6.4 珍惜和保护金属资源
知识点 1 钢铁生锈条件的探究
1.铁是生产和生活中使用最广泛的金属材料。下列关于铁生锈的叙述不正确的是 ( )
A.铁锈的主要成分是氧化铁
B.铁锈覆盖在铁制品的表面可防止里面的铁生锈
C.铁生锈的条件是与水和氧气同时接触
D.铁生锈发生了缓慢氧化
2.[2020·宜昌] 小明用三枚洁净无锈的铁钉,设计如图示实验,探究铁生锈的条件。下列说法错误的是 ( )
A.乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B.只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C.乙、丙两支试管中的现象对比说明铁生锈需要水
D.实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
3.金属资源属于不可再生资源。某同学用同规格且光亮洁净的铁钉进行了如图示的实验。
(1)一段时间后,铁钉表面生锈的是 (填“甲”“乙”或“丙”);能说明铁生锈需要铁与水接触的一组实验是 ;由图中实验可知,铁制品生锈的条件是 。
(2)实验丙中用“冷却的沸水”的原因是 。
(3)实验丁中铁钉在酸中浸没后取出很快会生锈,说明 。
知识点 2 防止铁生锈的措施
4.[2020·怀化] “雪龙2号”的船身等主要由金属材料制成,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.改变金属结构制成合金使用
C.在金属制品表面涂油漆 D.用稀盐酸定期清洗金属制品
知识点 3 保护金属资源
5.可持续发展战略的重要内容之一是保护资源。矿产资源的储量是有限的,而且是不可再生的。下列不属于金属资源保护的有效途径是 ( )
A.合理开采矿物资源,回收利用废旧金属
B.寻找、研制金属的代用品
C.有矿物就开采,并加快开采进度
D.对金属制品采取有效的防护措施,防止金属锈蚀
6.港珠澳大桥是世界上钢结构桥体最长的跨海大桥。请根据所学知识,回答下列问题。
(1)铁与 等同时接触易发生反应而生锈。
(2)请写出一条防止铁生锈的措施: 。
(3)除防止金属锈蚀外,请另写一条保护金属资源的有效途径: 。
7.某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述正确的是( )
①一段时间后,铁丝会由下向上出现锈蚀现象
②一段时间后,水面处铁丝锈蚀严重
③一段时间后,塑料瓶会变膨胀,因为铁生锈要放热
④一段时间后,塑料瓶会变瘪,因为铁生锈消耗氧气
A.①② B.②④
C.②③ D.③④
8.某同学根据铜绿的成分——Cu2(OH)2CO3作出猜想:金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外,还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”,需要进行如图示实验中的( )
A.甲和乙 B.甲和丁
C.乙和丁 D.丙和丁
9.化学源于生活,生活中蕴含着许多化学知识。请回答下列问题。
(1)铁制品表面涂油能防锈的原理是 。回收利用废旧金属的目的之一是 。
(2)铝的金属活动性很强,但可以制成铝锅长期使用,原因是
。
(3)还原铁粉又称“双吸剂”,常用于食品保鲜,其原理是 。冬季用的“暖贴”主要成分也是铁粉,“暖贴”的发热的原因是 。
10.[2020·安徽改编] 金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如图下研究。
[探究铁的腐蚀]
(1)该小组用所示装置进行实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度处,之后水面缓慢上升,最终处于约 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 。
[拓展探究]
(2)小强同学进行如图下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按图乙所示组装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如图下表。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉增加 的质量/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是
。
(3)有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50 ℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因: ,改进实验方案证明你的分析:
。
11.[2021·深圳] 下列说法错误的是 ( )
A.铁钉是由铁合金制成的 B.根据甲图,铁钉生锈过程中O2体积不变
C.根据甲图,铁钉在潮湿环境中更容易生锈 D.根据乙图,铁钉生锈过程中温度升高
12.[2021·苏州] 利用铁粉、碳粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验(装置如图示,装置气密性良好)。实验1 min后温度计读数上升,8 min后打开止水夹,水倒吸入锥形瓶。实验数据如图下表。下列说法不合理的是 ( )
实验前的体积 实验后的体积
锥形瓶内空气(含导管内空气) 烧杯内水 烧杯内剩余水
246.0 mL 100.0 mL 51.5 mL
A.铁的锈蚀是放热反应
B.使用氯化钠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%
6.4 珍惜和保护金属资源
1.B 铁锈疏松多孔,水分子和氧分子能穿过它的空隙,不断向里层渗透,里面的铁会继续生锈,直至全部被锈蚀。
2.C 甲中铁钉与氧气、水接触从而生锈,乙中铁钉不与氧气接触,丙中铁钉不与水分接触,都不生锈;甲、丙中的现象对比,说明铁生锈需要水;通过三支试管中铁钉的生锈情况,可以判断出铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
3.(1)甲 甲和乙 铁制品与水和氧气同时接触
(2)除去水中溶解的氧气
(3)铁接触到酸溶液,更容易生锈(合理即可)
4.D 在金属制品表面镀保护层、刷漆或涂油,能使金属与空气和水隔绝,防止金属生锈;合金往往具有良好的抗腐蚀性,制成合金后使用,一般能防止生锈;用稀盐酸定期清洗金属制品,稀盐酸是酸性物质,会加速金属的锈蚀。
5.C
6.(1)水和氧气 (2)刷漆(合理即可) (3)回收利用废旧金属(合理即可)
7.B 铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果,两个条件缺一不可,所以在水面处的铁丝最先生锈;铁生锈消耗氧气,所以塑料瓶会变瘪;铁生锈是缓慢氧化,虽然放热,但是比较缓慢,热量散失,现象不明显。
8.B
9.(1)隔绝氧气和水 节约有限的金属资源(或减少环境污染,合理即可)
(2)铝在空气中能与氧气反应,其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,防止内部的铝进一步被氧化(合理即可)
(3)铁常温下能和氧气、水反应 铁生锈放热
10.(1)40 铁腐蚀消耗氧气,且氧气约占空气总体积的(合理即可)
(2)温度 其他条件相同时,在一定温度范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速度越快(合理即可)
(3)试管内的氧气已耗尽,剩余的铁不能继续腐蚀 用容积更大的试管代替图乙所示装置中的试管,分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃的环境中重复上述实验,若铁钉增加的质量大于0.18 g,证明分析成立(合理即可)
11.B
12.C 此实验没有用控制变量法证明铁的锈蚀需要水;计算得出空气中氧气的含量为×100%=19.7%。