《2025年学霸提优大试卷九年级化学上册沪教版》

20. (6 分)(2025·重庆期末节选)某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关?
【查阅资料】Ⅰ. 氯化钙固体可作干燥剂。Ⅱ. 一定条件下,碳可加快铁的锈蚀,但碳本身不参加反应。
【设计与实验】
实验一:定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行如图 1 实验,现象如表所示。
| 试管 | A | B | C | D |


| 一周后铁钉表面现象 | 有一层铁锈 | 无明显变化 | 无明显变化 | 有较厚铁锈 |
(1)对比 A、B、C 试管中实验现象,说明铁锈蚀主要是铁与空气中的O₂、H₂O(填化学式)发生化学反应。
(2)生活中铁制品易生锈,铝更活泼但铝制品不易生锈的原因是铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜(合理即可)。
通过对比 A、D 试管中实验现象,发现铁锈蚀快慢与饱和 $ \text{NaCl} $ 溶液有关,于是设计了如下实验。
实验二:定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图 2 装置,检查气密性后,将 5 g 铁粉和 2 g 炭粉加入三颈烧瓶。 $ t_1 $ 时刻加入 2 mL 饱和 $ \text{NaCl} $ 溶液。一段时间后,再用注射器将 5 mL 稀盐酸注入三颈烧瓶中。整个过程采集的数据如图 3。
(3)根据图 3,对比 $ AB $ 段和BC段,说明 $ \text{NaCl} $ 溶液可加快铁生锈的速率。 $ t_3 $ 时刻后压强突然变大,原因是Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑(请用化学方程式解释)。

答案：
(1)O₂ H₂O
(2)铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜(合理即可)
(3)BC Fe+2HClFeCl₂+H₂↑