仁爱湘教版初中化学九年级下学期专题八 单元3：金属的锈蚀和防护
一、单选题
1．（2017·安徽）“珍惜资源、爱护环境”是每位公民应尽的义务，下列相关做法错误的是（ ）
A．我国稀土金属储量世界第一，可以任意开发利用
B．研发秸秆综合利用技术，避免因直接焚烧而造成大气污染
C．利用二氧化碳捕捉技术，减少因二氧化碳引起的“温室效应”
D．改造城市排水管网，实现雨水和生活污水的分流处理与利用
2．铁钉在钉入木制品时，有经验的木匠习惯用口水将铁钉润湿，你认为这样做的主要目的是（ ）
A．使铁钉更容易钉入木制品
B．这是为了使铁钉更易生锈，防止脱落
C．这是为了防止铁钉生锈而腐蚀
D．增大钉入时的摩擦力
3．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。
下列推断错误的是（ ）
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．L端与R端液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁锈蚀与空气、水有关
D．a管中水面处铁钉锈蚀最明显
4．（2015九上·临汾月考）铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，证明氧气一定参加了反应必须要做的实验是（ ）
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
5．（2017·宁夏模拟）小刚用pH试纸测得家庭常用洗涤剂的pH如下表所示：
物质 厕所清洁剂 洗发精 洗衣液 厨房清洁剂
pH 1 8 10 13
在没有除锈剂的情况下，可以用来替代除锈剂的是（ ）
A．厕所清洁剂 B．洗发精 C．洗衣液 D．厨房清洁剂
6．铁是生产和生活中使用最多的金属材料，下列关于铁的叙述不正确的是（ ）
A．铁生锈时生成四氧化三铁
B．表面涂漆以防止铁生锈
C．铁制品应放置于干燥的环境中
D．经常清扫铁器表面灰尘可以防止铁生锈
二、填空题
7．（2017九下·盐城月考）铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的 和 等发生化学反应的过程。据有关资料报导，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备或材料相当于年产量的20%~40%。保护金属资源，人人有责。请写出一条防止铁制品生锈的方法 。铁锈的主要成分是 ，通常可用 除去铁表面的铁锈，写出有关反应的化学方程式： 。
8．（2017·来宾）如图所示，铁钉最容易生锈的是 处（填“a”、“b”或“c”），常用稀硫酸除去铁锈，写出该反应的化学方程式： ．
[ERRORIMAGE:http://tikupic.21cnjy.com/aa/00/aa00141cbfd6ab3085016e3bdc32b35b.png]
三、实验探究题
9．（2017·镇江）铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属．
（1）（一）对古代制品的认识
青铜铸件、丝绸织品、陶瓷器皿是我国古代劳动人民创造的辉煌成就．
①上述制品不涉及到的材料是 （选填序号）．
A、金属材料 B、无机非金属材料 C、复合材料
②如图1为出土文物古代青铜铸件“马踏飞燕”．该文物能保存至今的原因可能是 （选填序号）．
A、铜的活泼性弱 B、铜不会生锈 C、深埋于地下，隔绝空气
（2）（二）铁、铜的冶炼
①我国古代曾用孔雀石炼铜，涉及主要反应的化学方程式： ，2CuO+C 2Cu+CO2↑．
②铁、铜矿石有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）等．CuFeS2为二硫化亚铁铜，其中S元素的化合价为 ．
③工业炼铁大多采用赤铁矿、磁铁矿．以磁铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 ．炼铁不采用黄铁矿、黄铜矿，可能的原因是：黄铁矿、黄铜矿含铁量相对低； ．
④以黄铜矿为原料，采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺，原理为：4CuFeS2+17O2+2H2SO4 4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O．
向上述反应后的溶液中加入Fe粉，得到FeSO4溶液和Cu．
1）发生主要反应的化学方程式：Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4， ．
2）FeSO4溶液经蒸发浓缩、 、过滤等操作得到FeSO4 7H2O晶体．
（3）（三）黄铜矿中铁、铜含量的测定
在科研人员指导下，兴趣小组称取25.00g黄铜矿（含少量Fe2O3和其它不含金属元素的杂质）模拟生物炼铜，使其全部转化为CuSO4、Fe2（SO4）3溶液．向溶液中加入过量NaOH溶液得到Cu（OH）2、Fe（OH）3固体．
①证明NaOH溶液过量的方法：静置，向上层清液中滴加 溶液，无现象．
②用图2装置对固体进行热分解实验．
【资料】
①在68℃时，Cu（OH）2分解为CuO；在500℃时，Fe（OH）3分解为Fe2O3．
②在1400℃时，CuO分解为Cu2O和O2，Fe2O3分解为复杂的铁的氧化物和O2．
1）装配好实验装置后，先要 ．
2）停止加热后仍需继续通N2，可防止倒吸和 ．
3）控制不同的温度对A中固体加热，测得装置B和C中铜网的质量变化如表．
温度/℃ 室温 100 550 1400
B装置/g 200.00 201.80 205.04 205.04
C中铜网/g 100.00 100.00 100.00 101.28
①此黄铜矿中铜、铁元素的质量分数：ω（Cu）%= ；ω（Fe）%= ．
②复杂的铁的氧化物化学式为 ．
四、综合题
10．钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁。
（1）钢铁属于 (填“纯净物”或“混合物”)；
（2）每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的 和 共同作用的结果；
（3）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能防止锈蚀的共同原理是 ；
（4）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿(主要成分是氧化铁)、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
请写出第③步反应的化学方程式： ；
（5）金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是 (填“合理开采矿物”或“节约金属资源”)。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】空气的污染与防治；保护水资源；合理利用金属资源；二氧化碳对环境的影响
【解析】【解答】解：A．我国稀土金属储量世界第一，但是要合理开发，不开任意开采，浪费资源，故错误；
B．农作物秸秆直接焚烧会产生大量的污染物，所以要研发秸秆综合利用技术，避免因直接焚烧而造成大气污染，故正确；
C．二氧化碳是造成温室效应的主要气体，所以利用二氧化碳捕捉技术，可减少因二氧化碳引起的“温室效应”，故正确；
D．改造城市排水管网，实现雨水和生活污水的分流处理与利用，有利于防止水体污染与水的综合利用，故正确．
故选A．
【分析】A．根据金属资源的保护来分析；
B．根据农作物秸秆的综合利用来分析；
C．根据二氧化碳是造成温室效应的主要气体来分析；
D．根据防止造成水体污染的措施来分析．
2．【答案】B
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护
【解析】【解答】铁钉与水和氧气接触后更容易生锈，生锈后的铁钉不易从木制品中脱落。
故答案为：B
【分析】铁生锈的条件是与水和氧气共同作用，铁钉润湿接触氧气，正好符合生锈的条件，据此解答
3．【答案】B
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护
【解析】【解答】铁制品被锈蚀都是由于铁直接与氧气和水接触造成的，因此a管内铁钉生锈，b管中铁钉放在干燥空气中不会生锈，从而使a管气体压强小于b管，L端液面会上升。
【分析】铁与空气中水和氧气共同作用会生锈，盐溶液加速金属的锈蚀，a中的铁钉与氧气和水充分接触，容易生锈；b中的铁钉没有与水充分接触。不容易生锈
4．【答案】A
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护
【解析】【解答】解：铁生锈的条件是与水和氧气直接接触，要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验．实验①是铁在氧气和水共同作用下的反应，实验②是铁只与水接触的反应，实验③是铁只与氧气接触的反应．要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验．所以①②．
故选A
【分析】要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验．
5．【答案】A
【知识点】铁锈的主要成分；酸的化学性质；溶液的酸碱性与pH值的关系
【解析】【解答】解：A、厕所清洁剂的pH小于7，显酸性，能和铁锈反应；
B、洗发精的pH大于7，显碱性，不能和铁锈反应；
C、洗衣液的pH大于7，显碱性，不能和铁锈反应；
D、厨房清洁剂的pH大于7，显碱性，不能和铁锈反应．
故选A．
【分析】显酸性的物质能和铁锈反应，从而可以除去铁锈；厕所清洁剂的pH小于7，显酸性；洗发精、洗衣液、厨房清洁剂等物质的pH大于7，显碱性．
6．【答案】A
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护；铁锈的主要成分
【解析】【解答】铁锈的主要成分是氧化铁，
故答案为：A
【分析】A根据铁锈的主要成分是三氧化二铁，结合防止铁生锈的方法解答
7．【答案】氧气；水；刷油漆（符合就可以）；氧化铁；稀盐酸；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护；合理利用金属资源；文字表达式
【解析】【解答】铁生锈的条件是铁同时与水和氧气接触；防止铁生锈的原理就是破坏铁生锈的条件，方法有：保持铁制品表面的干燥、涂油漆等。铁锈的主要成分是氧化铁，可用稀盐酸或稀硫酸来除铁锈，反应的化学方程式表示为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 。
【分析】除铁锈时，不能长时间将铁制品浸泡在酸中。
8．【答案】b；Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护；酸的化学性质；文字表达式
【解析】【解答】解：铁生锈的条件：铁与水和氧气同时接触，所以因b处与水和氧气同时充分接触，所以最易生锈．铁锈的主要成分是氧化铁，与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，化学反应式是：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O．故答案为：b；Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O．
【分析】根据铁生锈的条件：与水和氧气同时接触，分析解题，铁锈的主要成分是氧化铁，然后根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式．
9．【答案】（1）C；AC
（2）Cu2（OH）2CO3 H2O+CO2↑+2CuO；﹣2；Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2；冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境；Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；降温结晶
（3）NaOH；检查装置的气密性；使生成的气体全部被B和C装置吸收；25.60%；26.88%；Fe4O5
【知识点】常见气体的检验；常见金属的冶炼方法；金属锈蚀的条件及其防护；有关元素化合价的计算；文字表达式
【解析】【解答】解：（一）①青铜是合金，属于金属材料；丝绸属于天然材料；陶瓷属于无机非金属材料；故填：C；②铜的活动性弱，且深埋于地下隔绝了空气，所以青铜器不易生锈；故填：AC；（二）①碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：Cu2（OH）2CO3 H2O+CO2↑+2CuO；故填：Cu2（OH）2CO3 H2O+CO2↑+2CuO；②CuFeS2为二硫化亚铁铜，其中铜元素显+2价，铁元素显+2价，设硫元素的化合价为x，则（+2）+（+2）+2x=0，x=﹣2；故填：﹣2；③工业上用CO和磁铁矿炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2．黄铁矿、黄铜矿含铁量低，含有对环境有害的元素硫，并且在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境，因此黄铁矿、黄铜矿不宜炼铁．故填：Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2；冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境；（2）①加入的铁粉能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁；故填：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；②FeSO4溶液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作得到FeSO4 7H2O晶体．故填：降温结晶；（三）①可以向上层清液中滴加氢氧化钠溶液，若产生沉淀则氢氧化钠的量不足，若没有沉淀产生则氢氧化钠已经过量；故填：NaOH； 1）对于有气体生成的反应，在实验前，一定要检查装置的气密性；故填：检查装置的气密性；2）为了使得生成水蒸气、氧气被完全吸收，所以停止加热后仍需继续通N2，故填：使生成的气体全部被B和C装置吸收；3）①设其中铜元素的质量为x．氢氧化铜受热会分解为氧化铜和水，方程式为Cu（OH）2 CuO+H2O，从室温加热到100℃时，装置B中增重的质量为氢氧化铜分解生成水的质量；由题干信息可知，经过一系列化学反应时，物质的关系是：
Cu～CuFeS2～CuSO4～Cu（OH）2～ H2O
64 18
x （201.80﹣200.00）g
x=6.4g
则此黄铜矿中铜元素的质量分数：ω（Cu）%= ；
设其中铁元素的质量为y．氢氧化铁受热会分解为氧化铁和水，方程式为2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O，从100℃加热到550℃时，装置B中增重的质量为氢氧化铁分解生成水的质量；由题干信息可知，经过一系列化学反应时，物质的关系是：
2Fe～2CuFeS2～Fe2（SO4）3～Fe（OH）3～ 3H2O
112 54
y （205.04﹣201.80）g
y=6.72g
则此黄铜矿中铁元素的质量分数：ω（Fe）%=
故答案为：25.60%；26.88%；②氧化铜受热分解的方程式为：4CuO Cu2O+O2↑
设氧化铜分解生成氧气的质量为z，则
4Cu～4CuO～2Cu2O～ O2
256 32
6.4g z
z=0.8g
因为装置C增重的质量为氧化铜、氧化铁分解产生氧气的总质量，所以氧化铁分解生成氧气的质量为：（101.28g﹣100.00g﹣0.8g）=0.48g
氧化铁的质量为：6.72g÷ =9.6g
生成的复杂铁的氧化物中含氧元素的质量为：9.6g﹣0.48g﹣6.72g=2.4g
复杂的铁的氧化物中铁原子与氧原子的个数比为： ： =4：5
则复杂的铁的氧化物化学式为：Fe4O5；故填：Fe4O5．
【分析】（一）根据材料的分类来分析；
根据合金的性质来分析；（二）①根据化学反应的原理以及化学方程式的写法来分析；2、根据化合物中元素化合价的计算方法来分析；②首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可；
铁矿石的选择原则：含铁量高，不含有害元素，冶炼过程中不产生或少产生污染环境的物质；②根据反应的原理以及化学方程式的写法来分析；根据从混合物中分离纯净物的方法来分析；（三）①根据物质的性质以及检验方法来分析；②1）根据实验操作的注意事项来分析；2）根据实验的要求与气体流通来分析；3）①根据题干信息与数据来分析计算；②根据计算结果来分析解答．
10．【答案】（1）混合物
（2）水蒸气；氧气
（3）隔绝氧气
（4）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
（5）节约金属资源
【知识点】常见金属的冶炼方法；金属锈蚀的条件及其防护；文字表达式；纯净物和混合物
【解析】【解答】（1）钢铁中除铁外还含有碳等成分，属于混合物；（2）铁生锈的实质是铁与氧气和水共同作用的结果；（3）铁制品覆盖保护膜能使铁与氧气隔绝，达到防锈的目的；（4）一氧化碳与氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳；（5）废弃金属回收利用可以节约金属资源。
【分析】根据混合物定义分析，混合物是由多种物质组成的物质，根据铁生锈实质分析，铁生锈的实质是铁与氧气和水共同作用的结果。
1 / 1仁爱湘教版初中化学九年级下学期专题八 单元3：金属的锈蚀和防护
一、单选题
1．（2017·安徽）“珍惜资源、爱护环境”是每位公民应尽的义务，下列相关做法错误的是（ ）
A．我国稀土金属储量世界第一，可以任意开发利用
B．研发秸秆综合利用技术，避免因直接焚烧而造成大气污染
C．利用二氧化碳捕捉技术，减少因二氧化碳引起的“温室效应”
D．改造城市排水管网，实现雨水和生活污水的分流处理与利用
【答案】A
【知识点】空气的污染与防治；保护水资源；合理利用金属资源；二氧化碳对环境的影响
【解析】【解答】解：A．我国稀土金属储量世界第一，但是要合理开发，不开任意开采，浪费资源，故错误；
B．农作物秸秆直接焚烧会产生大量的污染物，所以要研发秸秆综合利用技术，避免因直接焚烧而造成大气污染，故正确；
C．二氧化碳是造成温室效应的主要气体，所以利用二氧化碳捕捉技术，可减少因二氧化碳引起的“温室效应”，故正确；
D．改造城市排水管网，实现雨水和生活污水的分流处理与利用，有利于防止水体污染与水的综合利用，故正确．
故选A．
【分析】A．根据金属资源的保护来分析；
B．根据农作物秸秆的综合利用来分析；
C．根据二氧化碳是造成温室效应的主要气体来分析；
D．根据防止造成水体污染的措施来分析．
2．铁钉在钉入木制品时，有经验的木匠习惯用口水将铁钉润湿，你认为这样做的主要目的是（ ）
A．使铁钉更容易钉入木制品
B．这是为了使铁钉更易生锈，防止脱落
C．这是为了防止铁钉生锈而腐蚀
D．增大钉入时的摩擦力
【答案】B
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护
【解析】【解答】铁钉与水和氧气接触后更容易生锈，生锈后的铁钉不易从木制品中脱落。
故答案为：B
【分析】铁生锈的条件是与水和氧气共同作用，铁钉润湿接触氧气，正好符合生锈的条件，据此解答
3．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。
下列推断错误的是（ ）
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．L端与R端液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁锈蚀与空气、水有关
D．a管中水面处铁钉锈蚀最明显
【答案】B
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护
【解析】【解答】铁制品被锈蚀都是由于铁直接与氧气和水接触造成的，因此a管内铁钉生锈，b管中铁钉放在干燥空气中不会生锈，从而使a管气体压强小于b管，L端液面会上升。
【分析】铁与空气中水和氧气共同作用会生锈，盐溶液加速金属的锈蚀，a中的铁钉与氧气和水充分接触，容易生锈；b中的铁钉没有与水充分接触。不容易生锈
4．（2015九上·临汾月考）铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，证明氧气一定参加了反应必须要做的实验是（ ）
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
【答案】A
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护
【解析】【解答】解：铁生锈的条件是与水和氧气直接接触，要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验．实验①是铁在氧气和水共同作用下的反应，实验②是铁只与水接触的反应，实验③是铁只与氧气接触的反应．要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验．所以①②．
故选A
【分析】要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验．
5．（2017·宁夏模拟）小刚用pH试纸测得家庭常用洗涤剂的pH如下表所示：
物质 厕所清洁剂 洗发精 洗衣液 厨房清洁剂
pH 1 8 10 13
在没有除锈剂的情况下，可以用来替代除锈剂的是（ ）
A．厕所清洁剂 B．洗发精 C．洗衣液 D．厨房清洁剂
【答案】A
【知识点】铁锈的主要成分；酸的化学性质；溶液的酸碱性与pH值的关系
【解析】【解答】解：A、厕所清洁剂的pH小于7，显酸性，能和铁锈反应；
B、洗发精的pH大于7，显碱性，不能和铁锈反应；
C、洗衣液的pH大于7，显碱性，不能和铁锈反应；
D、厨房清洁剂的pH大于7，显碱性，不能和铁锈反应．
故选A．
【分析】显酸性的物质能和铁锈反应，从而可以除去铁锈；厕所清洁剂的pH小于7，显酸性；洗发精、洗衣液、厨房清洁剂等物质的pH大于7，显碱性．
6．铁是生产和生活中使用最多的金属材料，下列关于铁的叙述不正确的是（ ）
A．铁生锈时生成四氧化三铁
B．表面涂漆以防止铁生锈
C．铁制品应放置于干燥的环境中
D．经常清扫铁器表面灰尘可以防止铁生锈
【答案】A
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护；铁锈的主要成分
【解析】【解答】铁锈的主要成分是氧化铁，
故答案为：A
【分析】A根据铁锈的主要成分是三氧化二铁，结合防止铁生锈的方法解答
二、填空题
7．（2017九下·盐城月考）铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的 和 等发生化学反应的过程。据有关资料报导，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备或材料相当于年产量的20%~40%。保护金属资源，人人有责。请写出一条防止铁制品生锈的方法 。铁锈的主要成分是 ，通常可用 除去铁表面的铁锈，写出有关反应的化学方程式： 。
【答案】氧气；水；刷油漆（符合就可以）；氧化铁；稀盐酸；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护；合理利用金属资源；文字表达式
【解析】【解答】铁生锈的条件是铁同时与水和氧气接触；防止铁生锈的原理就是破坏铁生锈的条件，方法有：保持铁制品表面的干燥、涂油漆等。铁锈的主要成分是氧化铁，可用稀盐酸或稀硫酸来除铁锈，反应的化学方程式表示为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 。
【分析】除铁锈时，不能长时间将铁制品浸泡在酸中。
8．（2017·来宾）如图所示，铁钉最容易生锈的是 处（填“a”、“b”或“c”），常用稀硫酸除去铁锈，写出该反应的化学方程式： ．
[ERRORIMAGE:http://tikupic.21cnjy.com/aa/00/aa00141cbfd6ab3085016e3bdc32b35b.png]
【答案】b；Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O
【知识点】金属锈蚀的条件及其防护；酸的化学性质；文字表达式
【解析】【解答】解：铁生锈的条件：铁与水和氧气同时接触，所以因b处与水和氧气同时充分接触，所以最易生锈．铁锈的主要成分是氧化铁，与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，化学反应式是：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O．故答案为：b；Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O．
【分析】根据铁生锈的条件：与水和氧气同时接触，分析解题，铁锈的主要成分是氧化铁，然后根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式．
三、实验探究题
9．（2017·镇江）铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属．
（1）（一）对古代制品的认识
青铜铸件、丝绸织品、陶瓷器皿是我国古代劳动人民创造的辉煌成就．
①上述制品不涉及到的材料是 （选填序号）．
A、金属材料 B、无机非金属材料 C、复合材料
②如图1为出土文物古代青铜铸件“马踏飞燕”．该文物能保存至今的原因可能是 （选填序号）．
A、铜的活泼性弱 B、铜不会生锈 C、深埋于地下，隔绝空气
（2）（二）铁、铜的冶炼
①我国古代曾用孔雀石炼铜，涉及主要反应的化学方程式： ，2CuO+C 2Cu+CO2↑．
②铁、铜矿石有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）等．CuFeS2为二硫化亚铁铜，其中S元素的化合价为 ．
③工业炼铁大多采用赤铁矿、磁铁矿．以磁铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 ．炼铁不采用黄铁矿、黄铜矿，可能的原因是：黄铁矿、黄铜矿含铁量相对低； ．
④以黄铜矿为原料，采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺，原理为：4CuFeS2+17O2+2H2SO4 4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O．
向上述反应后的溶液中加入Fe粉，得到FeSO4溶液和Cu．
1）发生主要反应的化学方程式：Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4， ．
2）FeSO4溶液经蒸发浓缩、 、过滤等操作得到FeSO4 7H2O晶体．
（3）（三）黄铜矿中铁、铜含量的测定
在科研人员指导下，兴趣小组称取25.00g黄铜矿（含少量Fe2O3和其它不含金属元素的杂质）模拟生物炼铜，使其全部转化为CuSO4、Fe2（SO4）3溶液．向溶液中加入过量NaOH溶液得到Cu（OH）2、Fe（OH）3固体．
①证明NaOH溶液过量的方法：静置，向上层清液中滴加 溶液，无现象．
②用图2装置对固体进行热分解实验．
【资料】
①在68℃时，Cu（OH）2分解为CuO；在500℃时，Fe（OH）3分解为Fe2O3．
②在1400℃时，CuO分解为Cu2O和O2，Fe2O3分解为复杂的铁的氧化物和O2．
1）装配好实验装置后，先要 ．
2）停止加热后仍需继续通N2，可防止倒吸和 ．
3）控制不同的温度对A中固体加热，测得装置B和C中铜网的质量变化如表．
温度/℃ 室温 100 550 1400
B装置/g 200.00 201.80 205.04 205.04
C中铜网/g 100.00 100.00 100.00 101.28
①此黄铜矿中铜、铁元素的质量分数：ω（Cu）%= ；ω（Fe）%= ．
②复杂的铁的氧化物化学式为 ．
【答案】（1）C；AC
（2）Cu2（OH）2CO3 H2O+CO2↑+2CuO；﹣2；Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2；冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境；Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；降温结晶
（3）NaOH；检查装置的气密性；使生成的气体全部被B和C装置吸收；25.60%；26.88%；Fe4O5
【知识点】常见气体的检验；常见金属的冶炼方法；金属锈蚀的条件及其防护；有关元素化合价的计算；文字表达式
【解析】【解答】解：（一）①青铜是合金，属于金属材料；丝绸属于天然材料；陶瓷属于无机非金属材料；故填：C；②铜的活动性弱，且深埋于地下隔绝了空气，所以青铜器不易生锈；故填：AC；（二）①碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：Cu2（OH）2CO3 H2O+CO2↑+2CuO；故填：Cu2（OH）2CO3 H2O+CO2↑+2CuO；②CuFeS2为二硫化亚铁铜，其中铜元素显+2价，铁元素显+2价，设硫元素的化合价为x，则（+2）+（+2）+2x=0，x=﹣2；故填：﹣2；③工业上用CO和磁铁矿炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2．黄铁矿、黄铜矿含铁量低，含有对环境有害的元素硫，并且在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境，因此黄铁矿、黄铜矿不宜炼铁．故填：Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2；冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境；（2）①加入的铁粉能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁；故填：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；②FeSO4溶液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作得到FeSO4 7H2O晶体．故填：降温结晶；（三）①可以向上层清液中滴加氢氧化钠溶液，若产生沉淀则氢氧化钠的量不足，若没有沉淀产生则氢氧化钠已经过量；故填：NaOH； 1）对于有气体生成的反应，在实验前，一定要检查装置的气密性；故填：检查装置的气密性；2）为了使得生成水蒸气、氧气被完全吸收，所以停止加热后仍需继续通N2，故填：使生成的气体全部被B和C装置吸收；3）①设其中铜元素的质量为x．氢氧化铜受热会分解为氧化铜和水，方程式为Cu（OH）2 CuO+H2O，从室温加热到100℃时，装置B中增重的质量为氢氧化铜分解生成水的质量；由题干信息可知，经过一系列化学反应时，物质的关系是：
Cu～CuFeS2～CuSO4～Cu（OH）2～ H2O
64 18
x （201.80﹣200.00）g
x=6.4g
则此黄铜矿中铜元素的质量分数：ω（Cu）%= ；
设其中铁元素的质量为y．氢氧化铁受热会分解为氧化铁和水，方程式为2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O，从100℃加热到550℃时，装置B中增重的质量为氢氧化铁分解生成水的质量；由题干信息可知，经过一系列化学反应时，物质的关系是：
2Fe～2CuFeS2～Fe2（SO4）3～Fe（OH）3～ 3H2O
112 54
y （205.04﹣201.80）g
y=6.72g
则此黄铜矿中铁元素的质量分数：ω（Fe）%=
故答案为：25.60%；26.88%；②氧化铜受热分解的方程式为：4CuO Cu2O+O2↑
设氧化铜分解生成氧气的质量为z，则
4Cu～4CuO～2Cu2O～ O2
256 32
6.4g z
z=0.8g
因为装置C增重的质量为氧化铜、氧化铁分解产生氧气的总质量，所以氧化铁分解生成氧气的质量为：（101.28g﹣100.00g﹣0.8g）=0.48g
氧化铁的质量为：6.72g÷ =9.6g
生成的复杂铁的氧化物中含氧元素的质量为：9.6g﹣0.48g﹣6.72g=2.4g
复杂的铁的氧化物中铁原子与氧原子的个数比为： ： =4：5
则复杂的铁的氧化物化学式为：Fe4O5；故填：Fe4O5．
【分析】（一）根据材料的分类来分析；
根据合金的性质来分析；（二）①根据化学反应的原理以及化学方程式的写法来分析；2、根据化合物中元素化合价的计算方法来分析；②首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可；
铁矿石的选择原则：含铁量高，不含有害元素，冶炼过程中不产生或少产生污染环境的物质；②根据反应的原理以及化学方程式的写法来分析；根据从混合物中分离纯净物的方法来分析；（三）①根据物质的性质以及检验方法来分析；②1）根据实验操作的注意事项来分析；2）根据实验的要求与气体流通来分析；3）①根据题干信息与数据来分析计算；②根据计算结果来分析解答．
四、综合题
10．钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁。
（1）钢铁属于 (填“纯净物”或“混合物”)；
（2）每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的 和 共同作用的结果；
（3）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能防止锈蚀的共同原理是 ；
（4）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿(主要成分是氧化铁)、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
请写出第③步反应的化学方程式： ；
（5）金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是 (填“合理开采矿物”或“节约金属资源”)。
【答案】（1）混合物
（2）水蒸气；氧气
（3）隔绝氧气
（4）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
（5）节约金属资源
【知识点】常见金属的冶炼方法；金属锈蚀的条件及其防护；文字表达式；纯净物和混合物
【解析】【解答】（1）钢铁中除铁外还含有碳等成分，属于混合物；（2）铁生锈的实质是铁与氧气和水共同作用的结果；（3）铁制品覆盖保护膜能使铁与氧气隔绝，达到防锈的目的；（4）一氧化碳与氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳；（5）废弃金属回收利用可以节约金属资源。
【分析】根据混合物定义分析，混合物是由多种物质组成的物质，根据铁生锈实质分析，铁生锈的实质是铁与氧气和水共同作用的结果。
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