对铁锈蚀条件的进一步探究

鲁教版初三化学全册教案：9

课型：新授课

授课人：

内容和学情分析：

在日常生活中，学生差不多明白钢铁制品在潮湿空气中、表面不洁等条件下容易生锈，也了解一些防止钢铁生锈的简单方法，但尚不能全面地了解导致钢铁锈蚀的各种因素和防止钢铁锈蚀的方法。因此，教学的起点应当从学生已有的有关钢铁生锈的生活体会入手，引导学生对钢铁锈蚀的缘故提出猜想，然后设计实验验证猜想，再通过交流、讨论得出导致钢铁锈蚀的因素，分析提出减缓钢铁锈蚀的措施。

学习建议：

1、在学习常见的金属材料时，建议为学生提供一些生活中的金属制品，如导线、铝箔、剪刀、订书钉、钥匙、餐具等，让学生在熟悉的生活情形中去感受金属的锈蚀与防护。

2、在学习钢铁锈蚀的因素和减缓钢铁锈蚀的方法时，能够联系前面学过的燃烧和灭火来学习。

课程标准：

1、了解防止金属腐蚀的简单方法。

2、认识废旧金属对环境的阻碍和回收金属的重要性。

学习目标：

1、了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方法。

2、通过对钢铁锈蚀条件的探究，进一步加深对科学探究各要素的明白得，提高学生的科学素养。

3、明白废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属对环境及金属资源爱护的重要性，树立爱护金属资源的意识。

知识点（重点、难点）：

教学重点：

1．探究钢铁锈蚀的条件

2．探究减缓钢铁锈蚀的方法

教学难点：引导学生学会操纵实验条件，认识到操纵实验条件的重要性，从而进一步提高学生的科学素养。

实验预备：

多煤体图片素材，铁钉、蒸馏水、食盐水、食醋、试管等实验素材

在一周前做好的铁钉生锈探究的对比实验

学生：

废旧电池的污染情形的材料

安徽省中考化学必考科学探究题《金属锈蚀的条件》

1、世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究．

探究一：铁丝燃烧

如图1所示，取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端系上粗铜丝，另一端系一根火柴杆，点燃火柴杆待快燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中．观察到：Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧，且Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中的更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧．

（1）集气瓶中加入少量水的作用：．

（2）为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧．

（3）分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因．

探究二：铁粉腐蚀的条件

如图2所示，将所有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入广口瓶（容积为146mL）．当温度恢复至室温，量筒内水面高度不变时读数（此时广口瓶内氧气含量几乎为零），记录量筒的起始和最终读数以及所需时间如下表：

（4）实验①和②说明NaCl可以（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的过程．

（5）实验开始后，广口瓶温度上升，说明铁锈蚀是（填“放热”或“吸热”）过程．（6）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，实验③表格空白处样品的组成是．

（7）该装置还可能用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算得出空气中氧气的体积分数约是 %（精确到小数点后1位），试分析该实验结果出现误差的原因．

【答案】

解：

探究一：

（1）为防止燃烧产生的熔融物溅落瓶底，使瓶底炸裂，集气瓶内要预先装少量水或铺一层细沙；

（2）实验III中火柴在铁丝上方，用其火焰内焰对铁丝加热，内焰温度低，没有对铁丝充分预热，因此不能达到铁丝的着火点，铁丝不能燃烧；

实验6 铁制品锈蚀的条件

实验类型：

探究性实验

实验目的：

1.通过观察铁钉生锈的过程，认识铁生锈的条件；

2.了解金属锈蚀的原因。

实验用品：

试管、铁架台、橡皮塞；

铁钉、蒸馏水、植物油、棉花、氯化钙。

实验过程：

1.提出问题

铁生锈的条件是什么？

2.猜想与假设

（1）铁与氧气接触容易生锈；

（2）；

（3）。

3.制定计划（设计实验方案）

（1）设计思路：观察铁钉在不同环境中的变化，探究铁制品锈蚀的条件。

（2）实验流程：将三支洁净无锈的铁钉分别与空气、水、氧气接触，持续观察一周→分析得出铁生锈的条件。

你设计的实验方案是

。

水中，随后再注

入适量的植物

油；

在第三支试管

中塞入一团棉

花，然后在棉花

上放入干燥剂

氯化钙，并用橡

皮塞塞紧试管

口。

如图所示。

7

通过实验探究得出铁生锈的条件是。

5.反思与评价

（1）为什么铝制品在空气中不容易被腐蚀而铁制品在空气中容易被腐蚀？

（2）上面的实验中采用了哪些实验方法？

（3）铜在空气中也能生锈，请你根据铜锈的主要成分[Cu

2(OH)

2

CO

3

]猜测铜生锈的条件可

能是什么？

铁锈蚀条件实验报告

1.观察铁在不同条件下的腐蚀情况；

2.研究不同条件下铁的腐蚀速度。

实验器材：

1.铁钉；

2.盐水溶液；

3.干燥的空气；

4.湿润的空气。

实验步骤：

1.将铁钉分为四组，每组包含相同数量的铁钉；

2.将第一组的铁钉完全浸泡在盐水溶液中；

3.将第二组的铁钉暴露在干燥的空气中；

4.将第三组的铁钉暴露在湿润的空气中；

5.将第四组的铁钉作为对照组，放置在不受任何条件限制的环境中；

6.观察每组铁钉的腐蚀情况，并记录观察结果；

7.根据每组铁钉的腐蚀程度，计算出铁的腐蚀速度；

8.对比不同条件下铁的腐蚀速度，得出结论。

实验结果：

在盐水溶液中，铁钉表面明显出现了铁锈。盐水中的氯离子能够催化铁的腐蚀反

应，使铁离子迅速溶解，产生铁锈。

在干燥的空气中，铁钉表面只有少量的铁锈。氧气在铁表面形成的氧化物膜能够保护铁钉的进一步腐蚀。

在湿润的空气中，铁钉表面出现了较多的铁锈。湿润的环境会加速铁离子的溶解，从而加速铁的腐蚀反应。

计算腐蚀速度的公式为：

腐蚀速度= (初始重量- 终止重量) / (实验时间x 铁的密度)

利用上述公式，我们可以计算出不同条件下的腐蚀速度，并比较它们的差异。

结论：

1.在盐水溶液中，铁的腐蚀速度最快，因为盐水中的氯离子能够催化铁的腐蚀反应。

2.在干燥的空气中，铁的腐蚀速度较慢，因为铁表面的氧化物膜能够保护铁钉的进一步腐蚀。

3.在湿润的空气中，铁的腐蚀速度比在干燥的空气中略快，因为湿润的环境会加速铁离子的溶解。

4.对照组的铁钉在一般环境条件下没有明显的腐蚀迹象。

根据实验结果，我们可以得出结论：盐水溶液是铁腐蚀速度最快的环境，而干燥的空气对铁的腐蚀有一定的保护作用，湿润的空气加速了铁的腐蚀反应。这些结

铁在什么条件下容易生锈实验结论

铁是一种常见的金属元素，具有良好的韧性和导热性能，在人类生产生活中有着重要的应用。然而，在特定的环境下，铁会容易产生氧化反应，从而形成铁锈。那么，铁在什么条件下容易生锈呢？我们通过实验来寻找答案。

实验材料和步骤：

材料：铁块、空气、水、盐水。

步骤：

1. 将铁块分别置于 1 个干燥的容器中、1 个潮湿的容器中和 1 个盛满盐水的容器中，第四个铁块作为对比组（放置于干燥的容器中）。

2. 记录每个容器内铁块表面的变化情况，包括颜色、质地、是否有锈蚀现象等。

3. 观察 2 天后，进一步记录铁块表面的变化情况。

实验结论：

1. 铁在潮湿的环境下容易生锈。观察结果显示，在潮湿的容器中，铁块表面出现了陆续的橙红色斑点，表面也感觉更加薄而不均匀。

2. 铁在盐水环境下更容易生锈。观察结果显示，在盐水中的铁块表面已经出现了许多明显的橘黄色和深棕色的氧化反应物，表面看上去充

满了瑕疵和孔洞。

3. 铁在干燥的环境下，铁锈不容易产生。观察结果表明，干燥的容器中的铁块表面几乎与起始状态相同，没有出现锈蚀现象。

4. 经过 2 天的观察，情况没有发生大的变化，只是在潮湿容器中的铁块表面逐渐变得更薄并不规则。

结论：铁在潮湿和浸泡盐水的环境中容易生锈，而在干燥的条件下，铁锈不容易产生。因此，在铁的生产和保护过程中，应保持铁的表面干燥，避免湿度和盐分的影响。此外，还可以通过表面涂覆防锈剂等手段来保护铁产品。

探究铁制品锈蚀的条件实验报告

铁制品在日常生活中随处可见，从家具到建筑，再到机械设备，铁的应用广泛而丰富。然而，铁制品容易发生锈蚀现象，不仅影响美观，还会降低铁制品的使用寿命。因此，探究铁制品锈蚀的条件成为了一项重要的研究课题。

在这个实验中，我们着重考察了铁制品锈蚀的条件，以便更好地了解铁锈形成的原因及条件。通过实验，我们发现了几种能够影响铁制品锈蚀的主要条件，包括湿度、氧气和盐分等因素。

首先，我们研究了湿度对铁制品锈蚀的影响。实验结果表明，高湿度环境会加速铁制品的锈蚀速度。这是因为在高湿度的环境下，铁制品表面容易形成水膜，从而提供了锈蚀所需的水分。此外，湿度高的情况下，空气中的氧气也更容易与铁发生反应，形成氧化铁，导致铁制品锈蚀加剧。

其次，氧气也是影响铁制品锈蚀的重要条件之一。实验结果显示，氧气是铁锈的主要成分之一，而且氧气越充足，铁制品的锈蚀速度越快。在实验中，我们将铁制品置于含氧气丰富的环境中，发现铁制品表面很快形成了红色的氧化铁皮，这是由铁与氧气反应所形成的。因此，氧气的存在是铁制品锈蚀的必要条件。

另外，盐分也是一个影响铁制品锈蚀的重要因素。实验结果表明，在含有盐分的环境中，铁制品的锈蚀速度更快。这是因为盐能够增加水的溶解

度，使得铁制品表面的水膜更容易形成。同时，盐还能够提高水的电导率，促进锈蚀反应的进行。在实验中，我们将铁制品浸泡在盐水中，发现铁制品的锈蚀速度比不含盐的水中要快很多。

通过这些实验，我们深入探讨了铁制品锈蚀的条件，为我们更好地保

护铁制品提供了参考。我们可以在日常生活中注意控制环境湿度，避免铁制品长时间暴露在高湿度环境中。同时，定期清洁铁制品表面，去除积聚的盐分和水，也是保护铁制品的有效方法之一。除此之外，我们还可以在铁制品表面涂上防锈涂层，阻止氧气和水分的接触，从而延长铁制品的使用寿命。

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o 专题：探究铁生锈的条件

探究铁生锈条件是考试热点之一。在课本实验的基础上进行拓展和创新已成为新的中考命题趋势。【知识点睛】1 实验探究

实验装置

实验现象

几天后观察，A 试管中铁钉生锈，在水面附近锈蚀严重，B 、C 试管中的铁

钉没有生锈。

实验分析A 试管中的铁钉同时跟水、氧气接触而生锈；B 试管中的铁钉只与水接触不

生锈；C 试管中铁钉只与干燥的氧气接触不生锈。实验结论

铁生锈的主要条件是与水和氧气同时接触。

2 铁生锈的实质和影响因素

①探究铁生锈的条件时采用经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，目的是赶走水中溶解的氧气；再

加上植物油来隔绝氧气。

②环境中的某些物质会加快铁的锈蚀，如与食盐溶液接触的铁制品比不接触的铁制品生锈更快。

③铁生锈的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程（缓慢氧化）。反应过程相当复杂，最终生成物铁锈是一种混合物。铁锈（主要成分：232e O O F nH A ）为红棕色，表面疏松多孔，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等接触，最终导致铁全部被锈蚀。

【例题精讲】

例1

为了探究金属铁生锈的条件，有同学设计并进行了如图所示4组实验，将相同规格光亮的铁钉同时放入下列装置中进行实验，试回答下列问题：

a

n d

A

l l t h i n

g s

（1）一段时间后，铁钉无变化的是________________（填写字母，下同）；

（2）整个过程中铁钉表面没有铁锈出现，但质量发生变化的是__________；

（3）同时结束实验后，将铁钉取出烘干、称重，其质量由大到小的顺序为_______；（4）要探究铁生锈的条件，上述实验还不够完善，还需要补充的一个实验是______.☞解析

初中化学学生分组实验教案

实验名称1：铁制品锈蚀条件的探究

实验目的：1、通过设计对比实验，自主探索得出铁生锈的条件，进而推断防止铁生锈的方法。

2、通过自主探究,提升自身操作实验的能力。培养认真记录想象和表达分析结果的能力。

实验器材及药品：试管3支，橡皮塞1个，铁钉3颗、试管架1台、纯净水、棉花、氯化钙、植物油

实验步骤：

1、将3支试管分别编号为A、B、C，放在试管架上。

2、在A试管内装入少量纯净水，放入一枚铁钉放在试管中，使铁钉一部分在水里，另一部分裸露在空气中，

3、在B试管内装入一定量的纯净水，在放入一枚铁钉放在试管中，铁钉一部分裸露在空气中，再加入植物油把裸露的铁钉淹没。

4、用酒精灯将C瓶烘干后，放入一枚铁钉，并加入足量干燥剂，在试管口放入一团棉花，再用橡皮塞将试管口塞住。

6、将试管架放在实验室观察4天（每天观察一次），并将观察结果记录在表格中。

实验现象：

实验结果及分析：

铁生锈的必要条件是氧气、水同时存在。

金属锈蚀的条件探究

金属在日常生活、生产中有着重要的作用，但金属制品的锈蚀却是人类无法回避的难题，因此金属锈蚀的条件就很值得人们去探究，这部分内容也是近年来中考命题者所关注的焦点。

例1 为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组做了如下实验。

【实验方案】将3枚洁净的铁钉同时置于如图所示

环境下，观察铁钉的锈蚀情况。

【实验现象】3天后，I、Ⅲ中铁钉不生锈，Ⅱ中铁

钉明显生锈。

【获得结论】(1)对照实验l、Ⅱ，可知铁锈蚀的条

件之一为；

(2)防止铁锈蚀的一种方法是。

【拓展探究】(3)小明发现海边的铁器很容易生锈，

从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证

小明的猜想。

解析通过对比实验，I、Ⅲ中铁钉不生锈，Ⅱ中铁钉明显生锈，说明铁在潮湿的空气中易于氧气、水发生反应而生锈，另外铁与酸性溶液、碱性溶液、食盐水等物质接触也易生锈；防止铁锈蚀的方法是在铁制品的表面涂上一层保护膜，如涂油、刷漆等；探究氯化钠是否加快铁的锈蚀，一定要设计对比实验来进行探究，如分别将细铁丝放在干燥的空气中、部分浸没在食盐水中、部分浸没在清水中和完全浸没在食盐水中。

答案(1)在潮湿的空气中、与酸性溶液接触、与碱性溶液接触、与食盐水接触(合理均给分)

(2)涂油、喷漆、搪瓷等

(3)在A、B、C、D四支试管中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、完全浸没在食盐水中的细铁丝，两天后观察，发现浸

过食盐水的细铁丝锈蚀最严重

例 2 小明对铁的锈蚀进行如下探究。室温时，将包有样品的

滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图。观察到量

对铁锈蚀条件的进一步探究

摘要：本文以《化学课程标准》对学生知识、能力的要求为基础,在化学课外小组活动中探究电解质溶液对铁生锈的作用及铁锈蚀的条件,指导学生根据实验现象进行猜想并设计实验,结合高中知识得出空气中二氧化碳与水反应生成碳酸从而形成电解质溶液加快铁的锈蚀,并通过实验加以验证。通过此实验探究学生能够在老师的指导下得出空气中的二氧化碳参与了铁锈蚀的结论。整个实验探究复习并衔接了初高中的知识,并将课本知识应用到生活中。

关键词:铁的锈蚀原电池电解质电解质溶液

一、问题的提出

1.课程标准分析

初中《化学课程标准》要求重视对学生创新意识及科学精神的培养,这一点应反应在化学教学的全部过程之中。充分发挥实验教学的教育功能,不仅仅是停留在课堂上。化学课外活动是化学课堂教学的延伸和补充,是培养学生积极探索、勇于超越的科学精神的重要途径。中学化学实验是中学化学教学内容的重要组成部分,也是中学生学习化学的基本方法。其中,分组实验是学生实验的主要方式,它是在单元教材学习之后,为了复习、巩固和验证课堂上所学的化学知识,并系统培养学生的实验技能和独立工作能力而进行的一种课堂实验教学形式。

2.选取本实验的原因

关于铁钉锈蚀所需要条件的探究课堂已经做过,学生已有知识基础,本探究的目的之一是在此处起一个回忆、复习的作用。

本探究的第二个目的是让学生观察,比较铁钉和电解质溶液接触时与没有和电解质溶液接触时锈蚀的快慢,结合初中阶段学生掌握的酸碱盐溶液的导电性、生铁是铁和碳的合金以及二氧化碳与水反应生成碳酸等知识引出电化学腐蚀的原理,并对今后高中原电池原理的学习做准备。