15.(10分)铁钉是生活中常见的铁制品。学习小组对不同条件下铁钉的锈蚀进行探究。取四枚铁钉,按如图甲所示进行实验。一天后观察到的现象如下表。

| 试管编号 | 现象 |
| --- | --- |
| a | 铁钉表面无明显变化 |
| b | 铁钉表面无明显变化 |
| c | 蒸馏水和空气交界处铁钉出现轻微锈蚀 |
| d | 食盐水和空气交界处铁钉出现较多锈蚀 |
(1)由试管a、b、c中的现象可知,铁钉锈蚀的条件是。
(2)由试管中的现象可以得出,食盐能加快铁锈蚀的结论。
(3)为了防止铁制品生锈,除了表面喷漆或镀一层金属之外,还可以(写一条即可)。
(4)该小组用图乙装置再次进行探究铁锈蚀的实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度线处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约mL(选填“40”或“10”)刻度线处,原因是。

15.(1)与水和氧气同时接触 (2)c、d
(3)涂油(或:制成不锈钢等)
(4)40 氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$,铁丝绒生锈能够消耗约10 mL氧气

【分析】
本题围绕铁锈蚀的条件及相关探究展开，需结合实验变量控制、现象对比推导结论：
1. 第(1)问：对比a、b、c的实验条件，a缺水分、b缺氧气均不生锈，c同时接触水和氧气才锈蚀，由此推导锈蚀条件；
2. 第(2)问：验证食盐加快锈蚀需控制其他变量相同，仅是否含食盐不同，故对比c、d两组；
3. 第(3)问：防锈原理是隔绝水或氧气，结合生活实际列举方法；
4. 第(4)问：铁锈蚀消耗氧气，根据空气中氧气体积分数计算量筒内减少的体积，确定水面刻度。
【解析】
(1) 试管a为干燥空气（缺水分），铁钉无变化；试管b为煮沸过的蒸馏水（隔绝氧气），铁钉无变化；试管c中蒸馏水和空气交界处，铁钉接触水和氧气，出现轻微锈蚀，因此铁钉锈蚀的条件是与水和氧气同时接触。
(2) 要得出食盐能加快铁锈蚀，需对比仅是否含食盐不同的两组实验，即试管c（蒸馏水）和d（食盐水），d中锈蚀更明显，故由c、d的现象得出结论。
(3) 防止铁生锈需隔绝水或氧气，除表面喷漆、镀金属外，还可涂油、保持铁制品表面洁净干燥、制成不锈钢等（任写一条即可）。
(4) 铁锈蚀会消耗量筒内的氧气，空气中氧气约占总体积的$\frac{1}{5}$，起始量筒内空气体积为50 mL，消耗氧气的体积约为$50\ \mathrm{mL}×\frac{1}{5}=10\ \mathrm{mL}$，因此水面最终上升至$50\ \mathrm{mL}-10\ \mathrm{mL}=40\ \mathrm{mL}$刻度线处。
【答案】
(1)与水和氧气同时接触 (2)c、d (3)涂油(或:制成不锈钢等) (4)40 氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$,铁丝绒生锈能够消耗约10 mL氧气
【知识点】
铁锈蚀的条件；防锈措施；空气中氧气含量的探究
【点评】
本题通过实验探究考查铁锈蚀的核心知识，侧重实验变量控制与现象分析，难度适中，属于基础实验题，能有效检验学生对化学基础知识的应用能力。
【难度系数】
0.7