9. 如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙两个广口瓶中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,铁钉出现了锈蚀。下列说法不正确的是 （）


A.甲、乙中气体含氧气的体积分数不相等
B.乙中铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
C.甲中铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
D.丙中导管内上升一段水柱

9. B

【分析】要解决本题，需明确铁锈蚀的条件是铁同时接触氧气和水，再结合甲、乙装置的特点分析各选项：甲瓶中植物油隔绝了部分氧气，乙瓶中铁钉接触的氧气更多；铁锈蚀最严重的部位是同时接触氧气和水的位置；乙中铁生锈会消耗氧气使瓶内压强减小，丙中导管会出现水柱上升的现象。据此判断各选项正误。
【解析】铁锈蚀的条件是铁与氧气、水同时接触，据此分析：
1. 选项A：甲瓶中植物油隔绝了部分氧气，乙瓶中铁钉上方有空气，氧气含量高于甲瓶，因此甲、乙中气体含氧气的体积分数不相等，A说法正确。
2. 选项B：乙中铁钉的水面处，同时接触充足的氧气和水，是锈蚀最严重的部位，而非水面下的部分，B说法错误。
3. 选项C：甲中铁钉在植物油内的部分，既没有接触水，也没有接触充足的氧气，因此不会锈蚀，C说法正确。
4. 选项D：乙中铁生锈消耗氧气，瓶内气体减少，压强减小，外界大气压将烧杯中的水压入导管，因此丙中导管内会上升一段水柱，D说法正确。
综上，不正确的说法是B。
【答案】B
【知识点】铁锈蚀的条件、气体压强变化
【点评】本题结合实验装置考查铁锈蚀的条件，需准确分析各部位接触的物质，结合铁生锈的必要条件判断锈蚀程度，同时利用压强变化分析装置现象，属于基础实验题，难度适中。
【难度系数】0.5

10. 下列说法正确的是
（）

A.铁锈的主要成分是$Fe_{3}O_{4} · xH_{2}O$
B.铁锈是一层致密而结实的物质
C.稀硫酸、醋酸溶液等物质存在时会加快铁的锈蚀
D.铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应

10. C

【分析】本题考查金属锈蚀及相关性质的判断，需逐一分析每个选项对应的化学知识点：回忆铁锈的主要成分、物理性质，铁锈蚀的影响因素，铝的化学性质（氧化膜的特点），再判断各选项说法是否正确，最终确定答案。
【解析】逐一分析各选项：
A选项：铁锈的主要成分是$\ce{Fe_{2}O_{3}·xH_{2}O}$，$\ce{Fe_{3}O_{4}}$是磁铁矿的主要成分，并非铁锈的成分，故A错误；
B选项：铁锈是疏松多孔的物质，无法阻止内部铁继续锈蚀，而铝表面的氧化膜才是致密的，故B错误；
C选项：稀硫酸、醋酸等酸溶液能与铁发生反应，同时酸溶液会加速铁的电化学腐蚀，从而加快铁的锈蚀，故C正确；
D选项：铝的化学性质活泼，常温下能与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止内部铝继续被氧化，因此铝制品不易锈蚀，并非铝不与氧气反应，故D错误。
【答案】C
【知识点】铁的锈蚀、铝的化学性质、铁锈的成分
【点评】本题为化学基础题，考查金属锈蚀的核心知识点，要求学生准确记忆铁锈的成分、性质，铁锈蚀的影响因素及铝制品耐腐蚀的原因，掌握课本基础内容即可解答，难度较低。
【难度系数】0.7

11. 用如图所示装置探究铜生锈的条件,一个月后发现铜丝未生锈。已知 NaOH 能吸收 $CO_{2}$。下列叙述错误的是（）

A.金属的锈蚀是金属从单质变成化合物的过程
B.在潮湿的空气中,铝比铁耐锈蚀
C.在有氧气和水的条件下,铜比铁易生锈
D.铜生锈可能与空气中的 $O_{2}$、$H_{2}O$ 和 $CO_{2}$ 有关

11. C

【分析】首先明确实验装置的作用：空气先经过NaOH溶液，NaOH可吸收CO₂，因此铜丝所处环境缺少CO₂，仅接触O₂和H₂O，最终铜丝未生锈，说明铜生锈需要CO₂。再逐一分析选项：A选项，金属锈蚀是金属单质转化为化合物的过程，符合锈蚀本质；B选项，铝表面有致密氧化铝薄膜，比铁耐锈蚀；C选项，实验中铜在有O₂和水时未生锈，且实际中铁比铜更易生锈，该叙述错误；D选项，结合实验可知铜生锈需要O₂、H₂O、CO₂。因此错误选项为C。
【解析】本题结合实验装置的除杂作用和实验现象分析各选项：
1. 装置中NaOH溶液和NaOH固体均吸收CO₂，铜丝仅接触O₂和H₂O却未生锈，说明铜生锈需要CO₂。
2. 选项A：金属锈蚀的本质是金属单质与氧气等反应生成金属化合物，叙述正确。
3. 选项B：铝在空气中易形成致密的氧化铝保护膜，阻止内部铝继续被氧化，因此比铁耐锈蚀，叙述正确。
4. 选项C：实验中铜在有O₂和水的条件下未生锈，且实际中铁比铜更易生锈，该叙述错误。
5. 选项D：结合“缺少CO₂时铜不生锈”的实验结果，可知铜生锈与O₂、H₂O、CO₂有关，叙述正确。
综上，错误选项为C。
【答案】C
【知识点】金属锈蚀条件、金属的化学性质
【点评】本题通过实验探究铜生锈的条件，需结合装置的除杂作用分析实验变量，同时掌握不同金属的锈蚀特性，属于中等难度的综合题。
【难度系数】0.5

12. 同学们对铁的锈蚀进行探究。
(一)探究影响铁的锈蚀的因素
①准备三支试管并编号 A、B、C,放入铁钉；
②向试管 A 中加入水(不淹没铁钉),向试管 B 中加入水和植物油(水淹没铁钉),将棉花和氯化钙放置于试管 C 的管口并塞上橡皮塞(如图所示)；
③持续一段时间,观察铁钉的生锈情况。

(1)铁锈的主要成分是(填化学式)。
(2)试管 C 中氯化钙的作用是。
(3)本实验对氧气的控制十分严格,对试管 B 中的水要提前做的处理是。
(4)该兴趣小组得到的实验结论如下,请帮他们完善。

(二)同学们还设计了如图 2 所示的实验装置,检查装置的气密性后,将 5 g 铁粉和 2 g 炭粉加入三颈烧瓶,$t_1$时刻加入 2 mL NaCl 饱和溶液后,再将一个装有 5 mL 稀盐酸的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞),采集数据。


【查阅资料】①炭粉可加快铁的锈蚀,炭粉不与稀盐酸反应；②铁锈与稀盐酸反应不产生气体。
(5)根据图 3 可知,铁生锈(选填“放热”或“吸热”),$t_2 ∼ t_3$这段时间里反应并未停止,温度却开始降低,原因是。
(6)根据图 4 可知,$t_3$时刻后压强突然变大的原因是。


(7)利用铁粉、活性炭、水和食盐可自制暖宝宝。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图 5 所示。与市售暖宝宝相比,自制暖宝宝用来取暖的不足是(写一点即可)。

12. (1)$Fe_{2}O_{3}$(或$Fe_{2}O_{3}· xH_{2}O$) (2)吸收水蒸气 (3)煮沸 (4)①铁生锈需要氧气 ②A (5)放热 铁生锈放出的热量小于散失的热量 (6)铁生锈消耗氧气,使得烧瓶内压强变小,注射器中的稀盐酸被吸入烧瓶中,与铁粉反应产生氢气 (7)自制暖宝宝放出的热量较大,产生的温度高,容易造成烫伤(或自制暖宝宝持续放热时间短,保温时间短,答案合理即可)

【分析】
本题围绕铁的锈蚀探究展开，需结合铁锈蚀的条件（铁与氧气、水同时接触）、实验控制变量的方法、图像数据分析解答各问题：
1. 铁锈是铁与氧气、水缓慢氧化的产物，明确其主要成分的化学式；
2. 试管C需营造干燥环境，氯化钙作为干燥剂的作用是吸收水蒸气；
3. 试管B要控制氧气，需通过煮沸除去水中溶解的氧气；
4. 对比三支试管的实验现象，完善铁生锈的条件结论；
5. 图3温度变化反映铁生锈的热量变化，结合散热分析温度降低的原因；
6. 图4压强变化结合铁生锈耗氧、盐酸与铁反应产氢分析压强突变的原因；
7. 对比暖宝宝温度曲线，分析自制暖宝宝的不足。
【解析】
（1）铁锈的主要成分为氧化铁，化学式为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$（或带结晶水的$\ce{Fe_{2}O_{3}·xH_{2}O}$）；
（2）氯化钙是固体干燥剂，作用是吸收试管内的水蒸气，营造干燥环境，防止铁钉接触水分；
（3）气体溶解度随温度升高而减小，煮沸水可除去水中溶解的氧气，控制变量探究氧气对铁锈蚀的影响；
（4）对比实验：A中铁钉接触水和氧气生锈，B中铁钉只接触水（植物油隔绝氧气）不生锈，C中铁钉只接触干燥空气（无水）不生锈，因此结论为①铁生锈需要氧气；②对应接触水和氧气的A试管；
（5）图3温度升高说明铁生锈放热；$t_2∼t_3$时，铁生锈放出的热量小于烧瓶向外界散失的热量，温度开始降低；
（6）铁生锈消耗烧瓶内的氧气，使瓶内压强减小，注射器中的稀盐酸被吸入烧瓶，与铁粉反应生成氢气，导致$t_3$时刻后压强突然变大；
（7）由温度曲线可知，自制暖宝宝温度峰值高易烫伤，或持续放热时间短、保温效果差。
【答案】
(1)$\ce{Fe_{2}O_{3}}$(或$\ce{Fe_{2}O_{3}· xH_{2}O$)
(2)吸收水蒸气
(3)煮沸
(4)①铁生锈需要氧气；②A
(5)放热；铁生锈放出的热量小于散失的热量
(6)铁生锈消耗氧气，使得烧瓶内压强变小，注射器中的稀盐酸被吸入烧瓶中，与铁粉反应产生氢气
(7)自制暖宝宝放出的热量较大，产生的温度高，容易造成烫伤(或自制暖宝宝持续放热时间短，保温时间短，答案合理即可)
【知识点】铁的锈蚀条件、干燥剂的作用、酸与金属的反应
【点评】本题为铁锈蚀的综合探究题，结合控制变量法、图像分析考查学生的实验探究能力，需结合实验设计意图、资料信息和图像数据逐一分析，难度适中，是初中化学重点实验题型。
【难度系数】0.5