Question

啤酒盖（主要成分为铁）生锈直接影响啤酒厂家的市场销售和品牌形象。某小组同学用铁钉代替啤酒盖模拟其生锈实验，探究铁生锈的条件及影响生锈速率的因素。

I．探究铁生锈的条件

 

（1）证明铁生锈需要与氧气接触的实验现象是____________。

Ⅱ．探究影响铁生锈速率的因素

（查阅资料）啤酒的pH值大约在3.8～4.6之间。

（猜想假设）铁钉生锈可能与溶液酸碱度、温度、是否杀菌有关。

实验1

分别取铁钉浸于等体积液体中，在空气中放置相同时间进行如下实验：

实验	是否杀菌	pH值	温度/℃	锈蚀情况/%
1	杀菌	6	20	无现象
2	杀菌	6	70	较明显生锈
3	未杀菌	6	70	明显生锈
4	未杀菌	6	20	略微生锈

实验2

在70℃时，将杀菌后的铁钉于等体积溶液中，在空气中放置相同时间进行如下实验：

实验	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
pH值	3	5	7	9	11
锈蚀情况	完全生锈	明显生锈	略微生锈	无现象	无现象

（解释与结论）：

（2）由实验1得出“温度与铁生锈速率有关”的结论，依据的两个实验是___________（填编号）。

（3）实验2的目的是____________。

（4）由实验1和实验2推知影响铁生锈的因素是______________。

（5）实验2没有进行pH=13的实验，理由是______________。

（6）结合本题请分析啤酒盖易生锈的原因是_____________。

（反思与评价）

如图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁片）：

 

（1）甲同学认为，试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果．乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管____________（选填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论．

（2）试管D和E实验的目的是_____________的环境中是否更容易锈蚀．

（3）通过本次探究活动，你有哪些收获和体会？______________

Answer

B中有红色固体生成，A中无现象 1、2或3、4 在其他条件相同时，探究pH值对铁生锈的影响 pH、是否杀菌、温度 pH值为11时，铁没有生锈，则无需做pH值为13的实验 在酸性条件下，没有杀菌的啤酒盖在夏天更易生锈 ABC 探究铁在盐、酸 科学探究是化学学习的一种重要方法

【解析】

I．（1）试管A中的铁钉只与水接触，没有锈蚀，B中的铁钉与氧气、水同时接触，发生了锈蚀，表面产生红色固体，C中的铁钉只与干燥的空气接触，没有锈蚀，所以A和B可知铁生锈需要与氧气接触，故证明铁生锈需要与氧气接触的实验现象是B中有红色固体生成，A中无现象。

Ⅱ．解释与结论：

（2）由表格中的信息与数据可知，依据1、2或3、4对比可以得出“温度与铁生锈速率有关”的结论；

（3）由实验2的内容可知，实验2的目的是在其他条件相同时，探究pH值对铁生锈的影响；

（4）由实验1和实验2推知影响铁生锈的因素是pH、是否杀菌、温度；

（5）因为pH值为11时，铁没有生锈，则无需做pH值为13的实验；

（6）啤酒盖易生锈的原因是：在酸性条件下，没有杀菌的啤酒盖在夏天更易生锈。

反思与评价：

（1）要证明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，就要看铁分别在隔绝空气、隔绝水的条件下，和暴露在有水和空气的条件下的不同，得出结论．所以必须全面观察试管ABC发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。

（2）试管D中含有食盐水和E中含有食醋，因此实验的目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中铁的锈蚀情况。

（3）通过本次探究活动可以知道，科学探究是化学学习的一种重要方法。