Question

17．鐵生銹探秘-----為探究鐵生銹的原因，化學興趣小組的同學進行了如圖所示的四個實驗：

實驗結果顯示：B、D實驗中鐵生了銹，而A、C實驗中沒有明顯的現象，仔細分析這4 個實驗，回答下列問題：
（1）評價方案
對照實驗指除了一個變量外，其他的量都保持不變的實驗．該實驗方案中采用了對照實驗方法．請指出其中的對照實驗（填ABCD實驗代號）和變量．
第①組對照實驗AB，變量水分；第②組對照實驗BC，變量氧氣．第③組對照實驗BD，變量食鹽．
（2）解釋數據
實驗時，每隔一段時間測量導管內水面上升的高度，結果如表所示（表中所列數據為導管中水面上升的高度/cm ）：

時間/小時 編號	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
A	0	0	0	0	0	0	0
B	0	0	0	0.3	0.8	2.0	3.5
C	0	0	0	0	0	0	0
D	0	0.4	1.2	3.4	7.6	9.5	9.8

導致B、D實驗裝置中導管內水面上升的原因是鐵絲生銹吸收了空氣中的氧氣，使瓶內氣壓減小．
（3）獲得結論
根據本實驗，你認為導致鐵生銹的物質有水分和氧氣；鐵銹的主要成分是Fe₂O₃•xH₂O（寫化學式）能加快鐵生銹的物質是食鹽．
（4）交流反思
①據相關報導，現在世界上每年因為腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產量的20%-40%，所以為防止金屬銹蝕，我們可以采取的方法有保持金屬制品的潔凈和干燥（寫一種即可）
②某同學向分別盛有等質量的鐵粉和鋅粒的試管中，倒入等質量、等溶質質量分數的稀硫酸，以“金屬表面產生氣泡的快慢”為標準來判斷兩種金屬的活動性強弱．有的同學認為這種方案不夠合理，理由是未能保證變量的唯一性（或沒控制相同的條件），金屬的表面積不同．

Answer 1

分析 （1）從ABCD實驗中，找出對照實驗，并分析變量；
（2）對比B、D實驗裝置和現象，從鐵生銹條件的角度解釋原因；
（3）綜合分析上述實驗，得出結論；
（4）①鐵與水和氧氣同時接觸時容易生銹，因此隔絕水和氧氣可以防止鐵制品生銹；
②在有鹽類物質或酸類物質的環境中能加速鐵的銹蝕，據此解答．

解答 解：（1）從ABCD實驗中，可找出3組對照實驗第①組對照實驗 AB，變量水分；第②組對照實驗BC，變量是氧氣；第③組對照實驗BD，變量是食鹽；
（2）比較B、D實驗裝置和現象，可知導管內水面上升的原因是由于鐵絲生銹消耗了裝置中的氧氣，導致壓強減小，水面上升；
（3）本實驗的結論是導致鐵生銹的物質有水和氧氣，能加快鐵生銹的物質是食鹽；
（4）①把金屬制品置于干燥的環境中，可以防止鐵釘生銹；
②金屬的顆粒大小不同，與酸的反應速度也不同，所以沒控制相同的條件，顆粒大小不同，金屬表面產生氣泡的快慢，也會受到影響；
故答案為：
（1）AB；水分；BC，氧氣；BD；食鹽；
（2）鐵絲生銹吸收了空氣中的氧氣，使瓶內氣壓減小；
（3）水分和氧氣； Fe₂O₃•xH₂O；食鹽．
（4）①保持金屬制品的潔凈和干燥（合理即可）
②未能保證變量的唯一性（或沒控制相同的條件），金屬的表面積不同．

點評 此題考查鐵生銹的條件，鐵生銹的條件是氧氣和水都與鐵接觸，氯化鈉能促進鐵的銹蝕，掌握控制變量法是解決此題的關鍵．