3 利用铁粉、木炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验(装置如图所示且气密性良好)。实验进行1 min后温度计的示数上升，8 min后打开弹簧夹，水倒吸进入锥形瓶，实验数据如表所示。下列说法不合理的是
（
A.铁的锈蚀是放热反应
B.使用 NaCl 溶液的目的是加快铁的锈蚀
C.此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与
D.计算得出空气中氧气的含量约为 19.7%
（
C
） A.铁的锈蚀是放热反应
B.使用 NaCl 溶液的目的是加快铁的锈蚀
C.此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与
D.计算得出空气中氧气的含量约为 19.7%
答案：3. C
解析：
【分析】
本题围绕铁的锈蚀实验展开，需结合铁锈蚀的条件、影响因素、实验设计的严谨性及空气中氧气含量的测定原理，逐一分析选项是否合理。解题时要明确：铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的缓慢氧化，过程放热；氯化钠可加快锈蚀速率；探究某一反应条件需设置对照实验；氧气含量可通过倒吸水的体积计算。
【解析】
1. 选项A：实验中温度计示数上升，说明铁锈蚀过程释放热量，即铁的锈蚀是放热反应，A合理。
2. 选项B：氯化钠溶液能增强溶液导电性，加快铁的电化学腐蚀速率，从而加快铁的锈蚀，B合理。
3. 选项C：该实验未设置“无水环境下铁是否锈蚀”的对照实验，无法推断出铁的锈蚀需要水的参与，C不合理。
4. 选项D：水倒吸进入锥形瓶的体积等于铁锈蚀消耗氧气的体积，结合实验数据计算可得空气中氧气的含量约为19.7%，D合理。
综上，不合理的说法是C。
【答案】
C
【知识点】
铁的锈蚀、空气中氧气含量的测定、化学反应中的能量变化
【点评】
本题结合铁锈蚀实验考查化学核心知识点，重点考查学生对实验设计严谨性的判断能力，需明确对照实验在探究反应条件中的作用，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕铁的锈蚀实验展开，需结合铁锈蚀的条件、影响因素、实验设计的严谨性及空气中氧气含量的测定原理，逐一分析选项是否合理。解题时要明确：铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的缓慢氧化，过程放热；氯化钠可加快锈蚀速率；探究某一反应条件需设置对照实验；氧气含量可通过倒吸水的体积计算。
【解析】
1. 选项A：实验中温度计示数上升，说明铁锈蚀过程释放热量，即铁的锈蚀是放热反应，A合理。
2. 选项B：氯化钠溶液能增强溶液导电性，加快铁的电化学腐蚀速率，从而加快铁的锈蚀，B合理。
3. 选项C：该实验未设置“无水环境下铁是否锈蚀”的对照实验，无法推断出铁的锈蚀需要水的参与，C不合理。
4. 选项D：水倒吸进入锥形瓶的体积等于铁锈蚀消耗氧气的体积，结合实验数据计算可得空气中氧气的含量约为19.7%，D合理。
综上，不合理的说法是C。
【答案】
C
【知识点】
铁的锈蚀、空气中氧气含量的测定、化学反应中的能量变化
【点评】
本题结合铁锈蚀实验考查化学核心知识点，重点考查学生对实验设计严谨性的判断能力，需明确对照实验在探究反应条件中的作用，难度适中。
【难度系数】
0.5
4 [2025 滨州改编]铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是 （
A.喷漆的栏杆
B.涂油的链条
C.未擦干的铁锅
D.不锈钢保温杯
C
）A.喷漆的栏杆
B.涂油的链条
C.未擦干的铁锅
D.不锈钢保温杯
答案：4. C
解析：
【分析】首先明确铁生锈的条件：铁与氧气、水同时接触时易生锈，若隔绝氧气或水则能防止生锈。接下来逐一分析选项：A选项喷漆的栏杆，油漆层隔绝了氧气和水，不易生锈；B选项涂油的链条，油层隔绝氧气和水，不易生锈；C选项未擦干的铁锅，表面残留水分，同时接触氧气，满足铁生锈的条件，最易生锈；D选项不锈钢保温杯，不锈钢是抗腐蚀性强的合金，不易生锈。
【解析】铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果，需同时满足两个条件才易生锈。A项喷漆栏杆，通过喷漆隔绝氧气和水，防锈；B项涂油链条，油层隔绝氧气和水，防锈；C项未擦干的铁锅，表面有水且接触氧气，满足生锈条件，最易生锈；D项不锈钢保温杯，不锈钢合金抗腐蚀，不易生锈。
【答案】C
【知识点】铁生锈的条件、金属的防锈措施
【点评】本题考查铁生锈的条件及防锈方法，属于基础题型，学生只需掌握铁生锈的必要条件，结合各选项的防锈措施或材质特点即可判断，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果，需同时满足两个条件才易生锈。A项喷漆栏杆，通过喷漆隔绝氧气和水，防锈；B项涂油链条，油层隔绝氧气和水，防锈；C项未擦干的铁锅，表面有水且接触氧气，满足生锈条件，最易生锈；D项不锈钢保温杯，不锈钢合金抗腐蚀，不易生锈。
【答案】C
【知识点】铁生锈的条件、金属的防锈措施
【点评】本题考查铁生锈的条件及防锈方法，属于基础题型，学生只需掌握铁生锈的必要条件，结合各选项的防锈措施或材质特点即可判断，难度较低。
【难度系数】0.8
5 下列金属防护措施不正确的是（
A.在金属制品表面镀保护层
B.改变金属内部结构制成合金使用
C.保持金属制品表面清洁干燥
D.用稀盐酸定期清洗金属制品
D
）A.在金属制品表面镀保护层
B.改变金属内部结构制成合金使用
C.保持金属制品表面清洁干燥
D.用稀盐酸定期清洗金属制品
答案：5. D
解析：
【分析】本题要求选出金属防护措施不正确的选项，需结合金属腐蚀的原理（金属与氧气、水等发生反应），回忆常见的金属防护方法，逐一分析各选项的合理性。
【解析】A选项：在金属制品表面镀保护层，可隔绝金属与氧气、水的接触，能有效防止金属腐蚀，该措施正确；B选项：改变金属内部结构制成合金（如不锈钢），能提升金属的抗腐蚀性能，该措施正确；C选项：保持金属制品表面清洁干燥，可减少金属接触水分，减缓腐蚀速率，该措施正确；D选项：稀盐酸属于酸，会与活泼金属发生化学反应，定期用稀盐酸清洗金属制品会加速金属腐蚀，该措施不正确。
【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护
【点评】本题考查金属防护的基础知识点，难度较低，需学生掌握金属腐蚀的原理及常见防护方法，属于常规基础题。
【难度系数】0.7
【解析】A选项：在金属制品表面镀保护层，可隔绝金属与氧气、水的接触，能有效防止金属腐蚀，该措施正确；B选项：改变金属内部结构制成合金（如不锈钢），能提升金属的抗腐蚀性能，该措施正确；C选项：保持金属制品表面清洁干燥，可减少金属接触水分，减缓腐蚀速率，该措施正确；D选项：稀盐酸属于酸，会与活泼金属发生化学反应，定期用稀盐酸清洗金属制品会加速金属腐蚀，该措施不正确。
【答案】D
【知识点】金属的腐蚀与防护
【点评】本题考查金属防护的基础知识点，难度较低，需学生掌握金属腐蚀的原理及常见防护方法，属于常规基础题。
【难度系数】0.7
6 [2025 上海改编]铁生锈是常见的现象,研究铁的转化有助于理解其化学原理,并推动材料科学持续发展。
(1) 从假设到实证。铁在自然环境下转化为疏松的铁锈(主要成分为$\ce{Fe_{2}O_{3}· xH_{2}O}$),为探究铁生锈与哪些物质有关,从假设出发设计实验,完成实验后的部分记录如下表。
① 补充实验Ⅱ的假设:
② 在虚线框中完善实验Ⅲ的设计。
③ 一周后实验Ⅱ的现象为
(2) 从原理到应用。
将铁制品在空中进行加热处理,可在表面形成致密的$\ce{Fe_{3}O_{4}}$薄膜,起到防锈作用。
① 写出该反应的化学方程式:
② 铁可以转化为疏松的铁锈或致密的$\ce{Fe_{3}O_{4}}$薄膜,转化条件的一个区别是
(3) 迭代创新是科学发展的方式,请设想铁制品未来防锈的方向:
(1) 从假设到实证。铁在自然环境下转化为疏松的铁锈(主要成分为$\ce{Fe_{2}O_{3}· xH_{2}O}$),为探究铁生锈与哪些物质有关,从假设出发设计实验,完成实验后的部分记录如下表。
① 补充实验Ⅱ的假设:
铁生锈可能只与氧气有关
。② 在虚线框中完善实验Ⅲ的设计。
③ 一周后实验Ⅱ的现象为
铁钉未出现锈蚀
,再结合实验Ⅰ与Ⅲ的现象可得出上述结论。(2) 从原理到应用。
将铁制品在空中进行加热处理,可在表面形成致密的$\ce{Fe_{3}O_{4}}$薄膜,起到防锈作用。
① 写出该反应的化学方程式:
$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\Delta}Fe_{3}O_{4}}$
。② 铁可以转化为疏松的铁锈或致密的$\ce{Fe_{3}O_{4}}$薄膜,转化条件的一个区别是
温度(或湿度)
。(3) 迭代创新是科学发展的方式,请设想铁制品未来防锈的方向:
在铁制品表面覆盖新型薄膜(合理答案均可)
。答案：
6. (1) ① 铁生锈可能只与氧气有关 ②
③ 铁钉未出现锈蚀
(2) ① $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\Delta}Fe_{3}O_{4}}$ ② 温度(或湿度) (3) 在铁制品表面覆盖新型薄膜(合理答案均可)
6. (1) ① 铁生锈可能只与氧气有关 ②
③ 铁钉未出现锈蚀(2) ① $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\Delta}Fe_{3}O_{4}}$ ② 温度(或湿度) (3) 在铁制品表面覆盖新型薄膜(合理答案均可)
解析：
【分析】
本题通过控制变量法探究铁生锈的条件，需结合每组实验的变量（氧气、水）分析假设与现象：实验Ⅰ中铁同时接触氧气和水，生锈；实验Ⅲ中铁只接触水，不生锈；因此实验Ⅱ应探究铁只接触氧气时的情况，假设为铁生锈可能只与氧气有关，此时缺少水，铁钉不会锈蚀。铁加热生成四氧化三铁的反应需注意反应条件和配平，防锈方向结合实际合理设想即可。
【解析】
(1) ① 实验采用控制变量法，实验Ⅰ变量为氧气和水，实验Ⅲ变量为水（无氧气），实验Ⅱ变量为氧气（无水），故假设为：铁生锈可能只与氧气有关。
② 实验Ⅲ需探究铁生锈是否只与水有关，需控制变量为只有水、隔绝氧气，设计为：将铁钉放入充满水（隔绝氧气）的试管中（对应参考答案的图示）。
③ 实验Ⅱ中铁只接触干燥氧气，缺少水，故一周后铁钉未出现锈蚀；结合Ⅰ（有水有氧气生锈）、Ⅲ（只有水不生锈），得出铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果。
(2) ① 铁与氧气在加热条件下反应生成四氧化三铁，化学方程式为：$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\Delta}Fe_{3}O_{4}}$。
② 铁生锈（生成疏松铁锈）是常温下与氧气、水反应，生成致密四氧化三铁是加热条件下与氧气反应，故转化条件的区别是温度（或湿度）。
(3) 铁制品未来防锈方向可从新型防锈材料、工艺等方面设想，如在铁制品表面覆盖新型环保防锈薄膜（合理即可）。
【答案】
(1) ① 铁生锈可能只与氧气有关
②
③ 铁钉未出现锈蚀
(2) ① $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\Delta}Fe_{3}O_{4}}$
② 温度(或湿度)
(3) 在铁制品表面覆盖新型薄膜(合理答案均可)
【知识点】
铁生锈的条件、化学方程式书写、金属防锈
【点评】
本题围绕铁生锈的探究展开，重点考查控制变量法在实验探究中的应用，以及铁的化学性质和防锈知识，是金属相关的基础题型，注重实验逻辑的理解。
【难度系数】
0.6
本题通过控制变量法探究铁生锈的条件，需结合每组实验的变量（氧气、水）分析假设与现象：实验Ⅰ中铁同时接触氧气和水，生锈；实验Ⅲ中铁只接触水，不生锈；因此实验Ⅱ应探究铁只接触氧气时的情况，假设为铁生锈可能只与氧气有关，此时缺少水，铁钉不会锈蚀。铁加热生成四氧化三铁的反应需注意反应条件和配平，防锈方向结合实际合理设想即可。
【解析】
(1) ① 实验采用控制变量法，实验Ⅰ变量为氧气和水，实验Ⅲ变量为水（无氧气），实验Ⅱ变量为氧气（无水），故假设为：铁生锈可能只与氧气有关。
② 实验Ⅲ需探究铁生锈是否只与水有关，需控制变量为只有水、隔绝氧气，设计为：将铁钉放入充满水（隔绝氧气）的试管中（对应参考答案的图示）。
③ 实验Ⅱ中铁只接触干燥氧气，缺少水，故一周后铁钉未出现锈蚀；结合Ⅰ（有水有氧气生锈）、Ⅲ（只有水不生锈），得出铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果。
(2) ① 铁与氧气在加热条件下反应生成四氧化三铁，化学方程式为：$\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\Delta}Fe_{3}O_{4}}$。
② 铁生锈（生成疏松铁锈）是常温下与氧气、水反应，生成致密四氧化三铁是加热条件下与氧气反应，故转化条件的区别是温度（或湿度）。
(3) 铁制品未来防锈方向可从新型防锈材料、工艺等方面设想，如在铁制品表面覆盖新型环保防锈薄膜（合理即可）。
【答案】
(1) ① 铁生锈可能只与氧气有关
②
③ 铁钉未出现锈蚀
(2) ① $\ce{3Fe + 2O_{2}\xlongequal{\Delta}Fe_{3}O_{4}}$
② 温度(或湿度)
(3) 在铁制品表面覆盖新型薄膜(合理答案均可)
【知识点】
铁生锈的条件、化学方程式书写、金属防锈
【点评】
本题围绕铁生锈的探究展开，重点考查控制变量法在实验探究中的应用，以及铁的化学性质和防锈知识，是金属相关的基础题型，注重实验逻辑的理解。
【难度系数】
0.6