初中化学沪科版（五四制）(2024)九年级全一册（2024）课题3 防止金属腐蚀的措施第2课时练习

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分层作业
1．（2025·山东青岛·中考真题）下列做法有利于防止金属生锈的是
A．自行车淋雨后未及时擦干B．给室外铁制篮球架刷油漆
C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中D．经常用食盐水清洗铁制品
【答案】B
【解析】A. 自行车淋雨后表面残留水分，提供生锈所需的水分条件，会加速生锈。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故A错误。
B. 油漆能形成一层致密的保护层，隔绝铁与氧气和水分的接触，从而有效防止生锈。因此，这种做法有利于防止金属生锈。故B正确。
C. 潮湿环境含有大量水分，会促进铁与氧气、水的反应，加速生锈。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故C错误。
D.食盐水中的盐分会加速铁的腐蚀，使生锈更快。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故D错误。
故选B。
2．（2025·广东·模拟预测）2024年6月30日，世界超级工程深中通道正式通车。深中大桥是中山最长的跨海大桥，主缆由锌铝合金镀层高强度钢丝组成，在钢丝表面镀上镀层的主要目的是
A．提高钢丝的硬度B．防止钢丝生锈
C．增加美观度D．降低材料成本
【答案】B
【解析】钢丝的主要成分是铁，铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，在钢丝表面镀上镀层的主要目的是隔绝氧气和水，防止钢丝生锈。
故选B。
3．（2025·河北沧州·模拟预测）防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列金属防锈的做法不恰当的是
A．水龙头表面镀铬B．自行车链条涂油
C．用“钢丝球”擦拭铝壶上的污渍D．将使用后的菜刀擦干存放
【答案】C
【解析】A、水龙头表面镀铬，铬的化学性质相对稳定，镀铬可隔绝氧气和水，能有效防止生锈，做法恰当；
B、在自行车链条涂油，能将铁与氧气和水隔绝，防止铁生锈，做法恰当；
C、铝壶表面有一层致密的氧化铝保护膜，用 “钢丝球” 打磨铝壶表面，会破坏这层保护膜，使铝更容易被氧化生锈，做法不恰当；
D、将使用后的菜刀用布擦干，可减少菜刀表面的水分，因为铁生锈需要水参与，这样能防止菜刀生锈，做法恰当。
故选：C。
4．（2023·湖南娄底·中考真题）下列对金属的防护措施不合理的是
A．齿轮表面涂油B．制成合金
C．将铁制品放在潮湿的空气中D．车圈镀铬
【答案】C
【解析】A、齿轮表面涂油，可以隔绝氧气和水，能有效防止齿轮生锈，是合理的金属防护措施，该选项不符合题意；
B、制成合金，改变金属的内部结构，能增强金属的抗腐蚀性，比如不锈钢是铁和铬、镍等制成的合金，抗腐蚀性能比纯铁好很多，是合理的防护措施，该选项不符合题意；
C、铁生锈的条件是与氧气和水同时接触，将铁制品放在潮湿的空气中，铁易生锈，这不是合理的金属防护措施，该选项符合题意；
D、车圈镀铬，铬的化学性质相对稳定，镀铬能在车圈表面形成一层保护膜，隔绝氧气和水，防止车圈生锈，是合理的防护措施，该选项不符合题意。
故选C。
5．（2025·辽宁营口·二模）保护金属资源的措施之一是防止金属腐蚀。下列措施不能防止铁制品生锈的是
A．镀一层耐腐蚀金属B．存放在潮湿的空气中
C．在表面涂油D．涂防锈漆
【答案】B
【解析】铁生锈的条件是同时接触氧气和水。防止生锈需隔绝两者之一或全部。
A、 镀耐腐蚀金属（如镀锌）可隔绝氧气和水，有效防锈，不符合题意；
B、潮湿空气中铁接触水和氧气，加速生锈，无法防锈，符合题意；
C、涂油隔绝氧气和水，有效防锈，不符合题意；
D、涂防锈漆形成保护层，隔绝氧气和水，有效防锈，不符合题意。
故选B。
6．（2025·山东德州·中考真题）铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是
A．喷漆的栏杆B．涂油的链条C．未擦干的铁锅D．不锈钢保温杯
【答案】C
【解析】铁生锈是铁与氧气、水发生化学反应的过程，生锈的条件是：铁、氧气和水同时存在。防止生锈的方法包括隔绝空气或水分（如涂漆、涂油）或使用抗腐蚀材料（如不锈钢）。
A、喷漆是在铁表面形成了一层致密的保护层，隔绝了氧气和水，阻止了铁的生锈，所以此选项不符合题意；
B、涂油是在铁表面形成油膜，隔绝了氧气和水，有效的防止铁生锈，因此不易生锈，所以此选项不符合题意；
C、锅未擦干，表面残留水分，提供了生锈所需的水，同时暴露在空气中，有充足的氧气，完全满足生锈条件，因此最容易生锈，所以此选项符合题意；
D、不锈钢是铁合金（含铬、镍等），表面形成致密的氧化铬保护层，隔绝氧气和水，具有抗腐蚀性。因此不易生锈，所以此选项不符合题意。
故选C。
7．（25-26九年级上·江苏徐州·阶段练习）周杰伦的一首歌曲《青花瓷》中唱道：“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中的“铜绿”即是铜锈，它的主要成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿的空气中生成碱式碳酸铜的化学反应为Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。下列说法中正确的是
A．铜绿是纯净物
B．将铜放置在潮湿环境中，可以防止铜生锈
C．加热铜绿时，黑色粉末变成绿色
D．铜生成碱式碳酸铜的化学反应是化合反应
【答案】D
【解析】A、铜绿的主要成分是碱式碳酸铜，还可能含有其他杂质，属于混合物，不是纯净物， 不符合题意；
B、根据“”可知，潮湿环境中水分含量多，铜更加容易生锈,不符合题意；
C、加热铜绿时，绿色粉末变成黑色，不符合题意；
D、根据“”可知，铜生成碱式碳酸铜的化学反应是由多种物质生成一种物质，符合化合反应的特征，是化合反应，符合题意；
故选D。
8．（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列相关“铁制品锈蚀的条件”的探究实验的说法中，错误的是
A．试管中的蒸馏水可以用自来水代替
B．实验前要用砂纸将铁钉打磨干净
C．此实验中使用氯化钙的作用是吸收水蒸气
D．图中左侧的铁钉生锈
【答案】A
【解析】A、铁制品锈蚀的条件是铁与氧气、水同时接触。自来水中含有多种杂质，可能会对铁的锈蚀产生干扰，而蒸馏水几乎不含杂质，能更准确地探究水对铁锈蚀的影响。所以试管中的蒸馏水不可以用自来水代替，该选项错误。
B、实验前用砂纸将铁钉打磨干净，是为了除去铁钉表面的铁锈等杂质，使铁钉能与水、氧气充分接触，保证实验的准确性，该选项正确。
C、氯化钙具有吸水性，在实验中使用氯化钙的作用是吸收水蒸气，创造干燥的环境，用于探究没有水时铁是否生锈，该选项正确。
D、图中左侧试管里的铁钉与氧气、水同时接触，满足铁生锈的条件，所以铁钉会生锈，该选项正确。
故选A。
9．（2025·山西长治·二模）某实验小组为探究铁生锈的条件，设计了如下实验。以下分析正确的是
一周后观察到的现象是b中铁钉生锈
B．b试管中放CaCl2的目的是干燥空气
C．一周后玻璃管中的现象是红墨水液面左低右高
D．该实验可以得到铁生锈需要水和氧气的结论
【答案】B
【解析】A、b中铁钉只与空气接触，不生锈，a中铁钉与空气和水接触，会生锈，不符合题意；
B、b试管中放氯化钙的目的是吸收水分，干燥空气，符合题意；
C、b中铁钉只与空气接触，不生锈，a中铁钉与空气和水接触，会生锈，铁钉生锈消耗氧气，会导致装置内气体减少，压强减小，故一周后玻璃管中的现象是红墨水液面左高右低，不符合题意；
D、该实验中，b中铁钉只与空气接触，不生锈，a中铁钉与空气和水接触，生锈，说明铁生锈需要与水接触，不符合题意。
故选B。
10．（22-23九年级上·安徽芜湖·期末）用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验如图所示。下列说法正确的是
A．实验中使用的蒸馏水可以用自来水替代
B．一周后，甲、乙中的铁钉都有明显锈迹
C．由实验乙、丙可知铁生锈需要有水参与
D．实验乙中植物油的作用是防止空气中的氧气溶于水中
【答案】D
【解析】A、自来水中含有氧气，会影响实验现象，实验中使用的蒸馏水不可以用自来水替代，不符合题意。
B、甲中铁钉接触水和氧气，乙中铁钉只接触水，不接触氧气，一周后，甲中的铁钉有明显锈迹，乙中铁钉没有明显锈迹，不符合题意。
C、实验乙中铁钉只接触水，不接触氧气，不生锈，丙中铁钉只接触氧气，不接触水，不生锈，没有生锈的对比实验，由实验乙、丙不能确定铁生锈需要有水参与，不符合题意。
D、实验乙中植物油的作用是防止空气中的氧气溶于水中，干扰实验，符合题意。
故选D。
11．（2023·福建福州·一模）取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图装置进行试验，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，记录试验数据如表，下列说法错误的是
A．实验是探究铁钉的质量对铁钉腐蚀快慢的影响
B．温度越高，铁腐蚀越快
C．50℃以后，试管中的氧气可能耗尽，铁钉的腐蚀停止
D．每次试验开始时水的质量保持一致
【答案】A
【解析】A、该实验探究的是温度对铁钉腐蚀快慢的影响，而不是铁钉的质量对铁钉腐蚀快慢的影响，故选项说法错误；
B、从表格数据可以看出，在一定温度范围内，温度越高，铁钉增加的质量越大，说明铁钉腐蚀越快 ，故选项说法正确；
C、在50℃以后，铁钉增加的质量不再增加，可能是因为试管中的氧气耗尽，导致铁钉的腐蚀停止，说明铁钉腐蚀越快，故选项说法正确；
D、每次试验开始时水的质量保持一致，这是为了控制变量，确保实验结果是由温度这一因素引起的，故选项说法正确；
故选：A。
12．（2023·甘肃白银·一模）铁生锈是铁与 （填化学式）和 同时接触，铁生锈属于 氧化，铁锈的主要成分 。
【答案】 O2 H2O 缓慢 氧化铁/Fe2O3
【解析】铁和O2、H2O同时接触时会生锈；
铁生锈过程比较缓慢，且不易被察觉，属于缓慢氧化；
铁锈的主要成分为氧化铁。
13．（23-24九年级下·河北邯郸·期末）金属与人类的生活和生产密切相关。
如图为放置在空气中的铁锅，其中最容易生锈的部位是 （填字母代号）。
【答案】b
【解析】铁与空气中的水和氧气共同作用生锈，故放置在空气中的铁锅，其中最容易生锈的部位是b。
14．（2025九年级·湖南·专题练习）宁宁同学热爱劳动，经常在家整理房间、打扫卫生、做饭和洗碗等。
宁宁炒完菜后，为了防止铁锅生锈，把铁锅洗净烘干。铁生锈实际上是铁与空气中的 发生化学反应；
【答案】氧气和水/和
【解析】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的过程。
15．（25-26九年级上·黑龙江绥化·阶段练习）回答下列问题
（1）海底光缆是全球信息互联互通的关键基础设施。它的结构中属于金属材料的是 （写一种）。光缆铺设在极其复杂的海底环境中，外被层材料应具备的性能是 （写一条）
（2）粮食存储时向粮仓内充入氮气作保护气，这是利用了氮气的 性质。
（3）为防止桥梁钢架生锈，常在其表面涂刷防护层，原理是 。
【答案】（1） 钢丝（合理即可） 耐腐蚀（合理即可）
（2）化学性质不活泼
（3）隔绝氧气和水
【解析】（1）海底光缆结构中，钢丝属于金属材料（金属材料包括纯金属和合金，钢丝主要成分是铁，属于纯金属类的金属材料）；
光缆铺设在海底复杂环境中，外被层材料需要具备耐腐蚀的性能，因为海底有海水等具有腐蚀性的物质，耐腐蚀能保证光缆长期稳定使用。
（2）粮食存储时充入氮气作保护气，是利用了氮气化学性质不活泼的性质。氮气化学性质不活泼，不易与粮食发生化学反应，能防止粮食被氧化、变质等。
（3）铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果。在桥梁钢架表面涂刷防护层，原理是隔绝氧气和水，使铁无法与氧气、水接触，从而防止生锈。
16．（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）分类和类比是学习化学的常用方法。
防止金属的腐蚀是保护金属资源的主要途径之一、请从体现防锈原理的角度，
将D和 分成一类，分类标准是： 。
【答案】 A 隔绝氧气和水
【解析】A、镀金属能隔绝氧气和水，从而防止金属生锈；
B、将铁制成不锈钢，能改变金属内部结构，从而防止金属生锈；
C、擦干水分能使金属保持干燥，进而防止金属生锈；
D、在金属表面喷漆，能隔绝氧气和水，从而防止金属生锈。
则可将A和D分成一类，其原理均为隔绝氧气和水。
17．（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）金属和金属材料在生产、生活中应用广泛。
（1）青铜大面具是三星堆遗址出土的一件形制最为完整、保存最完好的大型青铜面具。青铜是铜与锡的合金，青铜硬度比纯铜的硬度更 （填“大”或“小”）。
（2）黄河铁牛共四尊，铸造于725年。黄河铁牛由生铁浇铸而成，一氧化碳与赤铁矿在高温下生产生铁的反应化学方程式为 。
（3）海昏侯马蹄金，做工精美。不法分子常用假黄金(铜锌合金)仿制纯黄金文物，从原理角度上分析，下列鉴别真假黄金文物的方法正确的是______（填字母）。
A．滴加稀盐酸B．用火灼烧C．观察颜色
（4）为探究铁制品锈蚀的条件，设计如图实验：
一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与 接触的结论，其中铁锈的主要成分是 （填化学式）。
（5）化学小组继续探究铁生锈过程中能量的变化，用图所示装置进行实验：取少量铁粉放入锥形瓶中，安装温度传感器，用注射器向瓶中加入少量蒸馏水，用传感器记录瓶中温度的变化如图所示。根据图像可以得出，铁生锈的过程 热量（填“吸收”或“放出”）。
【答案】（1）大
（2）
（3）AB
（4） 氧气和水 Fe2O3
（5）放出
【解析】（1）青铜是铜与锡的合金，青铜硬度比纯铜的硬度更大。
（2）赤铁矿的作用成分是氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：
（3）A、黄金与盐酸不反应，而假黄金中的锌能与盐酸反应生成氢气，因此滴加稀盐酸可以鉴别，故正确；
B、黄金灼烧时不会与氧气反应，而灼烧能使假黄金中的铜能与氧气反应生成黑色的氧化铜，因此可用火灼烧的方法鉴别，故正确；
C、黄金和假黄金都是由黄色的，无法通过观察颜色来鉴别，故错误。
故选AB。
（4）一周后，观察A（与水和氧气同时接触）、B（与氧气隔绝）、C（与水隔绝）中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要氧气和水和接触的结论。其中铁锈的主要成分是：Fe2O3。
（5）根据图像可以得出，铁生锈的过程温度升高，故铁生锈的过程放出热量。
18．（25-26九年级上·黑龙江大庆·开学考试）国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜，炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序，上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一：认识铁料的来源
（1）自然界中的铁因为化学性质比较活泼，大多以 （填物质类别）形式存在。
炼铁。工业炼铁常用热还原法。
任务二：认识铁锅的制作
（2）裁料。在钢板上划线，沿线切出锅坯。传统工艺常用一种蓝色溶液划线，划线处会出现红色物质，该蓝色溶液可能是 （写一种物质的化学式）溶液。
（3）锻打。铁锅胚锻打成型，是因为铁具有 （填一种物理性质）。
（4）淬火。将锻打好的铁锅加热，然后伸入冷水中，铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁，铁锅的硬度和耐磨性会显著增强，另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
（5）防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀，其原理是 。
【答案】（1）化合物
（2）CuSO4
（3）延展性
（4）
（5）隔绝氧气和水
【解析】（1）自然界中的铁因为化学性质比较活泼，容易与水、氧气等反应，所以大多以化合物形式存在。
（2）传统工艺常用一种蓝色溶液划线，划线处会出现红色物质，该蓝色溶液为含铜离子的溶液，红色物质为铁从铜离子的溶液中置换生成的铜，则蓝色溶液可能是CuSO4溶液。
（3）铁锅胚锻打成型，是因为铁具有延展性。
（4）由题中信息可知，铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁，另外还生成一种气体单质，化学反应前后元素种类不变，则气体单质为氢气，该反应方程式为。
（5）铁生锈是铁与氧气和水共同作用，在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀，原理是隔绝氧气和水。
19．（24-25九年级下·山东德州·阶段练习）“中国造”已成为世界名牌。
（1）中国商飞携国产大飞机C919飞出国门参加亚洲最大规模航展新加坡航展，在机体结构上大规模使用第三代铝锂合金等先进材料。铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好的原因是 （用化学方程式表示）。
（2）C919在中央翼缘条、发动机吊挂、垂尾对接接头等部位应用了钛合金。在此体现的钛合金具有的优良性能有___________（填标号）。
A．熔点低B．密度大C．可塑性好D．抗腐蚀性好
（3）中国造航空母舰外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁材料与空气中的 接触而生锈。
（4）中国承建的中马友谊大桥是架设在印度洋上的第一座跨海大桥。建造大桥的材料用到了环氧钢筋，钢的主要成分是铁，利用一氧化碳与赤铁矿石(主要成分是)反应生产铁的化学方程式是 。将生铁冶炼成钢，需要通过 含碳量（填“提高”或“降低”）。
【答案】（1）
（2）CD
（3）氧气和水
（4） 降低
【解析】（1）铝在常温下与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，所以铝的化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀，方程式为：；
（2）钛合金具有熔点高、密度小，可塑性好，机械性能好，抗腐蚀性好等优良性能。
故选CD；
（3）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，航空母舰外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁材料与空气中的氧气和水接触而生锈；
（4）一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为 0.03%~2%，生铁的含碳量＞钢的含碳量，将生铁冶炼成钢，需要通过降低含碳量。
20．（2025·海南·三模）金属与人类的生活密切相关。回答下列有关金属性质的问题。
（1）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，实验设计如图所示，请你模仿A、C实验设计补充B实验设计。
（2）防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件。常用的防锈方法有 （写一种即可）。
【答案】（1）见图B试管所示。
（2）刷漆（或涂油等）
【解析】（1）铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触。A实验中铁钉既接触水又接触氧气；C实验中铁钉只接触氧气（干燥的空气）。为了探究铁生锈的条件，B实验应设计为铁钉只接触水，不接触氧气。所以B实验的设计为：在试管中加入适量的经煮沸迅速冷却的蒸馏水，将铁钉完全浸没在蒸馏水中，然后在水面上覆盖一层植物油，以隔绝氧气。如图 。
（2） 防止铁制品锈蚀，常用的防锈方法有涂油、刷漆、镀锌、保持铁制品表面洁净干燥等。例如在铁栏杆表面刷漆，能够隔绝铁与氧气和水的接触，从而防止生锈；在铁锅使用后洗净擦干，保持其表面干燥，也能减缓生锈的速度。故填：刷漆（或涂油等） 。
21．（2025·河北邯郸·模拟预测）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）图甲为测定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）图乙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）。
（3）图丙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，形管中用刚冷却的开水的目的是 。
【答案】（1） 增大反应物的接触面积，使氧气充分反应 24
（2）①③
（3） 氧气 除去水中溶解的氧气
【解析】（1）将食品脱氧剂粉末均匀涂抹的目的是增大反应物的接触面积，使氧气充分反应；
试管内空气体积为130mL，氧气约占空气体积的，则消耗氧气的体积为，量筒起始液面在50mL刻度线处，所以最终量筒中液面约降至刻度线处。
（2）证明燃烧需要氧气，需对比有氧气和无氧气时白磷是否燃烧，a白磷与氧气接触能燃烧，c白磷在水中不与氧气接触不能燃烧，所以实验证明燃烧需要氧气的现象是①③。
（3）湿的铁丝网生锈（与氧气、水接触），浸没在刚冷却的开水中的铁丝网无明显变化（与氧气隔绝），由此得出铁生锈与氧气（或O2） 有关；
U 形管中用刚冷却的开水的目的是除去水中溶解的氧气。
1．（24-25九年级上·湖南益阳·阶段练习）下列变化中，与缓慢氧化无关的是
A．钢铁生锈B．食物腐烂
C．酒精挥发D．粮食酿酒
【答案】C
【解析】 A、钢铁生锈是铁与氧气、水蒸气等发生反应，生成铁锈（主要成分是氧化铁）。这是一个缓慢的氧化过程，没有剧烈现象，与缓慢氧化有关，不符合题意；
B、食物腐烂是食物中的有机物被微生物分解，微生物通过呼吸作用消耗氧气，发生缓慢氧化反应，导致食物变质，属于缓慢氧化，不符合题意；
C、酒精挥发是酒精从液态变为气态的过程，属于物理变化（状态变化），没有新物质生成，也没有氧气参与反应，与缓慢氧化无关，符合题意；
D、粮食酿酒是粮食中的淀粉等物质经过发酵，与空气中的氧气发生缓慢氧化反应，生成酒精等新物质，与缓慢反应有关，不符合题意。
故选：C
2．（2025·山东潍坊·二模）学校某实践小组探究铁钉生锈的条件，通过数字传感器测定不同环境中铁钉生锈情况，以及铁钉生锈时氧气、温度和压强的变化，得出以下两个图像。下列说法错误的是（不定项）
A．对比图1的①③和②③可知，铁钉生锈需要水和空气共同作用
B．通过图1的③④⑤可知，环境中有食盐水或酸存在，会减缓铁生锈的速率
C．通过图2可知，该实验可用于测定空气中氧气含量
D．图2的压强变化不明显，可能是铁生锈消耗氧气和温度升高同时作用的结果
【答案】BC
【解析】A、对比图1的①③和②③可知，铁钉只与干燥的空气或只与水接触，氧气含量几乎不变，而铁钉与空气和水同时接触，氧气含量减少，则说明铁钉生锈需要水和空气共同作用，故选项说法正确。
B、通过图1的③④⑤可知，环境中有食盐水或酸存在，氧气含量减少的较多，说明环境中有食盐水或酸存在，会加快铁生锈的速率，故选项说法错误。
C、通过图2可知，随着反应的进行，氧气浓度减小，但减小的远小于五分之一，该实验不能用于测定空气中氧气含量，故选项说法错误。
D、铁生锈消耗氧气，气体减少，压强减小，铁生锈放热，温度升高，压强增大，图2的压强变化不明显，可能是铁生锈消耗氧气和温度升高同时作用的结果，故选项说法正确。
故选：BC．
3．（2025九年级·全国·专题练习）小李在学习完“金属的利用与保护”相关内容后，回想起自己某次去海滩游玩，发现海边的铁栏杆都有不同程度的锈斑，并且与海水接触的栏杆的锈蚀程度比其他地方的更明显，于是对铁生锈的原因产生兴趣，和同学们一起按照如图装置进行实验。
已知：①钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，实验所用蒸馏水均经过煮沸处理，其中氧气含量可忽略不计；
②海水中含有大量氯化钠（食盐的主要成分）。
（1）实验一周后，观察到注射器A中钢丝棉 （填“有”或“无”）锈斑出现，活塞 (填“向上”“向下”或“不”)移动，产生该现象的原因是 。
（2）注射器B中干燥剂的作用是 ，对比注射器 （填字母）和注射器B中的现象，可证明铁生锈需要与水接触。
（3）对比注射器A和注射器C中的现象，可得到的实验结论是 。
（4）相同时间内，与注射器A相比，注射器D中的活塞移动距离更大，说明 。
（5）结合实验说明与海水接触的铁栏杆比其他地方生锈更严重的原因是 。
（6）在生活中防止铁栏杆生锈的措施有 （写一条）。
【答案】（1） 有 向上 钢丝棉发生锈蚀的过程中消耗氧气，使注射器内压强减小
（2） 吸收注射器中的水蒸气，保持注射器内部干燥 A
（3）铁生锈需要与氧气接触
（4）食盐水会加快铁的锈蚀
（5）海水中含有大量氯化钠，会加快铁的锈蚀
（6）刷漆(合理即可)
【解析】（1）注射器A中钢丝棉与氧气和水接触，故实验一周后，观察到注射器A中钢丝棉有锈斑出现；
钢丝棉生锈消耗了氧气，会导致装置内气体减少，压强减小，故活塞向上移动；
（2）注射器B中干燥剂的作用是吸收注射器中的水蒸气，保持注射器内部干燥；
注射器A中钢丝棉与氧气和水接触，一段时间后生锈，注射器B中钢丝棉只与氧气接触，一段时间后不生锈，故对比注射器A和注射器B中的现象，可证明铁生锈需要与水接触；
（3）注射器A中钢丝棉与氧气和水接触，一段时间后生锈，注射器C中钢丝棉与水接触，一段时间后不生锈，说明铁生锈需要与氧气接触；
（4）注射器A、D的区别在于注射器A中钢丝棉用蒸馏水润湿，注射器D中钢丝棉用食盐水润湿，相同时间内，注射器D活塞移动距离更大，说明注射器D中消耗氧气更多，因此可说明食盐水会加快铁的锈蚀；
（5）海水中含有的氯化钠是食盐的主要成分，会加快铁的锈蚀，因此与海水接触的铁栏杆比其他地方生锈更严重；
（6）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止铁栏杆生锈可隔绝氧气和水，如刷漆。
4．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）化学学习小组对铁制品锈蚀的条件进行探究。
【提出问题】铁制品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。
一周后的现象：
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
（1）对比A、B、C试管中现象，说明铁锈蚀主要是铁与空气中的 、 发生化学反应；在金属表面形成保护膜的方法有 。（写一种即可）
（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 。
（4）保护金属资源的措施，除了防止金属腐蚀外，有 。
【答案】（1） 氧气 水 刷漆
（2）氯化钠
（3）铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀
（4）回收利用废旧金属
【解析】（1）A中铁钉同时与水和氧气接触，B中没有氧气，C中氯化钙固体可作干燥剂，所以C中没有水，A中铁钉表面有一层铁锈，B、C中铁钉无明显变化，说明铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果；在金属表面形成保护膜的方法有很多，如在金属表面刷漆等，从而防止生锈；
（2） 分析A、D实验可知，D实验比A实验多了氯化钠这个变量，D中铁钉比A中铁钉生锈严重，则说明铁生锈除与氧气和水有关外，还与氯化钠有关；
（3）铁锈具有疏松多孔的结构，能够吸附空气和水分，加快了铁的生锈过程；
（4）保护金属资源的措施，除了防止金属腐蚀外，还可以采用回收利用废旧金属等措施。
5．（24-25九年级上·吉林长春·期末）化学小组的同学在学习了铁生锈的条件后，对暖宝宝的成分（下面图）及发热原理感到好奇，请参与他们的探究活动。
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。
探究一：黑色粉末的成分
（1）取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，观察到有气泡生成，溶液变为浅绿色，证明黑色粉末中有 。
（2）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。小明同学认为黑色粉末中有炭粉，为验证小明同学的猜想是正确的，同学们进行如下实验操作，取样，并通入氧气点燃，将产物 （写出操作、现象及结论）。
探究二：“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）。
（3）从收集到的图像看，嗳宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与① 和② 等物质发生反应，并③ 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D所示，量筒中水的读数为100mL。
（4）实验过程中，观察到温度计示数上升，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%）。
（5）上述结果与理论值相比，引起误差的原因可能是 （写一条即可）。
【交流反思】
（6）结合上述信息及实验，你认为暖宝宝使用前需要 保存。
（7）结合上述探究谈谈你对铁生锈的利和弊两方面的认识 。
【答案】（1）铁粉
（2）通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明黑色粉末中有炭粉
（3） 氧气 水 放出
（4）16.8%
（5）装置漏气（合理即可）
（6）密封
（7）铁生锈消耗氧气，可用于制作脱氧剂等，弊：铁生锈会造成金属资源的浪费
【解析】（1）铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，观察到有气泡生成，溶液变为浅绿色，证明黑色粉末中有铁粉；
（2）炭粉燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故为验证小明同学的猜想是正确的，同学们进行如下实验操作，取样，并通入氧气点燃，将产物通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明黑色粉末中有炭粉；
（3）由图可知，反应过程中，相对湿度和氧气浓度均逐渐减小，说明氧气和水参与了反应，温度逐渐升高，说明该反应放出热量，故从收集到的图像看，嗳宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与氧气和水等物质发生反应，并放出热量；
（4）该实验中铁粉生锈消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，量筒中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，则该实验测得空气中氧气的体积分数为：；
（5）与理论值相比，该结果偏小，可能是装置漏气，在冷却至室温的过程中，外界空气进入占据了一定的体积，也可能是暖宝宝中铁粉的量不足，不能将装置内氧气耗尽等；
（6）由以上分析可知，暖宝宝中的铁粉能与空气中的氧气和水反应，故暖宝宝使用前需要密封保存；
（7）铁生锈的利：铁生锈消耗氧气，可用于制作脱氧剂等，弊：铁生锈会造成金属资源的浪费。
6．（2025·云南楚雄·三模）化学兴趣小组欲探究影响铁生锈的因素，利用传感器监测过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如下：
（1）能得到“食盐能加快铁生锈”的结论，依据的实验是 （填序号）。
（2）设计实验②③的目的是 。
（3）“暖宝宝”中发热剂的主要成分有铁粉、氯化钠、活性炭和水，其发热原理是铁生锈时会放出热量。
①用稀硫酸检验发热剂是否有效时，观察到有气泡冒出，说明 （填“仍有效”或“已失效”），理由是 （用化学方程式表示）。
②利用温度传感器测得两种不同“暖宝宝”使用时温度变化的曲线如下图所示。与市售“暖宝宝”相比，自制“暖宝宝”的不足之处是 （任写一点即可）。
【答案】（1）②④
（2）探究稀醋酸对铁生锈速率的影响
（3） 仍有效 自制“暖宝宝”放出热量大，温度高，容易造成烫伤(或自制“暖宝宝”持续放热时间短等，合理即可)
【解析】（1）实验②和④中，除了食盐质量不同（④中加入1.0g食盐，②中未加食盐），其他条件相同，而200s时④中氧气浓度比②中更低，说明食盐能加快铁生锈，所以能得到 “食盐能加快铁生锈” 结论依据的实验是②④。
（2）实验②和③中，水的滴数相同，都未加食盐，区别在于③中加入5滴5%的稀醋酸，②中未加稀醋酸，且200s时氧气浓度不同，所以设计实验②③的目的是探究稀醋酸对铁生锈速率的影响。
（3）①用稀硫酸检验发热剂，有气泡冒出，说明发热剂中还有铁粉，因为铁能与稀硫酸反应生成氢气，所以发热剂仍有效；
铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为。
②由温度变化曲线可知，与市售 “暖宝宝” 相比，自制“暖宝宝”放出热量大，温度高，容易造成烫伤，且持续放热时间短。
7．（2023·北京延庆·模拟预测）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d g/mL。
【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）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）写出除铁锈的化学方程式 。
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，再将一支装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。
（4）据图3，t2时刻后反应并未停止温度却开始降低，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m g固体，连接如图装置，检查气密性，加入固体与足量稀盐酸进行实验。
（5）该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是 。
【反思与评价】
（6）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是 。
【答案】（1）氧气和水蒸气
（2）氯化钠
（3）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
（4）铁生锈放出的热量小于装置散失的热量
（5）氢气未干燥，含有水蒸气
（6）使用铁粉、加入碳粉和氯化钠，加快了铁锈蚀的速率
【解析】（1）对比A、B、C的实验现象，A中有水和氧气，铁钉生锈；B中只有水、无氧气，铁钉不生锈；C中只有氧气、无水，铁钉不生锈。由此说明，铁锈蚀主要是与空气中的氧气和水蒸气发生化学反应。
（2）对比A、D的实验现象，D中因有氯化钠存在，铁钉锈蚀更严重。这说明铁锈蚀还与氯化钠（盐）有关。
（3）铁锈的主要成分是Fe2O3，可用稀盐酸（或稀硫酸）除铁锈，Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁和水。化学方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。
（4）铁生锈是缓慢氧化反应，会放出热量。在t2时刻后，虽然铁锈蚀的反应还在进行，但此时反应放出的热量小于装置向周围环境散失的热量，所以温度开始降低。
（5）实验中是通过测量反应生成氢气的体积来计算铁的质量，进而计算铁锈质量分数。氢气未干燥，含有水蒸气，导致测量的氢气体积偏大，计算出的铁质量偏大，从而使铁锈质量分数偏小。
（6）实验二中加入了碳粉，根据查阅资料可知，一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，而且还加入了氯化钠溶液，氯化钠也能加快铁的锈蚀，所以与实验一相比，实验二铁锈蚀明显更快。
1．（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）在科学探究中，如果问题涉及多个因素(变量)，可以只研究因变量与一个自变量的关系，控制其他量不变。运用控制变量的方法，可将多变量问题变成多个单变量问题分别研究，最后再综合解决。
六十九中学化学兴趣小组的同学们利用控制变量的方法来探究铁生锈条件。邀请你共同参与完成他们的探究活动。
【明确目的】探究铁生锈的条件
【寻找变量】
（1）铁锈的主要成分为Fe2O3，xH2O3，依据 ，可推测出铁需要与空气中的氧气和水蒸气接触才能生锈，确定变量为 。
【设计实验】同学们设计如图1所示的实验
【证据推理】
（2）对比甲、乙试管中的现象，说明铁钉生锈需要与氧气接触，对比 试管中现象，说明铁钉生锈需要与水接触。通过分析同学们得出铁生锈的条件。
【学科融合】
（3）小玖同学用如图2所示装置进行铁锈蚀条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满CO2的水溶液，并将其放在阳光下照射。一段时间后可观察到 （填“甲”或“乙”）中铁钉出现锈蚀。
【方法迁移】
（4）同学们看到教材中三星堆出土的青铜大面具，已经生锈，查阅资料得知铜锈的主要成分碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)。可推测出铜锈蚀除有水和氧气外，还必须有 参与，在图3所示的几组实验中，观察到甲试管中铜表面有绿色物质生成，其他三组均无明显现象。作为对照实验的是 组实验(填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)，其它实验分别与对照实验对比，才能得出铜生锈的条件。
【实际应用】
（5）废旧金属的回收利用，不仅可以减少资源浪费，还能降低环境污染。现取一定量已经锈蚀的铁钉(假设只含铁和氧化铁)，经测定其中氧元素的含量为24%，则已经锈蚀的铁与未锈蚀的铁的质量比为 。
【答案】（1） 质量守恒定律或元素种类在化学变化前后不变 氧气和水(或水蒸气)
（2）甲、丙
（3）甲
（4） 二氧化碳/CO2 甲
（5）14：5
【解析】（1） 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，铁锈中含有的氢元素和氧元素，空气中只有水蒸气含有氢元素，氧气和水蒸气都含有氧元素，所以可推测铁生锈的条件。要探究铁生锈与氧气和水蒸气的关系，所以确定变量为氧气和水蒸气。
（2）在该实验中，甲试管中铁钉既与氧气接触又与水接触，丙试管中铁钉只与氧气接触（干燥剂吸收了水蒸气）。对比甲、丙试管中的现象，甲中铁钉生锈，丙中铁钉不生锈，说明铁钉生锈需要与水接触。
（3）金鱼藻在阳光下可以进行光合作用产生氧气，甲瓶中有金鱼藻产生氧气，同时铁钉与CO2的水溶液接触，满足铁生锈与氧气和水同时接触的条件；而乙瓶中没有额外的氧气来源，铁钉不能满足生锈条件。
（4）根据碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3的化学式，其中含有碳元素，而铜生锈的已知条件中有水H2O和氧气O2，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，所以可推测出铜锈蚀除有水和氧气外，还必须有二氧化碳CO2参与。在探究铜生锈条件的实验中，甲试管中铜与水、氧气、二氧化碳同时接触，观察到甲试管中铜表面有绿色物质生成，其他三组均无明显现象。要探究铜生锈的条件，需要以甲为对照实验，将乙（只与水和二氧化碳接触）、丙（只与氧气和二氧化碳接触）、丁（只与水和氧气接触）分别与甲对比，才能得出铜生锈的条件。所以作为对照实验的是甲组实验。
（5）在氧化铁（Fe2O3）中，氧元素的质量分数为，已知铁钉中氧元素的含量为24%，设铁钉的总质量为m，则氧化铁的质量为24%m÷30%=0.8m。在氧化铁（Fe2O3）中，铁元素的质量为0.8m-24%m=0.8m-0.24m=0.56m，这部分铁是已锈蚀的铁。未锈蚀的铁的质量为m-0.8m=0.2m，则已经锈蚀的铁与未锈蚀的铁的质量比为0.56m：0.2m=14：5。
2．（24-25九年级上·广东湛江·期末）项目小组对铁系食品脱氧剂(又称为“双吸剂”)进行了如下探究。
I.探究成分：某脱氧剂标签显示含有铁粉、活性炭、食盐以及无水氯化钙等。
（1）为确定脱氧剂中铁粉的存在，进行如下实验。
实验1：取一包脱氧剂粉末，用磁铁吸引。观察到部分黑色粉末被吸引，说明存在铁粉。
实验2：取实验1中被吸引的部分铁粉放入试管中，加入适量稀盐酸。观察到有气泡产生，写出该反应的化学方程式 。
实验3：另取实验1中被吸引的部分铁粉放入试管中，加入适量硫酸铜溶液，现象是 ，证明铁的活动性 。
实验4：另取被磁铁吸引的铁粉，撒向酒精灯的火焰。观察到粉末剧烈燃烧，火星四射，铁粉在空气中能燃烧，而铁丝在空气中不易被点燃，原因是 。
Ⅱ.证明生锈：
（2）利用图1所示装置进行实验，一段时间后，观察到气球变大。
气球变大的原因是 。
Ⅲ.应用：实验：设计如表所示对比实验探究脱氧剂中活性炭和食盐的作用。
利用温度传感器测得集气瓶中温度随时间的变化曲线如图2所示：
（3）对比实验①和④可得到的结论是 。
（4）下列叙述正确的是 （填字母）。
a.铁系食品脱氧剂可吸收氧气和水
b.铁系食品脱氧剂使用过程中放出热量
c.铁系食品脱氧剂能延长食物的保存时间
【答案】（1） 铁粉表面有红色物质析出，溶液由蓝色变成浅绿色 比铜强 铁粉与空气的接触面积比铁丝大
（2）铁生锈消耗氧气，使装置内压强减小，外界空气进入气球，气球变大
（3）活性炭和食盐能加快铁生锈的速率
（4）abc
【解析】（1）实验2：铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为。
实验3：铁的金属活动性比铜强，铁能与硫酸铜溶液反应，置换出铜，即，所以现象是铁粉表面有红色固体析出，溶液由蓝色（硫酸铜溶液颜色）逐渐变为浅绿色（硫酸亚铁溶液颜色）；
由铁能置换出硫酸铜中的铜，可证明铁的活动性比铜强。
实验4：铁粉是粉末状，与空气接触面积较大，铁丝是丝状，与空气接触面积较小，所以铁粉在空气中能燃烧，而铁丝在空气中不易被点燃。
（2）脱氧剂中的铁粉生锈，消耗瓶内的氧气，导致瓶内压强减小，外界空气进入气球，从而使气球变大。
（3）实验①中没有活性炭和食盐，实验②加入0.1g食盐，实验③加入0.2g活性炭，实验④加入0.2g活性炭和0.1g食盐，对比四者的温度变化曲线，温度升高幅度④＞③＞②＞①，说明实验④铁生锈更剧烈，可知活性炭和食盐能加快铁生锈的速率。
（4）a、铁系食品脱氧剂可吸收氧气和水，防止食品氧化、受潮，该叙述正确；
b、从图 2 温度变化曲线可知，铁生锈过程中温度升高，说明使用过程中放出热量，该叙述正确；
c、铁系食品脱氧剂能吸收氧气和水，防止食品变质，能延长食物的保存时间，该叙述正确。
故选abc。
3．（23-24九年级上·福建福州·阶段练习）为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验。
步骤1：利用如图甲所示装置，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，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL 后在导管处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如下表所示。
（1）能证明铁生锈需要水分的实验现象是 。
（2）对比②③现象，你还可以得出铁生锈与 有关。
（3）在钢铁表面涂油漆可以防止铁生锈原因是 。
（4）写出用稀盐酸与铁反应的化学方程式 。
小红设计图丙装置，定量探究铁锈蚀的因素：检查气密性，将5g铁粉和2g炭粉加入三颈烧瓶，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。
（5）根据图丁，时刻后反应并未停止，温度却开始降低，原因是 。
（6）对比段和段的温度变化，你得出的结论是 ；分析时刻后温度升高的主要原因是 。
【答案】（1）干燥的普通铁丝，没有明显变化，潮湿的普通铁丝，产生了较多红褐色锈斑
（2）金属的内部组成
（3）防止与氧气和水接触
（4）2HCl+Fe=FeCl2+H2↑
（5）铁在碳和氯化钠的作用下生锈，但其放出的热量小于装置散热的热量
（6） 加入氯化钠溶液之前，铁生锈耗氧的速度慢，温度升高慢，加入氯化钠溶液之后，加快铁生锈，耗氧快，温度升高的快 加入稀盐酸后反应迅速，产生大量氢气，放出大量的热
【解析】（1）能证明铁生锈需要水分的实验现象是：干燥的普通铁丝，没有明显变化，潮湿的普通铁丝，产生了较多红褐色锈斑。
（2）对比②③现象，你还可以得出铁生锈与金属的内部组成有关。因为“潮湿的纯铁丝”和“潮湿的普通铁丝”的变量是“有无碳和其他杂质”。
（3）因为生锈的条件是与水和氧气接触，涂上油漆防止与氧气和水接触。
（4）铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为2HCl+Fe=FeCl2+H2↑。
（5）t2时刻后反应并未停止，温度却开始降低，原因是铁在碳和氯化钠的作用下生锈，但其放出的热量小于装置散热的热量。
（6）0-t1段温度变化慢，t1-t2段的温度变化快，因为加入氯化钠溶液之前，铁生锈耗氧的速度慢，温度升高慢，加入氯化钠溶液之后，加快铁生锈，耗氧快，温度升高的快；t3时刻后温度升高的主要原因是加入稀盐酸后反应迅速，产生大量氢气，温度升高得快。
4．（2023·陕西咸阳·模拟预测）随着中考的临近，学生们看书学习的时间日益延长。为了缓解眼部疲劳，一些家长给孩子买了蒸汽眼罩。同学们通过说明书知道蒸汽眼罩的成分主要有铁粉、活性炭、氯化钠、吸水树脂和蛭石等。他们对其成分及发热原理产生了好奇，并分组分项进行探究。以下是第一小组的探究。
探究Ⅰ．探究其成分中铁粉的存在及作用。
【实验探究】取未使用过的蒸汽眼罩的料包剪开后，观察到是黑色粉末，同学们用不同方案进行探究。
（1）用磁铁吸引，大部分黑色粉末被吸引。据此有同学认为被磁铁吸引的黑色粉末就是铁粉，但另有同学提出异议，原因是黑色的 也能被磁铁吸引。
（2）取被磁铁吸引的黑色粉末少许于试管中，加入稀盐酸，观察到 说明该黑色粉末就是铁粉。
（3）取被磁铁吸引的黑色粉末少许于试管中，加入硫酸铜溶液，观察到有红色物质出现，溶液颜色变为浅绿色，发生反应的化学方程式是 。
（4）剪开使用过的蒸汽眼罩的料包，发现固体大部分变为红褐色。联系所学知识，得出发热原理是铁粉与 接触锈蚀生成。
探究Ⅱ．活性炭和氯化钠对铁锈蚀的影响。
【设计实验】同学们设计了如下四个方案：
【得出结论】
（5）加入的活性炭和氯化钠对铁锈蚀的影响是 。
【反思交流】
（6）所设计的四个实验中的铁粉和水的质量要相同，目的是 。
【答案】（1）四氧化三铁/Fe3O4
（2）黑色粉末消失，有大量气泡生成，溶液变为浅绿色
（3）
（4）氧气、水
（5）加快铁的锈蚀
（6）控制变量
【解析】（1）黑色的四氧化三铁也能被磁铁吸引，所以不能仅依据被磁铁吸引就判定是铁粉。
（2）铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，会观察到黑色粉末消失，有大量气泡生成，溶液变为浅绿色，可证明是铁粉。
（3）铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为。
（4）铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，使用过的蒸汽眼罩固体变红褐色（铁锈），说明发热原理是铁粉与氧气、水接触锈蚀。
（5）对比实验①②③④，加入活性炭和氯化钠后，铁粉锈蚀加快，所以它们能加快铁的锈蚀。
（6）四个实验中控制铁粉和水的质量相同，是为了控制变量，确保实验结果是由活性炭和氯化钠的影响导致，排除其他干扰。
5．（2025·贵州遵义·一模）蒸汽眼罩内部材料含铁粉、活性炭、食盐、水等。它借助铁生锈放热，使内部水分蒸发，产生热度和湿度缓解眼部疲劳。
【任务一】检验蒸汽眼罩内部材料成分。
（1）取少量样品于试管中，滴加足量稀盐酸，观察到 ，证明含有铁粉。
（2）取样于密闭装置内灼烧，用澄清石灰水检验燃烧产物，实验目的是：证明样品中含 。
【任务二】探究蒸汽眼罩快速发热的原理：
（3）小组同学对比使用前和使用后的图片(如图1)，并根据材料中的成分，判断产生的红棕色固体是铁粉与 共同作用的红棕色产物。
（4）为探究活性炭和食盐的作用，小组同学设计了以下几组实验。并测得前三组实验100秒内温度变化不明显，实验四的结果如图2。
①实验四中氯化钠的质量是 g。
②对比四组实验，可得出的结论是 。
时间/s③眼罩中的铁选用铁粉而不用铁片的目的是 。
【任务三】测定使用过的蒸汽眼罩中棕色的物质成分。
【查阅资料】使用过的蒸汽眼罩内部材料呈棕色，主要含。在高温的条件下，可发生如下两个反应：，。
【实验】按图1进行实验，第一步：取10.0g干燥的棕色粉末于玻璃管中，持续通加强热至；第二步：改持续通加强热至，停止加热后继续通至固体冷却。
（5） 。
【答案】（1）样品部分溶解，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
（2）活性炭
（3）水、氧气
（4） 2 活性炭和食盐共同作用可加快铁生锈 增大反应的接触面积，提高反应速率
（5）5
【解析】（1）铁与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，会观察到样品部分溶解，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色。
（2）活性炭燃烧生成二氧化碳，用澄清石灰水检验二氧化碳，可证明含活性炭。
（3）铁生锈是铁与氧气、水共同作用，生成红棕色铁锈。
（4）①对比实验要控制变量，实验二用2g氯化钠，所以实验四也用2g。
②前三组单一加入效果不明显，实验四同时加入效果明显 ，说明活性炭和食盐共同作用可加快铁生锈（或加快放热）；
铁粉比铁片接触面积大，能提高反应速率，加快铁生锈放热。
（5）Fe2O3化学式量为，H2O化学式量为。根据图像，t1~t2段，固体减少的质量为，设中Fe2O3的质量为y，则
y=3.2g
0~t1段，减少的是中H2O的质量，为，则，解得x=5。
6．（24-25九年级下·云南昆明·期中）在寒冬的户外，撕开“暖宝宝”外袋，取出内袋，剥离后面的衬纸，贴在内衣外层，用手铺平，立刻就能感觉到温暖。“暖宝宝”里有什么物质？热量是怎么产生的？兴趣小组开始了探究。
【查阅资料】
①某品牌暖宝宝的主要成分为铁粉、水、活性炭、蛭石、吸水性树脂和食盐。
②蛭石是一种铁镁质铝硅酸盐矿物，是很好的保温材料。
③吸水性树脂是一种新型高分子材料，吸水、保水能力特强，并且可反复释水、吸水。
【认真思考】
（1）暖宝宝发热应该是类似铁生锈的缓慢氧化的结果，铁生锈的条件是 。
【提出问题】活性炭、蛭石、吸水性树脂和食盐在发热过程中有什么作用？
【设计并实验】把下表的6组实验试剂分别放入同样的密闭容器中，用温度传感器检测密闭容器中温度随时间的变化曲线如图所示。
（2）分析实验②和实验④，可知氯化钠的作用是 。
（3）“暖宝宝”贮存与使用时应注意的事项是 （写1种）。
（4）实验表明，对暖宝宝升温贡献最大的物质可能有 。
【反思拓展】
（5）打开用过的暖宝宝，取出少量红棕色固体于试管中，加入稀盐酸溶液变黄，反应的化学方程式是 。
【答案】（1）与水、空气(或氧气)同时接触
（2）加快铁生锈
（3）密封保存
（4）蛭石、吸水性树脂
（5）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
【解析】（1）铁生锈的条件是与水、空气（或氧气）接触。这是铁生锈的基本原理，铁在同时具备水和氧气（或空气）的环境中会发生缓慢氧化而生锈。
（2）实验②只有铁粉和水，实验④有铁粉、氯化钠和水。对比温度随时间的变化曲线可知，实验④温度升高更快，说明氯化钠能加快铁生锈，从而加快放热。
（3）因为暖宝宝的主要成分铁会与空气中的氧气和水发生反应，所以为了防止其在未使用时就发生反应失效，“暖宝宝”贮存与使用时应注意密封保存。
（4）对比各个实验，观察中的温度 - 时间曲线，实验⑥（5g暖宝宝）温度升高最多。实验⑤（5g铁粉、1g氯化钠、1.5mL水、0.5g活性炭粉）与实验⑥相比，缺少了蛭石和吸水性树脂等成分，温度升高幅度远远小于实验⑥。所以对暖宝宝升温贡献最大的物质可能有蛭石、吸水性树脂。
（5）用过的暖宝宝中的红棕色固体是铁锈，主要成分是Fe2O3。Fe2O3与稀盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O。氯化铁溶液呈黄色，所以加入稀盐酸溶液变黄。
7．（2025·广东广州·二模）中秋节后，兴趣小组对某月饼包装袋内黑色的“食品脱氧剂”展开探究。查阅资料得知，“食品脱氧剂”主要由铁粉、活性炭、氯化钠、碳酸钠、硅藻土组成，可吸收氧气，防止食物变质。
（1）测试月饼包装袋内样品脱氧效果：小组成员利用一包装完好但放置较久的脱氧剂样品，使用下图1所示装置进行实验。用氧气传感器中测得锥形瓶内氧气浓度变化曲线如下图2。
①根据实验结果分析：样品 （填“有”或“无”）脱氧效果。
②实验过程中，观察到锥形瓶内现象为：部分脱氧剂变成红褐色， 。
推测脱氧剂颜色变化是由于铁粉转化成 （填化学式）。
③锥形瓶内装有约1000mL空气，脱氧剂样品含有铁粉1.43g，计算实验进行至600s时（此温度压强下，氧气密度为1.43g/L）：
Ⅰ.脱氧剂吸收的氧气体积约为 mL。
Ⅱ.此时约有 %的铁粉吸收了氧气（百分数保留一位小数）。
（2）回收样品中的铁：小组成员讨论得出方案，流程如下。
①从脱氧剂样品中回收未反应的铁的简单操作是 。
②根据以上流程推测硅藻土的一个性质 。
③请设计“后续操作”将氢氧化铁转化成铁，依次写出化学方程式。（提示：氢氧化铁受热易分解为氧化铁和另一种氧化物） 。
【答案】（1） 有 瘪气球膨胀 或 42 9.8
（2） 用磁铁吸引 难溶于水和酸 、
【解析】（1）①由图2可知，随着反应的进行，氧气的体积分数逐渐减小，说明样品有脱氧效果；
②实验过程中铁与空气中的氧气和水反应生成铁锈，反应消耗了氧气，装置内压强减小，故观察到锥形瓶内现象为：部分脱氧剂变成红褐色，瘪气球膨胀；
部分脱氧剂变成红褐色，是因为铁粉转化成了氧化铁，化学式为：Fe2O3或；
③Ⅰ、由图可知，脱氧剂吸收的氧气的体积约为：；
Ⅱ、42mL=0.042L，则吸收氧气的质量为：；
解：设吸收了氧气的铁粉的质量分数为x
x≈9.8%
答：吸收了氧气的铁粉的质量分数约为9.8%；
（2）①铁能被磁铁吸引，其他物质不能被磁铁吸引，则从脱氧剂样品中回收未反应的铁的简单操作是：用磁铁吸引；
②由图可知，加入过量稀盐酸后，得到硅藻土，说明硅藻土难溶于水和酸；
③氢氧化铁受热分解生成氧化铁和另一种氧化物，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含Fe、O、H，生成物中含Fe、O，故生成物中还应含氢元素，故生成的另一种氧化物为水，该反应的化学方程式为：；一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
A．自行车车圈电镀上一层金属
B．将铁制成不锈钢
C．铁锅使用后擦干表面的水分
D．铁制品表面喷漆
【产品名称】一次性发热贴
【主要成分】铁粉、活性炭、水、吸水性树脂、食盐
【产品性能】平均温度53℃，持续时间≥10h
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
5%的稀醋酸/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
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
实验序号
铁粉/g
水\L
活性炭/g
NaCl/g
①
2
5
0
0
②
2
5
0
0.1
③
2
5
0.2
0
④
2
5
0.2
0.1
观察对象
现象
①干燥的普通铁丝
没有明显变化
②潮湿的普通铁丝
较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝
没有明显变化
方案
药品
铁粉锈蚀情况
①
铁粉、水
非常缓慢
②
铁粉、水、氯化钠
稍快
③
铁粉、水、活性炭
较快
④
铁粉、水、活性炭、氯化钠
很快，并明显感到放热
序号
药品
实验一
4g铁粉、2mL水
实验二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
实验三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
实验四
4g铁粉、2mL水、_____g氯化钠、2g活性炭
序号
实验试剂
①
5 g铁粉(还原铁粉，下同)
②
5 g铁粉、1.5 mL水
③
5 g铁粉、1 g氯化钠
④
5 g铁粉、1 g氯化钠、1.5 mL水
⑤
5 g铁粉、1 g氯化钠、1.5 mL水、0.5 g活性炭粉
⑥
5 g暖宝宝