择题
1．（23-24九年级上·河南郑州·期末）学生为探究铁生锈的主要条件是与空气和水同时接触，设计了如下实验。其中多余的实验是
A．B．C．D．
2．（23-24九年级上·山东淄博·期末）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相等
B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C．乙中，铁钉与水面接触的部位锈蚀最严重
D．丙中，导管内会上升一段水柱
3．（23-24九年级上·河北承德·期末）下列四个探究实例：①探究燃烧的条件②探究空气中氧气的含量③探究影响催化剂的催化效果的因素④探究铁的锈蚀条件。其中主要研究方法相同的是
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
4．（23-24九年级上·河北沧州·期末）钢铁生锈会造成安全隐患和经济损失。下列做法不能防止铁生锈的是
A．将使用后的菜刀用布擦干B．在钢铁制品的表面刷上油漆
C．常用自来水冲洗自行车上的灰尘D．医用手术器械使用不锈钢生产
5．某品牌蒸气眼罩中含有铁粉、氯化钠、活性炭，使用时铁粉接触空气中的氧气和水蒸气产生热量。下列有关分析错误的是
A．部分固体变为红棕色B．铁粉发生还原反应
C．氯化钠可加速放热D．未使用时应密封防潮
6．（23-24九年级上·福建龙岩·期末）下列关于钢铁制品，认识正确的是
A．钢铁中不含非金属元素B．回收废旧钢铁制品，有利于保护金属资源
C．钢铁的硬度比纯铁的硬度小D．为防止钢铁锈蚀，用洗涤剂把铁制品表面的油膜洗净
7．（2023九年级下·湖南湘西·竞赛）2022年10月12日，“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲在中国空间站给青少年带来“天宫课堂”第三课，面向全球进行现场直播。空间站的建设过程中使用了大量的金属材料，下列有关金属材料的说法不正确的是
A．合金属于金属材料B．铁在干燥的环境中容易生锈
C．不锈钢(铁合金)的抗腐蚀性比纯铁好D．金属的回收利用既保护环境，又节约了金属资源
二、填空与简答
8．（24-25九年级上·黑龙江绥化·阶段练习）铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究：
(1)探锈
现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验：
①A中玻璃仪器的名称是 。
②用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”的目的是 。
(2)除锈
取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁锈消失，铁钉表面开始有少量气泡产生。产生气泡的原因是 (用化学方程式表示)。
9．（2024·河北邯郸·二模）根据如图所示的实验回答问题。
(1)甲为实验室制备二氧化碳的发生装置。仪器a的名称是 ；将产生的气体通入澄清石灰水中一直没观察到浑浊现象，其原因可能是 。
(2)乙为探究铁钉锈蚀条件的实验，蒸馏水需煮沸并迅速冷却，煮沸的目的是 。B中植物油的作用是 。几天后观察，能证明铁钉锈蚀与水有关的现象是 。
10．（2024·吉林长春·三模）结合下列有关铁的实验，回答有关问题。
(1)铁丝在氧气中燃烧的实验：点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴将要燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶中，观察现象。这根火柴的作用是 ；为了防止集气瓶底炸裂，应采取的方法是 。
(2)如图是探究铁钉锈蚀条件的实验：
①适合放在B中作干燥剂的是 。
A．浓硫酸 B．生石灰 C．NaOH固体
②一段时间后，A中铁钉没有锈蚀，而C中铁钉锈蚀，A的作用是 。
11．（2024·海南省直辖县级单位·二模）小组同学利用手持数据采集器测定铁钉与浓度相等的不同溶液接触，铁钉生锈时氧气浓度的变化，装置及数据如下图所示。(已知氯化铵溶液显酸性)

(1)由图可知，接触后能使铁钉更容易生锈的是 溶液，你的依据是 ；
(2)图中三条曲线都是“先陡后缓”,通过分析可得出的结论是 。
12．（2024·江苏无锡·二模）某学习小组设计了如图所示实验（夹持装置省略），探究铁的锈蚀条件。
(1)检查装置气密性：连接好装置，关闭分液漏斗活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是 。
(2)甲装置内发生反应的化学方程式为 。
(3)一段时间后观察到，A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮，实验现象 ，可得出铁生锈与水有关，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)判断下列说法，正确的是 。
a.铁生锈是与氧气和水发生反应
b.以上装置只能探究铁生锈与水有关
c.D处铁不生锈是不符合生锈条件
13．（2024·山东青岛·二模）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(4)ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是 ；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是 。
14．（2024·山东青岛·一模）实验探究是学习化学的重要手段。“筑梦”小组同学利用下图所示装置探究铁生锈和燃烧条件的实验。请回答下列问题。
(1)实验过程中可观察到②中的实验现象为 。
(2)请你写出实验④中发生反应的化学方程式 。
(3)对比实验 (填序号)可得出温度达到着火点是铁燃烧的条件之一。
(4)对比实验①和②，可得出的实验结论是 。
15．（2024·河南郑州·一模）室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈，某同学对铁生锈的条件进行了探究，实验装置如下图。
(1)实验中氯化钙的作用是 。
(2)依据实验、、获得铁生锈的条件是 。
16．利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验(装置如图所示，装置气密性良好)。实验1min后温度计读数上升，8min后打开止水夹，水倒吸入锥形瓶，实验数据如表：
(1)铁的锈蚀是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)铁生锈的实质是铁与 同时反应，防止铁生锈的方法有： 。
(3)计算得出空气中氧气的含量约为 (精确到0.1%)。
一、选择题
1．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验(装置如图所示，装置气密性良好，使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀)。实验1min后温度计读数上升，8min后温度计恢复到原来温度。打开止水夹，水倒吸入锥形瓶中。实验数据如表：
下列说法不合理的是
A．铁锈蚀过程中会放出热量
B．计算得出空气中氧气的含量约为19.7%
C．打开止水夹后，导管中残留水不会影响计算结果
D．若未恢复到原来温度就打开止水夹，烧杯内剩余水小于51.5mL
2．（22-23九年级上·江苏泰州·阶段练习）“暖宝宝贴”（主要成分为铁粉、活性炭粉、氯化钠等）的热是来源于铁粉的锈蚀反应。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量，实验开始前装置如图所示，实验后从量筒中进入集气瓶（容积为250mL）中水的体积为45mL（铁粉锈蚀消耗的水忽略不计）。下列叙述正确的是
A．根据以上实验现象能推断出铁的锈蚀需要水的参与
B．本次实验测得空气中氧气的体积分数为18%
C．若测得空气中氧气含量偏低，可能是弹簧夹未夹紧
D．实验中铁的锈蚀速率较快，可能是氯化钠加快了锈蚀
3．（2022·安徽·模拟预测）某小组利用如图装置(装置气密性良好)进行创新实验。实验时，先观察一段时间发现无现象，然后加入氯化钠溶液，1min后气球膨胀，8min后打开止水夹，注射器活塞向左移动。下列说法不合理的是
A．铁的锈蚀是放热反应B．使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀
C．此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与D．此实验能测出空气中氧气含量
4．（2022·安徽合肥·二模）某化学小组定量探究铁的锈蚀设计了如图1装置实验，检查气密性，将5 g铁粉和2 g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2 mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集的温度和压强数据如图2和图3，则下列说法不正确的是
A．图2中t2后反应未停止温度却开始降低，原因是铁生锈放出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t3压强突然变大是铁锈蚀消耗氧气，装置内压强减小，注射器内盐酸被吸入烧瓶，然后反应产生较多氢气
D．图2中t3-t4时刻化学方程式为Fe2O3+ 6HCl=2FeC13+3H2O
5．实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析错误的是
A．①中铁未生锈，②③中铁已锈蚀B．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
C．①②证明水对铁锈蚀有影响D．②③证明食盐能加快铁锈蚀
二、非选择题
6．（23-24九年级上·陕西西安·期末）铁是目前使用最广泛的金属，同学们应用化学知识对铁制品的锈蚀进行了实验。
(1)如图实验可以探究铁生锈是否需要 参与，若要探究另一条件，再增加一组实验需要控制的变量是 。
(2)小强利用图装置重新实验，将该装置(每组装置内铁丝绒质量均相等且足量)分别置于不同温度下进行实验，4小时后记录每组U形管两端液面高度差，具体数据如表。
小强同学的实验是探究 因素对铁锈蚀快慢的影响，结论是 。
7．（23-24九年级上·山东临沂·期末）实验探究铁锈蚀影响因素，记录如表(炭粉不与盐酸反应)。
(1)①证明在干燥的空气中铁不锈蚀，则x (填小于、等于或大于)21%。
(2)下列说法正确的是 (填序号，多选)。
A．①②证明水对锈蚀有影响
B．②③证明食盐能加快铁锈蚀
C．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
(3)取出少量②实验后集气瓶中的固体于试管中，加入足量稀盐酸，看到有气泡产生，同时还发现有少量的固体出现。该现象证明取出的固体中一定含有 和 。
8．（23-24九年级上·山东烟台·期末）钢铁的腐蚀是重要研究课题。某校兴趣小组以铁的腐蚀为课题进行如下探究。
【探究铁的腐蚀】【提出问题】铁制品锈蚀的条件是什么？
【设计实验】取3根无锈的铁丝设计如图所示的三个实验（铁丝足量且实验时间足够长）
【实验现象】
(1)A中铁丝生锈，B、C铁丝无明显变化，打开A中的止水夹后还能观察到的现象是 。
【实验结论】
(2)由实验可以得出铁制品锈蚀的条件是 。
【拓展与延伸】小明在旅途中发现，海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多，他提出问题：海水会加快铁的生锈吗？为验证这一问题，设计以下数字化实验：
(3)实验1实验药品：长5cm、直径1mm铁丝，15mL蒸馏水；
实验2实验药品： （写出实验2的药品）。
实验结果如图像1：
(4)根据图像1分析可知铁生锈会 （填：“吸收”或“放出”）热量；
(5)根据该实验可以得出结论 。
【思考与运用】
(6)根据铁制品生锈条件，写出一条生活中防止铁锈蚀的具体方法 。
9．兴趣小组对一次性发热贴的发热原理展开研究。
取10g铁粉与5g活性炭粉混合形成铁炭混合物。将其加入如图-1所示装置的三颈瓶内，再加入2mL饱和氯化钠溶液，立即塞紧胶塞。反应开始一段时间，三颈瓶内气体温度和压强随时间的变化如图-2所示。
(1)氯化钠和水存在时，铁和氧气发生锈蚀反应的化学方程式为：，x的值为 。
(2)已知：当气体体积不变时，气体压强与气体分子数目、气体温度有关。
①反应一段时间，三颈瓶内气体温度升高，是因为铁的锈蚀是 （填“放热”或“吸热”）反应。
②反应一段时间，气体温度升高，三颈瓶内气体压强不升反降的原因是 。
(3)实验装置长时间放置后，三颈瓶会冷却至室温，此时气体压强约为初始气压的。打开弹簧夹，从导管a处向三颈瓶内通入空气后再关闭弹簧夹。一段时间后，三颈瓶内气体温度又逐渐升高，其原因是 。
(4)某同学将2mL10%的稀盐酸加入铁炭混合物中，进行相同的实验。发现开始时三颈瓶内气体压强增大，但温度无明显变化，其原因是 （用化学方程式表示）。
10．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）某兴趣小组的同学对铁以及含铁物质的相关现象产生了兴趣，并进行了一系列探究活动。
探究一：铁丝燃烧是否需要纯氧。
取长短相同直径为0.38mm的铁丝，分别在O2含量不同的情况下实验，现象如下表。
(1)在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，为了使现象更清楚，最好用 （填“排空气法”或“排水法”）收集，理由是 。
(2)就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数在 范围。
探究二：对含有铁粉的“暖宝宝”进行成分及发热原理探究。
查阅资料：①铁粉是黑色； ②铁能与稀盐酸发生反应产生氢气。
同学们在实验室打开一片暖宝宝，取出其中黑色粉末做了下面的实验。
Ⅰ、黑色粉末的成分
(3)取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，观察到 ，证明黑色粉末中有铁粉。
(4)反应结束之后，发现仍有黑色固体残留，经过滤，洗涤，干燥，获得黑色粉末。取样通入氧气点燃，将产物 （写出操作及现象），说明黑色粉末中还有炭粉。
Ⅱ、“暖宝宝”发热的原理。
按图（夹持仪器已略去）采用湿度、氧气、温度传感器收集数据，将拆除包装的暖宝宝倒入三颈烧瓶中密封装置，开始收集数据，观察曲线变化（图中A、B、C）。
(5)从收集到的图像看暖宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与 和 等物质发生反应，并 热量（填“吸收”或“放出”）。
探究三：使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量。
实验开始前的装置如图所示，量筒中水的读数为100mL。
(6)实验过程中，可以观察到温度计示数 （填“升高”或“降低”）。
(7)冷却一段时间之后，打开弹簧夹，水从量筒中流入集气瓶（容积为250mL），最后量筒内水为63mL（铁粉生锈消耗水的体积忽略不计），通过计算本实验数据测得空气中氧气的体积分数为 （结果精确到0.1%）。
(8)上述结果与理论值相比，引起误差的原因可能是 。
11．（2024·安徽合肥·三模）为完成“探究铁锈蚀条件”实践活动，某学习小组利用图示装置开展如图活动，回答下列问题。
(1)仪器a的名称 。小组同学用如图装置(气密性良好)进行实验：将二氧化锰水泥小球放入仪器a中，该实验制备氧气的化学方程式为 。
(2)完成实验并记录现象如表：
①对比试管1和2得出铁生锈需要的条件是 。
②试管3内铁丝少量生锈的可能原因是 。
③为得出“相同条件下，铁在氯化钠溶液中锈蚀速率更快"的结论，4号试管中的药品是 。
12．（2024·江西赣州·一模）勇于创新是中学生必备的品质。根据如图创新实验回答问题：
(1)图一为测量空气中氧气含量实验：将食品脱氧剂粉末均匀涂抹的目的是 ，最终量筒中液面约降至 刻度线处，得出空气中氧气体积约为空气体积的。
(2)图二为探究燃烧条件实验：观察到①形管中白磷燃烧，②形管中红磷不燃烧，③水中白磷不燃烧。实验证明燃烧需要氧气的现象是 （填序号），实验中热水的作用是 。
(3)图三为探究铁生锈条件实验：观察到湿的铁丝网生锈，浸没在刚冷却的开水中的铁丝网无明显变化，由此得出铁生锈与 有关，在形管中的水面分别滴一层植物油的目的是 。
13．某“暖宝宝”取暖贴的透气无纺布袋内装有铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质，兴趣小组同学对此展开探究。
【活动一】用铁钉探究铁的锈蚀
某同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计了下图所示的实验。
(1)该实验中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(2)经过一周的观察，试管B和试管C中的铁钉无明显变化，试管A中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈是铁与 发生化学反应生成的。
【活动二】用“暖宝宝”中的物质探究铁的锈蚀
用无纺布袋装入干燥的铁粉、活性炭和氯化钠，分别放在锥形瓶底部，进行下图所示的实验。
(3)图1所示实验，锥形瓶在短时间内发烫，冷却至室温，打开弹簧夹，观察到 ，打开无纺布袋，黑色粉末有部分变成 色，图2和图3所示实验均无明显现象。
(4)与【活动一】所示实验相比较，图1所示实验可在短时间内完成，除了铁粉的因素外，你对活性炭与氯化钠作用的合理猜测是 （写出1点即可）。
【活动三】用“暖宝宝”测定空气里氧气的含量
(5)利用【活动二】中图1所示实验，测定空气里氧气的含量。
①实验时，需要获得的数据有锥形瓶内空气的体积、 ；实验时需要注意的事项是 （写出1点即可）。
②与用红磷测定空气里氧气的含量的实验相比，实验利用“暖宝宝”测定空气里氧气的含量的优点是 （写出1条即可）。
14．钱老师设计用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据从而对铁锈蚀进行探究。用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉。
可供选择的药品见表：
(1)在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。A瓶中无锈蚀现象，B瓶中出现铁锈。600s内A瓶中含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和、 发生了化学反应。
(2)为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是 (填序号)。
(3)在两只试剂瓶中均加入第二组药品，分别改用温度和湿度传感器测得结果如图所示。瓶内湿度随时间增大(即水蒸气含量增大)，根本原因是 。
15．（2024·山东青岛·一模）设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法。请回答以下问题。
(一)探究燃烧的条件，如图所示。
将白磷和红磷分装于Y型试管的两个支管中，管口系牢小气球将两个支管同时伸入相同深度的热水中。
(信息：白磷着火点是40℃，红磷着火点是240℃)
(1)实验开始后，可观察到Y型试管内a处白磷燃烧，b处红磷不燃烧，说明燃烧需满足的条件是 ，a处燃烧的白磷会很快熄灭，原因可能是 (填字母序号)。
A．试管内温度降低 B．试管内氧气耗尽 C．白磷的着火点升高
(2)烧杯内热水的作用是 。
(二)探究铁生锈的条件，如图二所示。
(3)通过对比实验①③。探究铁生锈的条件与 有关。
(4)为进一步探究不同种类的溶液对铁生锈的影响，小组同学补充⑤⑥实验，利用数字化实验分别检测盛有盐溶液和酸溶液的试管内氧气含量随时间的变化关系，如图三所示。酸溶液X可以为 (填字母序号)。
A．苏打水 B．食醋 C．肥皂水
结合图三，分析该实验可获得的结论是 。
16．目前，铁是使用最广泛的金属，同学们对生活中的铁制品展开了项目化学习的探究。
任务一：寻找生活中废旧铁制品的一些处理方法。
(1)方法1：丢弃。生锈的废旧铁制包装盒属于 （填写序号）。
a.可回收垃圾 b.有害垃圾 c.厨余垃圾 d.其他垃圾
(2)方法2：除锈翻新。除铁锈常用加入稀盐酸的方法，但是如果稀盐酸过量还会腐蚀金属铁，写出铁与稀盐酸反应的化学方程式 ，反应的现象是 。
任务二：实验探究铁生锈的条件及影响因素
实验1：如图所示进行实验1，一段时间后观察到C中铁钉生锈，AB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，小组同学设计如图所示实验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：
【解释与结论】
(3)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 ；
(4)实验2的①中200s时氧气浓度没有发生变化的原因是 ；
(5)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）；
(6)实验2中，设计②③的目的是 。
任务三：了解防止铁生锈的方法
【实践积累】
(7)同学们通过实际观察、查阅资料，了解了不同铁制品防锈措施不尽相同，例如：家用铁锅的防锈方法是 ，自行车链条的防锈方法是 。
17．化学学习小组开展项目式学习——铁生锈条件探究实验的改进
一、取三只试管，各放入一根洁净无锈的铁钉。然后按如图所示加入药品。静置一周，观察现象。
(1)将实验所用蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是 。
(2)前四天无现象，第五天才观察到A试管中在水面处铁钉表面出现红棕色的锈，而B、C试管中铁钉表面无变化，通过对比得出铁生锈必须同时 接触。实验也说明在常温下，在干燥的空气中，铁 （选填“容易”或“很难”）与氧气反应。
(3)为缩短实验观察时间，学习小组同学对装置进行改进（如图）。向甲装置中加入二氧化锰，向分液漏斗中加入10%的过氧化氢溶液，丙试管为湿润的铁丝球。
①从安全角度考虑，乙装置中的干燥剂最好是 。
a氢氧化钠 b.氯化钙 c.氧化钙
②打开各处活塞，5分钟后观察到铁丝球表面出现红棕色的锈，与A装置对比，说明铁生锈的快慢与 有关。
③小明同学认为②的结论不严谨，理由是 。
二、镁在空气中燃烧。
点燃条件下，镁很容易与空气中的氧气反应生成氧化镁。镁在高温状态下还能与氮气、二氧化碳和水发生化学反应。
(4)镁燃烧引发的火灾扑灭方法是 。
(5)镁在氮气中燃烧生成氮化镁（Mg3N2）。若2.4g镁在干燥空气中完全燃烧生成物质量为ag（镁与CO2的反应忽略不计），则a的取值范围是 。
1.能认识钢铁生锈的影响因素，根据防止金属腐蚀的常用方法提出防护措施；
2.能认识废金属对环境的影响，体会金属回收再利用的价值，感悟化学科学对环境保护作出的重要贡献。
条件
铁钉在干燥的空气中
铁钉全部在蒸馏水中
铁钉与空气和
蒸馏水同时接触
铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触
图示
①
②
③
④
生锈程度
不生锈
不生锈
易生锈
最易生锈
结论
（1）通过①③对比可知，影响铁生锈的因素是 水
（2）通过②③对比可知，影响铁生锈的因素是 空气（或氧气）
由此可知，铁生锈的条件是 铁与水和空气（或氧气）同时接触
（3）通过③④对比可知，盐溶液的存在会 加快 铁的锈蚀。
物理方法
用砂纸打磨等
化学方法
用酸清洗（酸不能过量，以防内部金属被腐蚀）。如用稀盐酸除去铁锈
实验前的体积
实验后的体积
锥形瓶内空气(含导管内空气)
烧杯内水
烧杯内剩余水
246.0mL
100.0mL
51.5mL
实验前的体积
实验后的体积
锥形瓶内空气(含导管内空气)
烧杯内水
烧杯内剩余水
246.0mL
100.0mL
51.5mL
实验装置
序号
其他试剂
100min时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g食盐
8%
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
U形管两端液面高度差/cm
2
4
6
7
8
8
8
实验装置
序号
其它试剂
200s时O2的体积含量
①
干燥剂
X%
②
20滴水
15%
③
20滴水和1.0g食盐
7%
氧气含量
90%
70%
60%
55%
实验现象
燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好
燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功
燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功
难以燃烧，只是发热
试管编号
药品
铁丝生锈情况
1
6cm铁丝+10mL水+植物油
铁丝未生锈
2
6cm铁丝+6mL水
8分50秒，铁丝锈蚀
3
6cm铁丝+2g氯化钙干燥剂
铁丝少量生锈
4
？
5分10秒，铁丝明显锈蚀
组别
药品
铁粉/g
碳粉/g
水/滴
食盐/g
其他
一
5.0
0.1
0
0
干燥剂
二
5.0
0.1
10
0
无
三
5.0
0.1
10
1.0
无
四
5.0
0.1
0
1.0
无
序号
其他试剂
初始时氧气浓度/%
200s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