第3节 金属防护和废金属回收
(共2课时)
一、选择题
1.(2022·陕西·中考真题)如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
2.某同学按如图装置探究食盐对铁生锈的影响时,发现导管中的液柱上升缓慢,为更快更清晰观察到导管内水柱上升现象,对装置进行改进。下列改进措施不可行的是( )
A.用纯氧代替试管内空气 B.用酒精灯加热左边试管,提高温度
C.将铁钉换成铁粉 D.换成更细的导管,水中滴加红墨水
3.(2022广州市中考)人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代,都是以金属材料使用作为标志的。下列说法正确的是
A. 铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性
B. 纯铜比铜合金更适合用于制作耐磨齿轮
C. 铁锅清洗后未擦干的水可隔绝空气减缓锈蚀
D. 含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用
4.保护资源、合理利用资源是每个公民不可推卸的责任,下列做法不利于保护金属资源的是( )
A.有计划、合理开采矿物资源 B.用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层
C.用塑料等代替金属制造管道 D.铝制品经常用砂纸擦拭,保持光亮
5.(2021·广东深圳市·中考真题)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
6.(2022山东临沂二模)学校是我们共同的家,下列关于学校的一些说法错误的是( )
A.学校外面的铁制围栏喷漆的主要目的是防锈
B.学校的大厅采用大理石地面,大理石的主要成分是碳酸钙
C.学校卫生间的水龙头为了防止生锈表面镀了一层铬
D.学校的铁柜采用的是铁合金,钢板的含碳量在0.02%-3%之间。
7.为防止家中菜刀生锈,小风设计了如下方案:
①每天用汽油擦拭一遍 ②用完后保存在盐水中 ③擦干后用植物油涂抹 ④用干布把它擦干,悬挂 ⑤用食醋涂抹 ⑥用酱油涂抹。请选出你认为合理的方案( )
A.①②③④⑥⑦ B.②③④
C.③④ D.⑤⑥⑦
8.(2021·北京中考真题)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 100s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
10.(2021·四川自贡·中考真题)我市即将正式跨入高铁时代。高铁钢轨制造使用的是含锰钢,轨道铺设时每段钢轨的长度达1~2千米,从而大幅减少轨道借口数量。下列说法错误的是
A.制造钢轨的材料是铁的合金
B.钢轨制造时加入锰是为了增大硬度、增强韧性
C.在钢轨接口处涂上油或扣上帽,可以防止接口处锈蚀
D.钢轨热胀冷缩、歪曲变形是化学变化
11. 铁钉在食盐水中(如图所示)变化关系不正确的是( )
A. B.
C. D.
12.通过对比实验可探究铁生锈的条件。下列实验设计与探究条件的对应关系正确的是( )
A.甲和乙:水 B.乙和丙:空气
C.甲和丙:空气 D.甲和丁:水
13.下列措施中,不能防止铁制品锈蚀的是( )
A.涂油 B.镀一层耐腐蚀的金属
C.制成不锈钢 D.存放在潮湿的空气中
14.取一块废旧的铁丝网剪成几小片,用稀盐酸除去铁锈后,放入锥形瓶中。向锥形瓶中加入3~4mL浓食盐水,塞紧带导管的单孔塞,导管的另一端伸入滴有红墨水的水中。下列说法不正确的是( )
A.一段时间后,可观察到除去铁锈后的银白色铁丝表面生锈,同时红水上升到玻璃管中
B.铁丝生锈为化学变化,发生的反应属于氧化反应
C.生活中的铁制品容易生锈,应避免长期接触潮湿的空气
D.密闭体系内气压变小的原因可能是体系内气体总量增多
15.(2021·湖南株洲·九年级期末)下列金属制品最易锈蚀的是( )
A.铁制农具擦洗干净后长期存放在室外 B.长期放置后表面变暗的铝制品
C.经常在表面涂油的大型钢制机械 D.涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳
16.根据以下铁钉生锈实验的设计,得出的结论不正确的是( )
A.对比甲、丙实验,说明铁生锈一定要有水参加
B.对比甲、乙实验,说明铁生锈一定要有氧气参加
C.对比丙、丁实验,说明铁在水面附近生锈的速度较快
D.对比乙、丙实验,说明铁生锈一定要有氧气参加
二、填空题
17.某化学学习小组发现学校里用的铜质水龙头表面出现了一层绿色的锈渍。
(查阅资料)
(1)了解到这层锈渍的化学成分是碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3),俗称“铜绿”。“铜绿”在干燥的空气中加强热,生成三种氧化物。试写出该反应的化学方程式___________,该反应属于___________(填写反应类型)反应。
(猜想与假设)
(2)经仔细观察水龙头的使用环境后,据“铜绿”的组成和查阅的资料判断,“铜绿”可能是金属铜与___________(填写物质名称)共同作用而形成的。
(设计实验一)
(3)借鉴教材“铁钉锈蚀条件的探究”实验,他们设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验。实验如图所示(所用铜片洁净、光亮)。实验较长时间后,发现试管___________填写试管编号)中铜片最先生锈。
(设计实验二)
(4)(称取一定质量的碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)粉末放入烧杯中,加入100g一定质量分数的稀硫酸,反应开始至恰好完全反应(假设气体全部扩散),得到不饱和溶液。测得实验过程曲线如图所示。(反应原理:)
试回答下列问题:
实验中生成X的质量是___________g。
18.(2022·甘肃兰州·中考真题)丰富多彩的中华文物铭刻着中华文化的脉络、记录着中华文明的传承。
(1)认识文物:青铜是铜与锡的合金。青铜硬度______(填“大于”或“小于”)钝铜。
(2)文物锈蚀:汉代铁剪锈透斑斑(如图所示),其锈蚀是铁与空气中的______发生化学反应的结果。
(3)文物修复:含六偏磷酸钠【化学式为(NaPO3)6】的敷贴可使青铜器表面附着的土壤硬结物软化清除,该物质中磷元素的化合价为______。去除文物上铁锈的步骤之一是将铁锈的主要成分(Fe2O3)用氢气在一定温度下还原成氧化亚铁,该反应的化学方程式为______。
19.(2022·四川达州·中考真题)钢铁是应用最普遍的金属材料,也是最容易发生锈蚀的金属材料之一、人类为金属的锈蚀付出了巨大的代价,所以金属的防腐和废旧金属的回收有着十分重要的意义。
(1)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的原理:_______(用化学方程式表示)。
(2)钢铁生锈是铁与空气中_______发生化学反应的结果。
(3)处理某废旧金属后的溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质,为回收其中的金属,向该溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,再向滤渣中加入稀盐酸,无气泡产生。则滤液中一定含有的金属离子是_______;滤渣中可能含有_______。
20.(2022·江苏淮安·三模)人类的生产、生活离不开金属,研究金属的性质可以更好地利用金属。
(1)如图所示生活用品中,主要是利用金属具有良好导热性的是___________(填序号)。
(2)钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高炉炼铁过程中,一氧化碳和赤铁矿(主要成分为Fe2O3)反应的化学方程式为___________。
(3)铁在潮湿的空气中易生锈,实际上是铁跟空气中的___________发生了复杂的化学反应。
(4)金属腐蚀造成的损失巨大,钢铁防腐尤为重要。下列钢铁制品的防护措施不合理的是___________(填序号)。
A.在车船的表面喷涂油漆
B.将使用后的菜刀用布擦干
C.在铁制品表面镀上一层锌
D.用洗涤剂把铁制品表面的油膜洗净
(5)有一包金属粉末W,可能由Mg、Zn、Fe、A1等金属中的一种或几种组成,取该样品2.4g,加入100g稀硫酸恰好完全反应,得0.2gH2和无色溶液。你认为W___________(填“一定”或“不一定”)是混合物。
21.(2021·湖北宜昌)金属的利用和保护
(1)如图利用了铜的物理性质是______。
(2)如图说明铁具有______性。
(3)工业上利用一氧化碳和氧化铁炼铁的化学方程式是______。
(4)如图是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有甲中铁钉有明显锈迹。
①实验乙中植物油的作用是______。
②由实验甲、丙可得出的结论是______。
(5)宜昌三峡机场新国际航站楼钢网架建设中,使用了700多吨钢。
①酸雨会腐蚀钢网架,造成酸雨的主要物质是______。
A甲烷B二氧化硫C二氧化氮D一氧化碳
②钢网架防腐漆施工时规定,表面清理结束4—8小时内必须进行防腐底漆的喷涂,其原因是______。
22.如图,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为146mL)。当温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。
序号 样品 量筒起始读数/mL 量筒最终读数/mL 所需时间/min
① 1g铁粉0.2g碳和10滴水 100 72 约120
② 1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl 100 72 约70
③ \ \ \ \
(1)金属腐蚀过程实际上就是金属元素化合价________(填“升高”或“降低”)的过程。
(2)实验①和②说明NaC1可以________(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。
(3)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是________(填“放热”或“吸热”)过程。
(4)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,则表格空白处填写实验③的样品组成是________。
(5)该装置还可用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算氧气的体积含量是________%(精确到小数点后1位),试分析该实验结果出现误差的原因________(写任意一条即可)。
23.铁的锈蚀再探究。
锈蚀条件探究
(1)同学们设计了图1所示实验进行探究。
设计b试管实验的目的是创设___________的实验环境。
(2)根据一周后ac试管不同的现象可以得出的结论是___________。
(3)一周后b试管中铁钉也出现明显锈蚀。同学们对此展开深入研究。将煮沸冷却后的蒸馏水倒入烧杯中,迅速倒入植物油铺满水面。然后将溶解氧传感器插入水中,通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示(室温下,自然状况的水中溶解氧约为8~9mg·L-1)。
据此回答:
①b试管中出现锈蚀的原因是___________。
②欲达到原实验目的,写出一种b试管实验的改进设计:___________。
③在铁制品表面涂植物油能防锈的原因是___________。
第3节 金属防护和废金属回收
(共2课时)
一、选择题
1.(2022·陕西·中考真题)如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
【答案】C
【解析】A、甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧气溶于水,只有植物油上部分锈蚀,而乙中铁钉水上水下都锈蚀,消耗更多的氧气,所以气体含氧气的体积分数不相等,故A说法正确;B、甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧气溶于水,铁钉在植物油内的部分因为没有接触到氧气而没有锈蚀,故B说法正确;C、乙中,铁钉锈蚀最严重是水面接触处,因为此处铁钉与氧气和水接触最充分,故C说法错误;D、因为乙中铁钉锈蚀消耗了氧气,使装置内的压强减小,产生了压强差,在大气压的作用下,将丙烧杯中水部分压入导管中,故D说法正确。故选C。
2.某同学按如图装置探究食盐对铁生锈的影响时,发现导管中的液柱上升缓慢,为更快更清晰观察到导管内水柱上升现象,对装置进行改进。下列改进措施不可行的是( )
A.用纯氧代替试管内空气 B.用酒精灯加热左边试管,提高温度
C.将铁钉换成铁粉 D.换成更细的导管,水中滴加红墨水
【答案】B
【解析】A、用纯氧气代替试管内空气,氧气的浓度增大,反应速率加快,正确;B、用酒精灯加热试管提高温度,试管内气体受热压强增大,不能更快更清晰地观察到液柱上升,错误;C、将铁钉换成铁粉末,增大反应物的接触面积,反应速率加快,正确;D、换成更细的导管,水中滴加红墨水,毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管,且红墨水现象更明显,正确;故选B。
3.(2022广州市中考)人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代,都是以金属材料使用作为标志的。下列说法正确的是
A. 铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性
B. 纯铜比铜合金更适合用于制作耐磨齿轮
C. 铁锅清洗后未擦干的水可隔绝空气减缓锈蚀
D. 含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用
【答案】A
【解析】A、铝的化学性质比较活泼,常温下,铝能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,故铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性,符合题意;B、合金比组成它的纯金属硬度大,耐腐性,故铜合金比纯铜更适合用于制作耐磨齿轮,不符合题意;C、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,铁锅清洗后未擦干,会加速铁的锈蚀,不符合题意;D、含铅、汞等重金属的废旧电池不能随意丢弃,否则会污染水源和土壤,应回收利用,节约金属资源,不符合题意。故选A。
4.保护资源、合理利用资源是每个公民不可推卸的责任,下列做法不利于保护金属资源的是( )
A.有计划、合理开采矿物资源 B.用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层
C.用塑料等代替金属制造管道 D.铝制品经常用砂纸擦拭,保持光亮
【答案】D
【解析】A、有计划、合理开采矿物资源有利于保护金属资源的,不符合题意;B、用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层,有利于保护金属资源的,不符合题意;C、用塑料等代替金属制造管道,有利于保护金属资源的,不符合题意;D铝制品经常用砂纸擦拭,保持光亮,会破坏铝制品表面的保护层,不利于铝制品的保护,不利于保护金属资源的,符合题意。故选:D。
5.(2021·广东深圳市·中考真题)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
【答案】B
【解析】A、铁钉一般是由铁合金制成的,因为合金硬度大、耐腐蚀性好,具有优良的性能,不符合题意;
B、铁生锈是铁与氧气和水发生的缓慢氧化,由甲图可知,有水存在时,随着反应的进行,氧气的体积逐渐减小,说明铁钉生锈过程中O2体积减小,符合题意;C、由甲图可知,在无水时,氧气的体积不变,说明铁钉不易生锈,在有水时,氧气的体积逐渐减小,说明有水时,铁钉生锈,故铁钉在潮湿环境更容易生锈,不符合题意;D、由乙图可知,随着反应的进行,温度逐渐升高,说明铁钉生锈放出热量,温度升高,不符合题意。故选B。
6.(2022山东临沂二模)学校是我们共同的家,下列关于学校的一些说法错误的是( )
A.学校外面的铁制围栏喷漆的主要目的是防锈
B.学校的大厅采用大理石地面,大理石的主要成分是碳酸钙
C.学校卫生间的水龙头为了防止生锈表面镀了一层铬
D.学校的铁柜采用的是铁合金,钢板的含碳量在0.02%-3%之间。
【答案】D
【解析】A. 铁与氧气、水接触易生锈,学校外面的铁制围栏喷漆的主要目的是隔绝铁与氧气、水的接触,防止生锈,故选项正确,不符合题意;B. 学校的大厅采用大理石地面,大理石的主要成分是碳酸钙,故选项正确,不符合题意;C. 学校卫生间的水龙头为了防止生锈表面镀了一层铬,隔绝铁与氧气、水的接触,故选项正确,不符合题意;D.钢是含碳量在0. 03%~2%之间的铁合金,故选项错误,符合题意。故选:D。
7.为防止家中菜刀生锈,小风设计了如下方案:
①每天用汽油擦拭一遍 ②用完后保存在盐水中 ③擦干后用植物油涂抹 ④用干布把它擦干,悬挂 ⑤用食醋涂抹 ⑥用酱油涂抹。请选出你认为合理的方案( )
A.①②③④⑥⑦ B.②③④
C.③④ D.⑤⑥⑦
【答案】C
【解析】①菜刀擦汽油,会导致菜刀无法使用,故①错误;②用完后保存在盐水中,盐水能加快铁的锈蚀,故②错误;③擦干后用植物油涂抹,擦植物油不影响继续使用,故③正确;④用干布把它擦干,这样在干燥的情况也不会生锈,故④正确;⑤用食醋涂抹,会导致生锈加快,故⑤错误;⑥用酱油涂抹,盐的存在会加速生锈,故⑥错误。防止家中菜刀生锈合理的方案是③④。故选C。
8.(2021·北京中考真题)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 100s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
【答案】D
【解析】A、铁生锈,氧气含量会减少,②③氧气含量减少,说明铁已经生锈,A正确。B、干燥剂吸水,①没有水,氧气没有减少,铁没有生锈,②加水后氧气减少,铁生锈,说明水对铁锈蚀有影响,B正确。C、③加食盐后铁生锈速度加快,说明食盐能加快铁锈蚀,C正确。D、①②③实验中没有探究炭粉对锈蚀的影响,①②③无法证明炭粉对铁锈蚀有影响,D错误。故选D。
10.(2021·四川自贡·中考真题)我市即将正式跨入高铁时代。高铁钢轨制造使用的是含锰钢,轨道铺设时每段钢轨的长度达1~2千米,从而大幅减少轨道借口数量。下列说法错误的是
A.制造钢轨的材料是铁的合金
B.钢轨制造时加入锰是为了增大硬度、增强韧性
C.在钢轨接口处涂上油或扣上帽,可以防止接口处锈蚀
D.钢轨热胀冷缩、歪曲变形是化学变化
【答案】D
【解析】A、不锈钢是指含有铬、镍、锰等金属,具有抗自然腐蚀和酸碱腐蚀的合金钢,属于铁的合金,故选项正确,不符合题意;B、钢轨因在钢中加入锰等合金元素,其机械性能明显得到改善,耐磨性、耐疲劳性、抗剥离性及其他综合使用性能均有较大提高,故选项正确,不符合题意;C、涂油和上帽都可以隔绝氧气和水与钢轨反应,防止钢轨生锈,故选项正确,不符合题意;D、钢轨热胀冷缩、歪曲变形是形态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,故选项错误,符合题意。故选D。
11. 铁钉在食盐水中(如图所示)变化关系不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A、铁生锈消耗试管中的氧气和水,导致压强减小,完全反应后压强不再变化,选项正确;B、铁生锈消耗水,食盐水质量减小,完全反应后质量不再变化,选项正确;C、铁和水、氧气反应生成铁锈,导致铁钉质量增大,选项不正确;D、铁生锈消耗水,氯化钠质量不变,导致氯化钠质量分数增大,完全反应后不再变化,选项正确。故选C。
12.通过对比实验可探究铁生锈的条件。下列实验设计与探究条件的对应关系正确的是( )
A.甲和乙:水 B.乙和丙:空气
C.甲和丙:空气 D.甲和丁:水
【答案】D
【解析】A、甲装置内与空气接触,无水条件,乙装置内为与蒸馏水接触,无空气的条件,变量不是水,A选项不正确,不符合题意;B、乙装置内为与蒸馏水接触,无空气的条件,丙装置内植物油隔绝了空气,为与蒸馏水接触,无空气的条件,二者条件一样,B选项不正确,不符合题意;C、甲装置内与空气接触,无水条件,丙装置内植物油隔绝了空气,为与蒸馏水接触,无空气的条件,变量不是空气,C选项不正确,不符合题意;D、甲装置内与空气接触,无水条件,丁装置内既与水接触,又与空气接触,变量是水,D选项正确,符合题意。故选D。
13.下列措施中,不能防止铁制品锈蚀的是( )
A.涂油 B.镀一层耐腐蚀的金属
C.制成不锈钢 D.存放在潮湿的空气中
【答案】D
【解析】A、涂油,防止与空气中的氧气和水蒸气接触生锈;故选项正确,但不符题意;B、镀一层耐腐蚀的金属,防止与空气中的氧气和水蒸气接触生锈;故选项正确,但不符题意;C、制成不锈钢,防止生锈;故选项正确,但不符题意;D、存放在潮湿的空气中,铁制品会生锈;故选项错误,但符合题意。故选:D。
14.取一块废旧的铁丝网剪成几小片,用稀盐酸除去铁锈后,放入锥形瓶中。向锥形瓶中加入3~4mL浓食盐水,塞紧带导管的单孔塞,导管的另一端伸入滴有红墨水的水中。下列说法不正确的是( )
A.一段时间后,可观察到除去铁锈后的银白色铁丝表面生锈,同时红水上升到玻璃管中
B.铁丝生锈为化学变化,发生的反应属于氧化反应
C.生活中的铁制品容易生锈,应避免长期接触潮湿的空气
D.密闭体系内气压变小的原因可能是体系内气体总量增多
【答案】D
【解析】A.铁与氧气、水同时接触时发生锈蚀,因此可观察到除去铁锈后的银白色铁丝表面生锈;由于装置内的氧气被消耗,造成装置内的压强减少,在外界大气压的作用下,还观察到红水上升到玻璃管中,故选项A说法正确;B.铁生锈有新物质生成,是铁与氧气、水发生的反应,所以铁丝生锈为化学变化,发生的反应属于氧化反应,故选项B说法正确;C.铁锈疏松多孔,不能阻碍里层的铁与氧气、水等反应,生活中的铁制品容易生锈,应避免长期接触潮湿的空气,故选项C说法正确; D.密闭体系内气压变小的原因可能是体系内氧气被消耗,气体总量减少,造成装置内的压强减少,故选项D说法错误。故选D。
15.(2021·湖南株洲·九年级期末)下列金属制品最易锈蚀的是( )
A.铁制农具擦洗干净后长期存放在室外 B.长期放置后表面变暗的铝制品
C.经常在表面涂油的大型钢制机械 D.涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳
【答案】A
【解析】A、擦洗干净后长期存放在室外的大型铁制农机具,能与氧气、水分接触,防锈效果最差。
B、长期放置后表面变暗的铝制品是因为其表面生成一层氧化物,作为氧化膜,能防止生锈。
C、经常在表面涂油的大型钢制机械,表面涂油,可以隔绝氧气和水,能防止锈蚀。
D、涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳,表面涂上防锈漆,可以隔绝氧气和水,能防止锈蚀。
故选A。
16.根据以下铁钉生锈实验的设计,得出的结论不正确的是( )
A.对比甲、丙实验,说明铁生锈一定要有水参加
B.对比甲、乙实验,说明铁生锈一定要有氧气参加
C.对比丙、丁实验,说明铁在水面附近生锈的速度较快
D.对比乙、丙实验,说明铁生锈一定要有氧气参加
【答案】B
【解析】A.对比甲、丙实验,甲中铁钉只与氧气接触,铁钉不生锈,丙中铁钉与氧气、水同时接触,铁钉生锈,说明铁生锈一定要有水参加,不符合题意;B. 对比甲、乙实验,甲中铁钉只与氧气接触,铁钉不生锈,乙中铁钉只与水接触,铁钉也不生锈,不能说明铁生锈一定要有氧气参加,符合题意;C. 对比丙、丁实验,说明铁在水面附近生锈的速度较快,不符合题意;D. 对比乙、丙实验,乙中铁钉只与水接触,铁钉不生锈,丙中铁钉与氧气、水同时接触,铁钉生锈,说明铁生锈一定要有氧气参加,不符合题意。故选B。
二、填空题
17.某化学学习小组发现学校里用的铜质水龙头表面出现了一层绿色的锈渍。
(查阅资料)
(1)了解到这层锈渍的化学成分是碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3),俗称“铜绿”。“铜绿”在干燥的空气中加强热,生成三种氧化物。试写出该反应的化学方程式___________,该反应属于___________(填写反应类型)反应。
(猜想与假设)
(2)经仔细观察水龙头的使用环境后,据“铜绿”的组成和查阅的资料判断,“铜绿”可能是金属铜与___________(填写物质名称)共同作用而形成的。
(设计实验一)
(3)借鉴教材“铁钉锈蚀条件的探究”实验,他们设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验。实验如图所示(所用铜片洁净、光亮)。实验较长时间后,发现试管___________填写试管编号)中铜片最先生锈。
(设计实验二)
(4)(称取一定质量的碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)粉末放入烧杯中,加入100g一定质量分数的稀硫酸,反应开始至恰好完全反应(假设气体全部扩散),得到不饱和溶液。测得实验过程曲线如图所示。(反应原理:)
试回答下列问题:
实验中生成X的质量是___________g。
【答案】(1) Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑ ;分解;(2)氧气、水、二氧化碳;(3)G;(4)2.2
【解析】(1)“铜绿”由铜、碳、氢、氧四种元素组成,根据质量守恒定律可知,“铜绿”在干燥的空气中加强热,生成的三种氧化物分别为氧化铜、二氧化碳和水,故反应的化学方程式写为:Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑;由化学方程式可知,该反应是一种物质生成三种新物质的反应,符合“一变多”的特点,属于分解反应,故填分解(2)根据质量守恒定律和铜绿的受热分解的化学方程式可知,铜绿可能是铜与氧气、水、二氧化碳作用而形成,故填氧气、水、二氧化碳。(3)G装置符合铜生锈的条件:铜与氧气、水、二氧化碳同时接触,所以实验较长时间后,发现试管中铜片最先生锈的是G,故填G。(4)由化学方程式可知,反应前Cu、H、O、C、S的原子个数分别为2、6、13、1、2,反应后Cu、H、O、C、S的原子个数分别为2、6、11、0、2,根据质量守恒定律,X中含有1个碳原子和两个氧原子,即X化学式为CO2,根据质量守恒定律,烧杯内总质量减少的就是二氧化碳的质量,二氧化碳的质量=82.2g 80g=2.2g,故填2.2。
18.(2022·甘肃兰州·中考真题)丰富多彩的中华文物铭刻着中华文化的脉络、记录着中华文明的传承。
(1)认识文物:青铜是铜与锡的合金。青铜硬度______(填“大于”或“小于”)钝铜。
(2)文物锈蚀:汉代铁剪锈透斑斑(如图所示),其锈蚀是铁与空气中的______发生化学反应的结果。
(3)文物修复:含六偏磷酸钠【化学式为(NaPO3)6】的敷贴可使青铜器表面附着的土壤硬结物软化清除,该物质中磷元素的化合价为______。去除文物上铁锈的步骤之一是将铁锈的主要成分(Fe2O3)用氢气在一定温度下还原成氧化亚铁,该反应的化学方程式为______。
【答案】(1)大于;(2)氧气和水;(3) +5##+5价 ;
【解析】(1)合金比组成它的纯金属硬度大,青铜是铜与锡的合金。青铜硬度大于纯铜;(2)铁生锈,是铁与空气中的氧气和水发生了一系列的化学反应;(3)六偏磷酸钠中钠元素显+1价,氧元素显-2价,设磷元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:(+1)+x+(-2)×3=0,x=+5;
氧化铁与氧气在一定温度下反应生成氧化亚铁,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含氢元素,还应生成了水,该反应的化学方程式为:。
19.(2022·四川达州·中考真题)钢铁是应用最普遍的金属材料,也是最容易发生锈蚀的金属材料之一、人类为金属的锈蚀付出了巨大的代价,所以金属的防腐和废旧金属的回收有着十分重要的意义。
(1)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的原理:_______(用化学方程式表示)。
(2)钢铁生锈是铁与空气中_______发生化学反应的结果。
(3)处理某废旧金属后的溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质,为回收其中的金属,向该溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,再向滤渣中加入稀盐酸,无气泡产生。则滤液中一定含有的金属离子是_______;滤渣中可能含有_______。
【答案】(1);(2)水、氧气;(3) Fe2+##亚铁离子; Cu##铜
【解析】(1)工业上用赤铁矿和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为
(2)钢铁容易在潮湿的空气中生锈,是铁与空气中水、氧气共同作用的结果。(3)金属的活动性:铁大于氢大于铜大于银,铁先和硝酸银反应产生银和硝酸亚铁,铁剩余才和硝酸铜反应产生铜和硝酸亚铁;在滤渣中加入盐酸无气泡产生,则没有铁,铁不过量,铁一定和硝酸银反应,铁可能和硝酸铜反应,则滤液中一定含有亚铁离子,滤渣中一定有银,可能有铜。
20.(2022·江苏淮安·三模)人类的生产、生活离不开金属,研究金属的性质可以更好地利用金属。
(1)如图所示生活用品中,主要是利用金属具有良好导热性的是___________(填序号)。
(2)钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高炉炼铁过程中,一氧化碳和赤铁矿(主要成分为Fe2O3)反应的化学方程式为___________。
(3)铁在潮湿的空气中易生锈,实际上是铁跟空气中的___________发生了复杂的化学反应。
(4)金属腐蚀造成的损失巨大,钢铁防腐尤为重要。下列钢铁制品的防护措施不合理的是___________(填序号)。
A.在车船的表面喷涂油漆
B.将使用后的菜刀用布擦干
C.在铁制品表面镀上一层锌
D.用洗涤剂把铁制品表面的油膜洗净
(5)有一包金属粉末W,可能由Mg、Zn、Fe、A1等金属中的一种或几种组成,取该样品2.4g,加入100g稀硫酸恰好完全反应,得0.2gH2和无色溶液。你认为W___________(填“一定”或“不一定”)是混合物。
【答案】a 氧气、水 D 不一定
【解析】(1)铁锅利用了铁良好的导热性,铜导线利用了铜的导电性,铝制易拉罐利用了铝的延展性和耐腐蚀性,故主要是利用金属具有良好导热性的是a。(2)一氧化碳在高温下和氧化铁反应生成二氧化碳和铁,。(3)铁在潮湿的空气中易生锈,实际上是铁跟空气中的氧气、水发生了复杂的化学反应。(4)A.在车船的表面喷涂油漆,可以隔绝氧气和水,可以防止铁生锈;B.将使用后的菜刀用布擦干,保持干燥,可以防止铁生锈;C.在铁制品表面镀上一层锌,形成一层保护膜,可以防止铁生锈;D.用洗涤剂把铁制品表面的油膜洗净,不利于防止铁生锈。故选D。
(5)铁和硫酸生成浅绿色硫酸亚铁溶液,故不含有铁;
由化学方程式体现的质量关系可知,生成0.2g氢气,需要镁、铁、铝的质量分别为2.4g、5.6g、1.8g;故取该样品2.4g粉末可能是镁,可能是铁、铝,可能是镁、铁、铝;故不一定是混合物。
21.(2021·湖北宜昌)金属的利用和保护
(1)如图利用了铜的物理性质是______。
(2)如图说明铁具有______性。
(3)工业上利用一氧化碳和氧化铁炼铁的化学方程式是______。
(4)如图是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有甲中铁钉有明显锈迹。
①实验乙中植物油的作用是______。
②由实验甲、丙可得出的结论是______。
(5)宜昌三峡机场新国际航站楼钢网架建设中,使用了700多吨钢。
①酸雨会腐蚀钢网架,造成酸雨的主要物质是______。
A甲烷B二氧化硫C二氧化氮D一氧化碳
②钢网架防腐漆施工时规定,表面清理结束4—8小时内必须进行防腐底漆的喷涂,其原因是______。
【答案】导电性 导热 防止空气中的氧气溶于水 铁生锈需要与水接触 BC 隔绝氧气和水,防锈
【解析】(1)铜制导线利用了铜的导电性;(2)铁制炒锅,说明铁具有导热性;(3)一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;(4)①实验乙中植物油的作用是:防止空气中的氧气溶于水;②实验甲中铁钉与氧气和水接触,生锈,丙中铁钉只和氧气接触,不生锈,说明铁生锈需要与水接触;(5)①二氧化硫、二氧化氮能与水反应生成酸,导致酸雨。
故选BC;②进行防腐底漆的喷涂,可以隔绝氧气和水,起到防锈的目的。
22.如图,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为146mL)。当温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。
序号 样品 量筒起始读数/mL 量筒最终读数/mL 所需时间/min
① 1g铁粉0.2g碳和10滴水 100 72 约120
② 1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl 100 72 约70
③ \ \ \ \
(1)金属腐蚀过程实际上就是金属元素化合价________(填“升高”或“降低”)的过程。
(2)实验①和②说明NaC1可以________(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。
(3)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是________(填“放热”或“吸热”)过程。
(4)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,则表格空白处填写实验③的样品组成是________。
(5)该装置还可用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算氧气的体积含量是________%(精确到小数点后1位),试分析该实验结果出现误差的原因________(写任意一条即可)。
【答案】(1)升高;(2)加快;(3)放热;(4)1g铁粉和10滴水;(5) 19.2% ;气密性不好(合理即可)
【解析】(1)金属腐蚀,如铁的锈蚀,铁与空气中的氧气、水反应生成铁锈,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁中铁元素显+3价,铁单质中铁元素化合价为0,故化合价升高;(2)由表可知,加入氯化钠之后,发生变化所需时间变短了,说明氯化钠可以加快铁锈蚀的速率,故填:加快;(3)广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是放热过程,故填:放热;(4)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,除了碳以外其它量都相同,故填:1g铁粉和10滴水;(5)铁生锈消耗氧气,待完全反应后,逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,量筒中的水进入集气瓶,进入水的体积就是消耗氧气的体积,故氧气的体积分数为:;实验结果偏小,可能是装置漏气,在冷却至室温的过程中,外界空气进入,占据了一定的体积,也可能是铁粉的量不足,不能将装置内氧气耗尽。
23.铁的锈蚀再探究。
锈蚀条件探究
(1)同学们设计了图1所示实验进行探究。
设计b试管实验的目的是创设___________的实验环境。
(2)根据一周后ac试管不同的现象可以得出的结论是___________。
(3)一周后b试管中铁钉也出现明显锈蚀。同学们对此展开深入研究。将煮沸冷却后的蒸馏水倒入烧杯中,迅速倒入植物油铺满水面。然后将溶解氧传感器插入水中,通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示(室温下,自然状况的水中溶解氧约为8~9mg·L-1)。
据此回答:
①b试管中出现锈蚀的原因是___________。
②欲达到原实验目的,写出一种b试管实验的改进设计:___________。
③在铁制品表面涂植物油能防锈的原因是___________。
【答案】(1)隔绝氧气;(2)铁的锈蚀需要水;(3) 水中溶解氧气浓度增加; 试管b塞一个橡胶塞 ;隔绝水和氧气
【解析】(1)迅速冷却的沸水中没有氧气,植物油能隔绝氧气,b试管实验的目的是创设隔绝氧气的环境,故填:隔绝氧气;(2)a中铁钉和水以及氧气都接触,生锈,c中铁钉和氧气接触,不与水接触,不生锈,对比可知铁的锈蚀需要水,故填:铁的锈蚀需要水;(3)①由图可知,随时间增加,b试管中水中溶解氧气浓度增加,故出现锈蚀的原因是水中溶解氧气浓度增加,故填:水中溶解氧气浓度增加;②为避免氧气溶于水,欲达到原实验目的,b试管实验的改进设计试管b塞一个橡胶塞,故填:试管b塞一个橡胶塞;③铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,在铁制品表面涂植物油能防锈的原因是隔绝水和氧气,故填:隔绝水和氧气。