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15.(8分)化学兴趣小组对铁锈的形成过程和除去过程展开如下探究。为了探究铁生锈的过程,同学们设计了如图所示装置。
(1)加入试剂进行实验,一段时间后发现U形玻璃管中红墨水左侧液面
(2)对比试管a、b、c中铁钉生锈情况得出,铁生锈的条件是
课后同学们对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入盛有可乐的烧杯中,观察到铁钉表面有气泡产生,反应一段时间后取出铁钉,发现烧杯底部沉有固体物质。
(3)容器底部固体成分探究:取出烧杯底部的固体物质,用水清洗后干燥,分成甲、乙两份备用。
(4)通过探究,化学兴趣小组的同学明白了铁锈的形成和去除原理,他们打算将所学化学知识应用于生活,下列做法不正确的是
A.生活中,除了可乐,白醋和食盐水也可以用来除铁锈
B.除铁锈的过程中,可以将铁制品长时间浸泡在酸性溶液中
C.被雨淋湿的自行车应立即擦干以防生锈
(5)铁生锈的原理可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例:
(1)加入试剂进行实验,一段时间后发现U形玻璃管中红墨水左侧液面
升高
(选填“升高”或“下降”),原因是试管a中铁钉生锈消耗氧气,导致a中气体减少,压强减小
。(2)对比试管a、b、c中铁钉生锈情况得出,铁生锈的条件是
铁与氧气和水接触
。课后同学们对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入盛有可乐的烧杯中,观察到铁钉表面有气泡产生,反应一段时间后取出铁钉,发现烧杯底部沉有固体物质。
(3)容器底部固体成分探究:取出烧杯底部的固体物质,用水清洗后干燥,分成甲、乙两份备用。
(4)通过探究,化学兴趣小组的同学明白了铁锈的形成和去除原理,他们打算将所学化学知识应用于生活,下列做法不正确的是
AB
(填字母)。A.生活中,除了可乐,白醋和食盐水也可以用来除铁锈
B.除铁锈的过程中,可以将铁制品长时间浸泡在酸性溶液中
C.被雨淋湿的自行车应立即擦干以防生锈
(5)铁生锈的原理可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例:
用作脱氧剂(合理即可)
。答案
15.(1)升高 试管a中铁钉生锈消耗氧气,导致a中气体减少,压强减小
(2)铁与氧气和水接触
(3)①不能 ②溶液由无色变为黄色 $\ce{Fe_{2}O_{3} +3H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}Fe_{2}(SO_{4})_{3} +3H_{2}O}$
(4)AB (5)用作脱氧剂(合理即可)
(2)铁与氧气和水接触
(3)①不能 ②溶液由无色变为黄色 $\ce{Fe_{2}O_{3} +3H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}Fe_{2}(SO_{4})_{3} +3H_{2}O}$
(4)AB (5)用作脱氧剂(合理即可)
解析
【分析】
要解决本题，需结合铁生锈的条件、压强变化、酸的化学性质等知识点分析：
1. 判断U形管液面变化时，需明确铁生锈消耗氧气会改变试管内压强，进而影响液面；
2. 探究铁生锈条件用控制变量法，对比a、b、c试管的变量（氧气、水）推导结论；
3. 分析除锈做法时，要考虑酸与铁锈、铁的反应，以及盐溶液对铁生锈的影响；
4. 铁生锈原理的应用需结合其消耗氧气的特点，联系生活实际举例。
【解析】
(1) 铁生锈是铁与氧气、水发生缓慢氧化的过程，试管a中的铁钉生锈，消耗了试管内的氧气，使试管内气体量减少，压强小于外界大气压，因此U形玻璃管中红墨水左侧液面升高。
(2) 对比试管a、b、c：a中铁钉同时接触氧气和水，生锈；b中铁钉只接触水（隔绝氧气），不生锈；c中铁钉只接触干燥空气（缺少水），不生锈，因此铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触。
(4) 选项分析：
A. 白醋显酸性，能与铁锈（Fe₂O₃）反应可除锈；但食盐水会加速铁的锈蚀，不能用于除铁锈，故A错误；
B. 若将铁制品长时间浸泡在酸性溶液中，铁锈反应完后，酸会继续与铁反应，腐蚀铁制品，故B错误；
C. 被雨淋湿的自行车立即擦干，能隔绝水，防止铁生锈，故C正确；因此选AB。
(5) 铁生锈过程消耗氧气，可用于食品包装袋内作脱氧剂，防止食品氧化变质（合理即可）。
【答案】
(1)升高；试管a中铁钉生锈消耗氧气，导致a中气体减少，压强减小
(2)铁与氧气和水接触
(4)AB
(5)用作脱氧剂（合理即可）
【知识点】
铁的锈蚀条件、酸的化学性质、金属资源的保护
【点评】
本题为化学实验探究题，围绕铁生锈的形成与去除展开，重点考查控制变量法在探究铁生锈条件中的应用，以及化学知识在生活中的实际应用，需学生熟练掌握铁生锈的条件、酸与金属氧化物的反应等核心知识点。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合铁生锈的条件、压强变化、酸的化学性质等知识点分析：
1. 判断U形管液面变化时，需明确铁生锈消耗氧气会改变试管内压强，进而影响液面；
2. 探究铁生锈条件用控制变量法，对比a、b、c试管的变量（氧气、水）推导结论；
3. 分析除锈做法时，要考虑酸与铁锈、铁的反应，以及盐溶液对铁生锈的影响；
4. 铁生锈原理的应用需结合其消耗氧气的特点，联系生活实际举例。
【解析】
(1) 铁生锈是铁与氧气、水发生缓慢氧化的过程，试管a中的铁钉生锈，消耗了试管内的氧气，使试管内气体量减少，压强小于外界大气压，因此U形玻璃管中红墨水左侧液面升高。
(2) 对比试管a、b、c：a中铁钉同时接触氧气和水，生锈；b中铁钉只接触水（隔绝氧气），不生锈；c中铁钉只接触干燥空气（缺少水），不生锈，因此铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触。
(4) 选项分析：
A. 白醋显酸性，能与铁锈（Fe₂O₃）反应可除锈；但食盐水会加速铁的锈蚀，不能用于除铁锈，故A错误；
B. 若将铁制品长时间浸泡在酸性溶液中，铁锈反应完后，酸会继续与铁反应，腐蚀铁制品，故B错误；
C. 被雨淋湿的自行车立即擦干，能隔绝水，防止铁生锈，故C正确；因此选AB。
(5) 铁生锈过程消耗氧气，可用于食品包装袋内作脱氧剂，防止食品氧化变质（合理即可）。
【答案】
(1)升高；试管a中铁钉生锈消耗氧气，导致a中气体减少，压强减小
(2)铁与氧气和水接触
(4)AB
(5)用作脱氧剂（合理即可）
【知识点】
铁的锈蚀条件、酸的化学性质、金属资源的保护
【点评】
本题为化学实验探究题，围绕铁生锈的形成与去除展开，重点考查控制变量法在探究铁生锈条件中的应用，以及化学知识在生活中的实际应用，需学生熟练掌握铁生锈的条件、酸与金属氧化物的反应等核心知识点。
【难度系数】
0.5
