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2022华师大版九上科学3.2金属的活动性顺序(2)学案
姓名
[学习目标]:
1、认识金属制品(铁)锈蚀的原因和防锈的方法,从中体验化学变化对人类生产、生活的影响;
2、 知道废弃金属对环境的污染,认识回收金属的重要性;
3、建立反应条件对化学反应过程和结果有很大的影响的观点。
一、知识点梳理:
知识点1、金属的锈蚀
1、铁在空气中锈蚀主要是铁与空气中的 、 等物质相互作用,发生一系列复杂的化学反应,使铁转化为铁的化合物的过程。
2、钢铁锈蚀后生成铁锈,铁锈成分复杂(主要成分是 ,化学式为Fe2O3),它是一种疏松多孔的物质,不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触,还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面,能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙,不断向里层渗透,继续跟铁反应,直至铁被完全锈蚀。铜在潮湿的空气中也会生锈,铜锈[Cu2(OH)2CO3]俗称铜绿,化学名称为碱式碳酸铜。
知识点2、金属锈蚀的条件
取3支试管,A试管中是水和空气,B试管中是刚煮沸过的蒸馏水,C试管中是装有 (生石灰)的干燥空气,在3支试管中各放一枚铁钉,并用塞子塞紧(如图1)。
经过6~7h后,发现 试管中的铁钉严重生锈(其中又以中间部分最严重)。通过一系列的条件改变,如改变铁钉的纯度,用一块纯铁片来进行实验(如图2),反而不易发生锈蚀现象。
知识点3、防锈三大措施:
我们已经知道了影响金属锈蚀的条件,据此采取相应防止锈蚀的措施。
(1)保护膜法——如刷油漆、涂机油、封塑料膜、电镀,目的是阻止金属与 接触。
(2)干燥剂法——如在铁制品周围放干燥剂,目的是减少 ,保持干燥。
(3)改变钢铁内部结构法——如制成不锈钢。
二、例题讲解:
例题1、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,铁钉在潮湿环境更容易生锈 D.根据乙图,铁钉生锈过程中温度升高
例题2、实验研究铁锈蚀影响因素,记录如下。下列分析不正确的是( )
实验装置 序号 其他试剂 200s时O2的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0g食盐 8%
A.②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B.①②证明水对铁锈蚀有影响
C.②③证明食盐能加快铁锈蚀 D.①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
例题3、小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色,査阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性炭。他猜想这包脱氧剂中可能含有:①Cu和C;②Fe2O3和C;③Fe3O4和C;④Fe3O4、C和Fe;⑤Fe2O3、C和Fe。其中猜想合理的是( )
A.①③⑤ B.②④⑤ C.②⑤ D.④⑤
例题4、下列关于铁的叙述,说法正确的是( )
A. 切过湿咸菜而未擦干净的菜刀,比置于潮湿空气中的菜刀更容易生锈
B. 铁与稀盐酸反应,生成FeCl3和H2
C. 比较铁与银的金属活动顺序可选用打磨过的铁丝和AgCl
D. 用稀盐酸除铁锈,生成FeSO4和H2O
例题5、在研究“铁生锈的条件”的实验中,某兴趣小组对实验进行了创新设计,请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝,绕成螺旋状,放入3支干燥洁净的试管底部,进行下列实验,实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验结论】实验①②无明显现象,实验③中铁丝生锈,且试管内空气体积减小;
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 (填名称)发生反应的结果;
【实验思考】
(1)当铁丝足量,时间足够长,实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的 ;
(2)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况;
(3)用完的菜刀要擦干存放,理由是 ;
(4)铝比铁活泼,但铝难腐蚀,原因是 。
例题6、生物浸出技术在金属冶炼中应用广泛。嗜热细菌在65~80℃酸性水溶液及氧气存在等条件下,能氧化黄铜矿(主要成分CuFeS2)产生硫酸盐,进而生产铜和硫酸亚铁,主要流程如图: (“…”表示省略的部分流程):
有以下说法:①分离出矿渣的操作是过滤;②试剂b只能是铁粉;③试剂a是稀硫酸;④铁元素在整个流程中都以Fe2+存在。其中错误的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
三、随堂练习;
1、下列环境中最易使钢铁生锈的是( )
A.干燥的空气 B.潮湿的空气 C.浸没在水中 D.浸没在油中
2、下列家庭小实验中,铁钉被腐蚀速度最慢的是( )
A B C D
3、某些食品包装袋有一小包物质,用来吸收氧气和水分,以防止食物腐败,常称“双吸剂”。下列物质必是“双吸剂”的是( )
A. 碳粉 B. 铁粉 C. 氯化钙 D. 生石灰
4、收藏家收藏的清末铝制品,至今保存十分完好,该艺术品不易锈蚀的主要原因是( )
A.铝容易发生化学反应 B.铝不容易发生化学反应
C.铝易氧化,其表面的氧化膜具有保护内部的作用 D.铝很难与酸发生反应
5、下列说法不正确的是( )
A.衣架的外面包上塑料层,主要是防止金属生锈
B.钢铁生锈后,铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O
C.铁制品抗腐蚀能力比铝制品强
D.金属表面涂上油脂的目的是防止金属腐蚀
6、根据炼铁的反应原理,小明设计了如图所示的装置进行实验,请回答下列问题:
(1)炼铁的主要反应原理(用化学方程式表示): 。
(2)高炉炼铁的主要原料是 。
(3)请指出此装置的不足之处: 。
四、课后巩固:
1、下列各种方法中能对金属起阻止或减缓腐蚀作用的措施是( )
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构 ③保持金属表面清洁干燥
④在金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
A.①②③④ B.①③④⑤ C.①②④⑤ D.全部
2、铁制品在下列环境中最易生锈的是( )
A.干燥环境空气中 B.蒸馏水中 C.潮湿、疏松的地下 D.真空环境中
3、 2018年5月我国自主建造的第一艘航母下海,为保证航母的使用寿命,下列防锈措施不可行的是( )
A.用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件 B.刷防锈漆
C.船体表面镀一层黄金 D.给某些部位涂油
4、下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A. 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B. 当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层对铁仍有保护作用
C. 海轮在水中部分不会腐蚀,暴露在空气中才会被腐蚀
D. 将地下输油钢管埋在地底下就不会生锈
5、下列防护措施可行的是( )
A. 自行车表面涂保护漆 B. 公交车扶手可用涂油脂来防锈
C. 菜刀用过后挂起来 D. 不锈钢的剪刀不会生锈,用过不用处理
6、现在很多人都愿意用铁锅做菜烧饭,其主要原因是( )
①铁具有良好的导热性 ②铁资源丰富,价格低廉
③食物中增加微量铁元素 ④铁在干燥空气中不易生锈
A. ①②③ B.①②③④ C. ④ D.①②
7、下列有关铁的说法不正确的是( )
A. 生铁和钢都是铁合金
B. 铁是地壳中含量最多的金属元素
C. 工业炼铁的原理是:3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
D. 铁锅使用后及时洗净、干燥,以防生锈
8、下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是( )
A. 铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水等发生了化学变化
B. 同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀
C. 在铁制品表面刷油漆可防止铁锈蚀
D. 铝的抗腐蚀性能比铁强,生活中可用钢丝球洗刷铝锅
9、下列关于铁的做法或说法错误的是( )
A. 用铁桶盛放硫酸铜溶液
B. 铁钉在潮湿的空气中易生锈
C. 铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气
D. 炼铁高炉内一氧化碳夺取氧化铁中的氧而生成铁
10、小明同学为了研究影响铁生锈的因素,进行了如下实验:在A、B、C、D四只烧瓶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、食盐水及细铁丝(使细铁丝完全浸没在食盐水中,四只烧瓶中细铁丝的质量均相同),然后装配成如图所示的四套装置,每隔0.5h测量导管中水面上升的高度(单位:cm),结果如表中所示:
序号 时间/h 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A 干燥的细铁丝 0 0 0 0 0 0 0
B 浸过食盐水的细铁丝 0 0.4 1.2 3.4 5.6 7.6 9.8
C 浸过清水的细铁丝 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5
D 浸没在食盐水中的细铁丝 0 0 0 0 0 0 0
请回答:
(1)以上实验中,铁生锈的速率最大的是 瓶(填烧瓶号,下同)。
(2) 瓶和____瓶对比,可证明铁生锈需要水参与。
(3) 瓶和____瓶对比,可证明食盐能促进铁生锈。
(4)为了防止钢铁生锈,人们常采用表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法,这些方法的共同原理是 。
11、某兴趣小组用10g存放已久的镁条与溶质质量分数为49%的稀硫酸反应,测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如图(假设镁条中除表面含有氧化镁外,没有其他杂质)
(1)当稀硫酸的质量为70g,产生的氢气的质量为___g.
(2)用化学方程式说明当稀硫酸的质量为10g时,不产生氢气的原因为 .
(3)计算镁条中镁元素的质量分数(写出计算过程)
参考答案:
一、知识点梳理:
知识点1:氧气 水 知识点2:氧化铁 干燥剂
知识点3: A 空气 水分
二、例题讲解:
例题1、B
解析:A、铁钉是由铁合金制成的,该选项说法正确;B、铁生锈过程中,氧气和水、铁不断反应,因此氧气体积减少,该选项说法不正确;C、根据甲图,铁钉在潮湿环境更容易生锈,该选项说法正确;D、根据乙图,铁钉生锈过程中温度升高,即铁生锈过程中放热,该选项说法正确。
例题2、D
解析:①加入干燥剂后,铁粉不会锈蚀;②加入10滴水后,铁粉慢慢锈蚀;③加入10滴水和1.0g食盐,铁粉很快锈蚀。A.铁粉锈蚀需要消耗氧气,所以②③中O2含量减少表明铁已锈蚀,选项A说法正确;B.①加入干燥剂后,铁粉不会锈蚀;②加入10滴水后,铁粉慢慢锈蚀,因此①②证明水对铁锈蚀有影响,选项B说法正确;C.②加入10滴水后,铁粉慢慢锈蚀;③加入10滴水和1.0g食盐,铁粉很快锈蚀,因此②③证明食盐能加快铁锈蚀,选项C说法正确;D.对比三个实验,并不能证明炭粉对铁锈蚀有影响。选项D说法错误。
例题3、C
解析:脱氧剂中含有铁粉和活性炭,根据质量守恒定律,不可能有铜产生,故①不合理;脱氧过程中,铁生锈生成红褐色固体Fe2O3,故②合理;铁生锈生成红褐色固体Fe2O3,不生成黑色固体Fe3O4,故③④不合理;铁若是没有被完全氧化,则会含有铁单质,故⑤合理。
例题4、A
解析:A、因为盐溶液能够促进铁的生锈速度,所以切湿咸菜的菜刀比潮湿空气中的菜刀更易生锈,故正确;B、铁与稀盐酸反应,生成FeCl2和H2,故不正确;C、铁排在银的前面,能把从它的盐溶液中置换出来,但AgCl不正确,故不正确;D、用稀硫酸除铁锈,生成Fe(SO4)2和H2O,故错误。
例题5、[实验结论]:氧气和水蒸气
[实验思考]:(1)五分之一 (2)试管内空气体积减小 (3)除去水,防止生锈
(4)铝易生成一层致密的氧化物保护膜,阻止铝进一步反应
解析:【实验结论】由实验③可知,铁与氧气和水充分接触时容易生锈;
【实验思考】
(1)因为氧气约占空气总体积的五分之一,当试管中的氧气被消耗完后,进入试管内的水的体积约占试管体积的五分之一;
(2)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和试管内空气体积减小两种现象来判断铁丝反应进行的情况;
(3)在干燥的环境中可以防止菜刀生锈;
(4)铝比铁活泼,但铝难腐蚀,原因是铝易生成一层致密的氧化物保护膜,阻止铝进一步反应。
例题6、D
解析:过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的方法,分离出矿渣的操作是过滤;在金属活动性顺序表中,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来,排在铜前面的金属,如锌、铁等均可作为试剂b;嗜热细菌在65~80℃酸性水溶液及氧气存在的条件下,能使黄铜矿与试剂a反应生成硫酸盐,故试剂a为含硫酸根的酸,即稀硫酸;氢氧化铁、硫酸铁中铁显+3价。
三、随堂练习:
1、B 2、B 3、B 4、C 5、C
6、(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2)铁矿石、石灰石、焦炭_
(3)没有尾气处理装置
四、课后巩固
1、D 2、C 3、C 4、A 5、C 6、A
7、 B 8、D 9、A
10、(1)B (2)A C (3) B C (4) 隔绝氧气和水
11、(1)0.5;(2)MgO+H2SO4=MgSO4+H2O;(3)84%
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