初三化学上册：铁生锈测定空气中氧气的体积分数

铁是人类使用最多的金属，生活中铁制品应用很广泛，如铁钉、铁锹、铁链、铁锤、铁锅等。铁制品使用方便，价格便宜，深受人类的喜爱。但是铁最大的缺点是容易生锈，全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界年产量的十分之一，给人类重大损失。

• 铁的性质：

  铁（iron）是一种金属元素，铁单质化学式：Fe。纯铁是

  白色或者银白色固体

  ，柔韧和延展性较好，有金属光泽。熔点1538℃、沸点2750℃，能溶于强酸和中强酸，不溶于水。

• 铁生锈的原理:

铁与水和氧气发生氧化反应，生成一种棕红色物质（铁锈），叫氧化铁，也叫三氧化二铁；

铁锈（化学式：Fe2O3）是一种棕红色的固体，它比较松软，很容易脱落，一块铁完全生锈后，体积可胀大8倍。如果铁锈不除去，这海绵状的铁锈特别容易吸收水分，铁也就锈蚀得更快了。

• 铁生锈的条件：1、氧气 2、水

• 水和氧气缺一个铁都不会生锈

• 铁生锈过程：

1、用铁生锈测定空气中氧气的体积分数

1.1、实验原理：铁生锈过程中，空气中的氧气与铁发生反应，生成固体的氧化铁（化学式：Fe2O3），将空气中的氧气消耗掉，导致锥形瓶里空气里气压降低，烧杯中的液体流入锥形瓶中，流入液体的体积比上原先整个锥形瓶中空气的体积，就是空气中氧气的体积分数，约为1/5(氧气体积占空气的21%)。

1.2、实验装置图

2、实验装步骤

2.1、检验装置的气密性

• 组装好设备，要构成密闭系统，让锥形瓶内的空气与外界隔绝。
• 用双手捂住锥形瓶，使锥形瓶中的气体受热膨胀，从导管中溢出。
• 移走双手后，锥形瓶内空气冷却收缩，瓶内气压降低，大气压将烧杯中的水，压人烧杯液面上方导管中，形成一段水柱，观察水柱稳定不下降，说明瓶内的气压不变，气密性良好。
• 如果烧杯中导管中水柱下降，说面有空气进入瓶内，瓶内压强增大，把水柱压回去，导管中水柱下降，气密性不好。

2.2、组装实验装置，如上图，向锥形瓶中放入少量盐水，并放入铁屑；

2.3、将导管另一端放入烧杯的红色液体中（导管要始终放入液面以下），让锥形瓶内的气体与外界隔绝。

2.4、将锥形瓶内液面以上的部分，等分成5个等分，并标上记号；

2.5、等反应结束后，烧杯中部分红色液体会流入锥形瓶中，锥形瓶中的液面上升1格，约占1/5；

注意：流入锥形瓶中的液体小于1/5的原因：

1、装置气密性不好，漏气，导致锥形瓶内的气压上升，

2、铁屑不足，没有把锥形瓶中的氧气，全部消耗掉，

• 锥形瓶中加盐水的目的

  ：加速铁生锈，缩短实验时间。

• 烧杯中放红色液体的目的

  ，便于观察现象。