Question

【題目】啤酒蓋（主要成分為鐵）生銹直接影響啤酒廠家的市場銷售和品牌形象。某小組同學(xué)用鐵釘代替啤酒蓋模擬其生銹實驗，探究鐵生銹的條件及影響生銹速率的因素。

I．探究鐵生銹的條件

（1）證明鐵生銹需要與氧氣接觸的實驗現(xiàn)象是____________。

Ⅱ．探究影響鐵生銹速率的因素

（查閱資料）啤酒的pH值大約在3.8～4.6之間。

（猜想假設(shè)）鐵釘生銹可能與溶液酸堿度、溫度、是否殺菌有關(guān)。

實驗1

分別取鐵釘浸于等體積液體中，在空氣中放置相同時間進行如下實驗：

實驗	是否殺菌	pH值	溫度/℃	銹蝕情況/%
1	殺菌	6	20	無現(xiàn)象
2	殺菌	6	70	較明顯生銹
3	未殺菌	6	70	明顯生銹
4	未殺菌	6	20	略微生銹

實驗2

在70℃時，將殺菌后的鐵釘于等體積溶液中，在空氣中放置相同時間進行如下實驗：

實驗	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
pH值		5	7	9	11
銹蝕情況	完全生銹	明顯生銹	略微生銹	無現(xiàn)象	無現(xiàn)象

（解釋與結(jié)論）：

（2）由實驗1得出“溫度與鐵生銹速率有關(guān)”的結(jié)論，依據(jù)的兩個實驗是___________（填編號）。

（3）實驗2的目的是____________。

（4）由實驗1和實驗2推知影響鐵生銹的因素是______________。

（5）實驗2沒有進行pH=13的實驗，理由是______________。

（6）結(jié)合本題請分析啤酒蓋易生銹的原因是_____________。

（反思與評價）

如圖所示實驗探究鐵生銹的條件（每支試管中均放有完全相同的潔凈鐵片）：

（1）甲同學(xué)認為，試管A發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果．乙同學(xué)不同意他的觀點，認為必須全面觀察試管____________（選填試管編號）發(fā)生的現(xiàn)象，并經(jīng)過科學(xué)嚴謹?shù)耐评�，才能得出上述結(jié)論．

（2）試管D和E實驗的目的是_____________的環(huán)境中是否更容易銹蝕．

（3）通過本次探究活動，你有哪些收獲和體會？______________

Answer 1

【答案】B中有紅色固體生成，A中無現(xiàn)象 1、2或3、4 在其他條件相同時，探究pH值對鐵生銹的影響 pH、是否殺菌、溫度 pH值為11時，鐵沒有生銹，則無需做pH值為13的實驗 在酸性條件下，沒有殺菌的啤酒蓋在夏天更易生銹 ABC 探究鐵在鹽、酸 科學(xué)探究是化學(xué)學(xué)習(xí)的一種重要方法

【解析】

I．（1）試管A中的鐵釘只與水接觸，沒有銹蝕，B中的鐵釘與氧氣、水同時接觸，發(fā)生了銹蝕，表面產(chǎn)生紅色固體，C中的鐵釘只與干燥的空氣接觸，沒有銹蝕，所以A和B可知鐵生銹需要與氧氣接觸，故證明鐵生銹需要與氧氣接觸的實驗現(xiàn)象是B中有紅色固體生成，A中無現(xiàn)象。

Ⅱ．解釋與結(jié)論：

（2）由表格中的信息與數(shù)據(jù)可知，依據(jù)1、2或3、4對比可以得出“溫度與鐵生銹速率有關(guān)”的結(jié)論；

（3）由實驗2的內(nèi)容可知，實驗2的目的是在其他條件相同時，探究pH值對鐵生銹的影響；

（4）由實驗1和實驗2推知影響鐵生銹的因素是pH、是否殺菌、溫度；

（5）因為pH值為11時，鐵沒有生銹，則無需做pH值為13的實驗；

（6）啤酒蓋易生銹的原因是：在酸性條件下，沒有殺菌的啤酒蓋在夏天更易生銹。

反思與評價：

（1）要證明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果，就要看鐵分別在隔絕空氣、隔絕水的條件下，和暴露在有水和空氣的條件下的不同，得出結(jié)論．所以必須全面觀察試管ABC發(fā)生的現(xiàn)象，并經(jīng)過科學(xué)嚴謹?shù)耐评�，才能得出上述結(jié)論。

（2）試管D中含有食鹽水和E中含有食醋，因此實驗的目的是進一步探究鐵在鹽、酸存在的環(huán)境中鐵的銹蝕情況。

（3）通過本次探究活動可以知道，科學(xué)探究是化學(xué)學(xué)習(xí)的一種重要方法。