2022年九年级下(鲁教版)化学第九单元第三节钢铁的锈蚀与防护课时练习
一、单选题(本大题共9小题)
1. 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
2. 在下列各种情况下,埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最慢的是
A.在潮湿、疏松、透气的土壤中
B.在呈酸性的潮湿土壤中
C.在干燥、致密、不透气的土壤中
D.在含沙粒较多、潮湿、透气的土壤中
3. 下列关于金属的说法中,错误的是
A.铜有良好的导电性,常用于制作导线
B.所有的金属都能与稀盐酸反应
C.铁制品在干燥的空气中不易生锈
D.不能用铁桶盛放硫酸铜溶液
4. 保护金属资源的有效途径,不包括下列的( )
A.合理开采矿物 B.寻找金属替代品
C.回收利用金属 D.禁止使用铁制品
5. 下列关于金属资源的说法中,不正确的是( )
A.地球上的金属资源是取之不尽的
B.回收利用废旧金属既可以保护环境,又能节约资源和能源
C.合理开采矿藏是保护金属资源的有效途径
D.寻找金属的代用品也是保护金属资源的有效途径
6. 钢铁是使用最多的金属材料,但每年因锈蚀而损失的数量巨大,防止金属诱蚀已成为科学研究中的重大问题。以下有关金属锈蚀的叙述不正确的是
A.钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更易锈蚀
B.铝比钢铁中的铁活泼,因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差
C.钢铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学反应
D.在钢铁表面刷漆或镀耐锈蚀金属都可防止钢铁锈蚀
7. 如图所示,通过实验探究铁钉锈蚀的条件。下列说法不正确的是
A.①中甲、乙、丙三处比较,生锈最明显的地方是丙
B.①②中使用煮沸的蒸镏水,目的是除去水中的氧气
C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氧化钙的作用是作干燥剂
D.①②③对比实验,得出结论:铁生诱的主要条件是与空气、水直接接触
8. 日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀,下列做法中不能起防锈作用的是( )
①在铁制品表面镀锌 ②在铁制品表面涂油脂 ③在铁制品表面覆盖搪瓷 ④在铁器表面刷油漆
⑤自行车脏了用清水冲洗 ⑥用废酸液冲洗铁制污水管道 ⑦切完咸菜后,尽快将菜刀洗净擦干
⑧保留铁件表面的铁锈作保护层.
A.①③⑦ B.②④ C.⑤⑥⑧ D.①⑦
9. 某同学根据铜锈的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想:引起金属铜锈蚀的因素除有氧气和水外,还应该有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”,需要进行下列实验中的
A.甲和乙 B.甲和丁 C.乙和丁 D.丙和丁
二、多选题(本大题共2小题)
10. 如图为某化学兴趣小组的同学设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。以下相关叙述正确的是
A.此实验设计必须在玻璃仪器中进行
B.一段时间后,塑料瓶会变瘪,说明铁生锈与空气有关
C.一段时间后,铁丝会由下到上出现锈蚀现象
D.一段时间后,水面处铁丝锈蚀严重,而水 上、水下部分生锈不明显
11. 分别向a、b两支试管中加入形状和大小完全相同的铁片,再向a中加入植物油,均塞上橡皮塞,U型玻璃管内为红墨水(开始时两端液面水平),如下图所示,放置一段时间后,以下说法正确的是
A.植物油用于隔绝氧气和水
B.两支试管中的铁片均被腐蚀
C.U型玻璃管两端的液面变为右低左高
D.U型玻璃管两端的液面变为左低右高
三、填空题(本大题共2小题)
12. 铁是目前使用最广泛的金属,请回答:
(1)铁可以用来制作炊具,这是利用了铁的 性。
(2)相比于黄铁矿(主要成分FeS2),工业上选赤铁矿(主要成分Fe2O3)为原料炼铁的优点是 。
(3)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污洗净
13. 某课外活动中,学生利用下图所示的材料完成探究实验,杠杆已调至平衡。
(1)实验1中,较长时间后,左边铁粉布包下降,是因为铁粉与 发生了反应。将铁粉换成下列物质中的 (填序号),杠杆也会出现相似现象。
A.NaCl B.NaOH C.CaO
(2)实验2中,通入CO2一段时间,右边乒乓球 (填“上升”或“下降”)。再往集气瓶中滴入足量NaOH溶液,杠杆重新平衡,发生反应的化学方程式为 。
四、实验题(本大题共3小题)
14. 为探究铁锈蚀的影响因素,某兴趣小组做了如下实验。
[实验方案] 将3枚洁净的铁钉同时置于如图所示环境下中,观察铁钉锈蚀情况。
[实验现象]3天后,I、Ⅲ中铁钉不生锈,Ⅱ中铁钉明显生锈。
[获得结论]
(1)对照实验l、Ⅱ,可知铁锈蚀的条件之一为 ;
(2)防止铁锈蚀的一种方法是 。
[拓展探究]
(3)小明发现海边的铁器很容易生锈,从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想 。
15. 某同学在A、B、C、D四个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(铁丝完全浸没在食盐水中),然后分别装配成如图所示的装置,每隔一段时间测量导管中水面上升的高度,结果如下表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度,单位是厘米)。
时间/小时 0 0.5 1.0 1.5 2. 0 2.5 3. 0
A瓶(盛干燥的细铁丝) 0 0 0 0 0 0 0
B瓶(盛浸过食盐水的细铁丝) 0 0. 4 1.2 3.4 5.6 7.6 9.8
C瓶(盛浸过清水的细铁丝) 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5
D瓶(盛完全浸没在食盐水中的细铁丝) 0 0 0 0 0 0 0
请回答下列问题。
(1)导管中水面为什么会上升? 。
(2)上述实验中,铁生锈的速率由大到小的排列顺序为 (填烧瓶序号)。
(3)影响铁生锈的条件是 。
(4)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。
(5)用完的菜刀要擦干存放,理由是 。
16. 某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究。
(1)用如图所示实验探究铁生绣的条件(每支试管中均放有完全相同的洁净铁片)。
①甲同学认为,试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点,认为必须全面观察试管 (填试管序号)发生的现象,并经过科学严谨的推理,才能得出上述结论。
②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在 的环境中是否更容易锈蚀。
③为防止金属锈蚀,除了采用覆盖保护膜等措施以外,还可以制成合金。这是因为合金与纯金属相比,其组成和内部组织结构发生变化,从而引起 的变化。
(2)将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中,充分反应后过滤,所得固体中一定含有的物质是 ,且反应后溶液质量比反应前 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
五、科学探究题(本大题共2小题)
17. 小金为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验:
步骤1:利用图甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好.药品如图所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一活塞推至底部的注射器,收集20mLO2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧,如图乙所示。
步骤2:一段时间后,观察U形普内的铁丝其现象如表所示。
观察对象 现象
①干燥的普通铁 没有明显变化
丝
②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是 。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要 O2,在此实验中能支持此条件的证据是 。
(3)通过对比实险现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是 。
18. 某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”,取同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图装置完成表中实验,回答下列问题。
实验序号 ① ② ③ ④
实验温度/℃ 25 25 70 70
试剂 稀氨水 稀醋酸 稀氨水 稀醋酸
出现铁锈 所需时间 1天未见锈蚀 5分钟 1天未见锈蚀 1分钟
(1)铁锈的主要成分是 (填化学式)。
(2)实验②和④可探究 因素对铁制品锈蚀快慢的因素;欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响,应选择的实验是 (填实验序号)。
(3)根据表中实验现象得出的结论是 (写出1 点即可)。
(4)影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外,还有 (写出1 点即可),请设计实验方案 。
参考答案
1. 【答案】A
【分析】
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。
【详解】
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,及控制变量氧气,其它量相同,所以选①②。故选A。
2. 【答案】C
【分析】
本题考查的是金属锈蚀的条件及其防护,解答时结合钢铁生锈的条件分析:钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水充分接触。而酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进铸铁生锈,据此判断铸铁管道腐蚀最慢的条件。
【详解】
A、在潮湿、疏松、透气的土壤中,铸铁管道与氧气和水充分接触,容易生锈;
B、在酸性的潮湿土壤中,铸铁管道与水和酸性物质充分接触,容易生锈;
C、在干燥、致密、不透气的土壤中,由于缺乏氧气和水,铸铁管道不容易生锈;
D、在含沙粒较多、潮湿、透气的土壤中,由于与氧气和水充分接触,铸铁管道容易生锈。故选C。
3. 【答案】B
【详解】
A、铜有良好的导电性,常用于制作导线,故A正确;B、并不是所有的金属都能与稀盐酸反应,只有在金属活动顺序表中排在氢前面的金属,能与稀盐酸反应,故B错误;C、铁制品在干燥的空气中不易生锈,铁生锈是铁与空气中氧气,水蒸气共同作用的结果,故C正确;D、不能用铁桶盛放硫酸铜溶液,铁比铜活泼,铁与硫酸铜溶液反应,故D正确。
点睛∶物质的结构决定物质的性质,物质的性质决定物质的用途。
4. 【答案】D
【分析】
金属资源的储量有限,不可再生。
【详解】
A、保护金属资源的有效途径之一是合理开采矿物,错误;B、用替代品代替钢和其他的合金制管道和汽车外壳,既节约金属,又可以改变车和管道的性能,错误;C、回收利用废旧金属既减少了金属对环境的污染,又可以节约金属资源,错误;D、禁止使用铁制品不现实,正确。故选D。
5. 【答案】A
【分析】
根据金属资源的利用和保护知识进行分析。
【详解】
A、矿物的贮存有限,而且不能再生,所以不是取之不尽用之不竭的,选项A不正确,符合题意;
B、金属回收利用,不仅可以节约金属资源,还可以减少对环境的污染,选项B正确,不符合题意;
C、合理开采矿藏是保护金属资源的有效途径,选项C正确,不符合题意;
D、随着科学技术的发展,新材料层出不穷,如用塑料代替钢等,可以减少金属的使用,选项D正确,不符合题意。
故选A。
6. 【答案】B
【分析】
根据铁生锈的条件和防锈措施进行分析。
【详解】
A、钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更易锈蚀,不符合题意;
B、铝比钢铁中的铁活泼,而铝的抗腐蚀性能比钢铁强,符合题意;
C、钢铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学反应,不符合题意;
D、在钢铁表面刷漆或镀耐锈蚀金属,可以隔绝氧气和水,都可防止钢铁锈蚀,不符合题意。
故选B。
7. 【答案】A
【分析】
根据铁生锈的条件进行分析。
【详解】
A、铁与氧气、水共存时最易生锈,所以①中甲、乙、丙三处比较,生锈最明显的地方是乙,选项A错误;
B、①②中使用煮沸的蒸馏水,目的是除去水中的氧气,选项B正确;
C、②中植物油的作用是隔绝空气,③中氧化钙的作用是作干燥剂,选项C正确;
D、①中的铁钉与氧气、水同时接触发生了锈蚀,②中的铁钉只与水接触没有锈蚀,③中的铁钉只与氧气接触没有锈蚀,①②③对比实验,得出结论:铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触,选项D正确。
故选A。
8. 【答案】C
【详解】
①在铁制品表面镀锌,把铁与空气和水隔开,可以防锈;
②在铁制品表面涂油脂,把铁与空气和水隔开,可以防锈;
③在铁制品表面覆盖搪瓷,把铁与空气和水隔开,可以防锈;
④在铁器表面刷油漆,把铁与空气和水隔开,可以防锈;
⑤自行车脏了用清水冲洗,因与水和空气接触,会加快生锈;
⑥用废酸液冲洗铁制污水管道,会促进生锈;
⑦切完咸菜后,尽快将菜刀洗净擦干,是可以防锈的.
⑧铁件表面的铁锈结构疏松,不会保护铁,铁会继续被锈蚀,所以铁件表面的铁锈不能防锈.
所以不能起防锈作用的是⑤⑥⑧.故选C.
9. 【答案】B
【详解】
甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触发生了锈蚀;
乙中的铜片与二氧化碳和水接触,没有锈蚀,说明铜的锈蚀与氧气有关;
丙中的铜片与二氧化碳和氧气接触,没有锈蚀,说明铜的锈蚀与水有关;
丁中的铜片与氧气和水接触没有锈蚀,说明了铜的锈蚀与二氧化碳有关。
由以上分析可知,通过实验甲与丁的对比得出:铜的锈蚀必须有二氧化碳参与。故选B。
10. 【答案】BD
【分析】
根据铁生锈的条件和瓶中压强变化进行分析。
【详解】
A、此实验设计在塑料瓶中进行也可以,选项A错误;
B、一段时间后,瓶中的氧气被消耗,压强变小,塑料瓶会变瘪,说明铁生锈与空气有关,选项B正确;
C、一段时间后,水面处铁丝锈蚀严重,而水上、水下部分生锈不明显,铁丝不会由下到上出现锈蚀现象,选项C错误;
D、一段时间后,水面处接触氧气和水充分,铁丝锈蚀严重,而水上、水下部分生锈不明显,选项D正确。
故选BD。
11. 【答案】AD
【详解】
a中有植物油,使铁不能与氧气和水直接接触,故不生锈;b中的铁与氧气和水直接接触后,生锈;b中的铁生锈时,消耗了试管内的氧气,使试管中压强减小,故U型玻璃管两端的兴衰成败变为左低右高。
12. 【答案】; 导热; 含铁量高,不会造成酸雨; D
【详解】
(1)金属铁具有导热性,故可以制炊具;
(2)黄铁矿中铁元素的含量比氧化铁中的铁的含量低,并且黄铁矿中含有硫元素,反应后可能生成二氧化硫气体污染空气, 故用赤铁矿炼铁比黄铁矿好;
(3)A.在车船的表面喷涂油漆可以隔绝钢铁与水和氧气的接触,可以降低钢铁的腐蚀; B.将使用后的菜刀用布擦干可以减少铁与水的接触,从而降低菜刀的生锈; C.在铁制品表面镀上一层锌可以隔绝铁与水和氧气的接触,可以降低铁的生锈;
D.铁制品表面的油污可以隔绝铁制品与水和氧气接触, 故用洗涤剂把铁制品表面的油污洗净会加速铁制品的锈蚀,故不符合防护措施,故选D。
13. 【答案】; 水和氧气(或H2O和O2); BC; 下降; CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
【详解】
(1)实验1中,较长时间后,左边铁粉布包下降,是因为铁粉与氧气、水发生了反应,生锈,质量增加; NaOH 、CaO均有吸水性,质量增加,也会出现下降的现象;(2)实验2中,通入CO2一段时间,由于二氧化碳的密度比空气的大,左边乒乓球上升,右边边乒乓球下降,再往集气瓶中滴入足量NaOH溶液,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被吸收,杠杆重新平衡,发生反应的化学方程式为CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O。
14. 【答案】 与水接触 保持铁制品干燥(或涂油、喷漆、覆盖搪瓷等) 在A、B、C、D四支试管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、完全浸没在食盐水中的细铁丝,两天后观察,发现浸过食盐水的细铁丝锈蚀最严重
【详解】
本题要求同学们根据观察到的实验现象,通过对比分析出铁锈蚀的条件及防止铁锈蚀的方法。在此基础上,探究影响铁锈蚀速率的因素。对照实验Ⅰ、Ⅱ,Ⅰ中铁钉不生锈,Ⅱ中铁钉明显生锈,这说明铁锈蚀的条件之一是铁与水接触。分析实验Ⅰ、Ⅲ可知,防止铁锈蚀的方法是保持铁表面干燥或在铁表面涂油等。要验证小明的猜想,应通过对比实验来完成,即在A、B、C、D四支试管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、完全浸没在食盐水中的细铁丝,两天后观察,发现浸过食盐水的细铁丝锈蚀最严重。
15. 【答案】 铁生锈时消耗氧气,使瓶内压强减小 B>C>A=D 水、氧气、铁共同作用的结果,三者同时具备 导管内液面上升情况 菜刀在潮湿的空气中或表面沾有水的环境中容易生锈
【分析】
根据铁生锈的条件和瓶中压强变化进行分析。
【详解】
(1)铁生锈时消耗氧气,使瓶内压强减小,导管中水面上升。
(2)上述实验中,浸过食盐水而且和氧气、水接触的铁生锈速度最快,铁生锈的速率由大到小的排列顺序为B>C>A=D。
(3)影响铁生锈的条件是水、氧气、铁共同作用的结果,三者同时具备。
(4)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和导管内液面上升情况两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(5)菜刀在潮湿的空气中或表面沾有水的环境中容易生锈,所以用完的菜刀要擦干存放。
16. 【答案】 ABC ② ③(2) 盐溶液、酸溶液存在 性质 铜 减
【分析】
根据铁生锈的条件、防止铁生锈的方法、金属活动性顺序进行分析。
【详解】
(1)用如图所示实验探究铁生镑的条件(每支试管中均放有完全相同的洁净铁片)。
①甲同学认为,试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点,认为必须全面观察试管A、B、C发生的现象,根据变量对实验的影响,才能得出上述结论。
②食盐是盐,食醋是酸,试管D和E实验的目的是进一步探究铁在盐溶液和酸溶液中是否更容易锈蚀。
③为防止金属锈蚀,除了采用覆盖保护膜等措施以外,还可以制成合金。这是因为合金与纯金属相比,其组成和内部组织结构发生变化,从而引起性质的变化。
(2)三种金属活动性顺序是:锌、铁、铜,将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中,铁只能和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,所以充分反应后过滤,所得固体中一定含有的物质是铜,可能含有铁。根据化学方程式为可知,56份质量的铁置换出64份质量的铜,则反应后硫酸亚铁溶液质量比反应前硫酸铜溶液减小。
17. 【答案】 将带火星的木条放置在b管口,若木条复燃,则证明U形管内已经充满氧气; 观察到注射器活塞向左移动(或注射器内的氧气体积减少) 水分和金属的内部结构
【详解】
根据所学知识和题中信息知,(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是将带火星的木条放置在b管口,若木条复燃,则证明U形管内已经充满氧气。(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是观察到注射器活塞向左移动(或注射器内的氧气体积减少),氧气与铁反应,容器内气压减小。(3)通过对比实验现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是水分和金属的内部结构。
点睛∶铁生锈是金属铁与空气中氧气和水蒸气共同作用的结果。
18. 【答案】 氧化铁( Fe2O3) 温度 ①②或③④ 相同的条件下,酸性试剂使铁制品容易生锈(相同的条件下,温度越高铁制品越容易生锈) 酸的浓度 相同条件下, 取两份不同浓度的醋酸分别在 25 摄氏度下观察铁钉的生锈时间
【详解】
(1)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁表示为Fe2O3;
(2)实验②和④温度不同,其他条件完全相同,故探究的是温度对铁制品锈蚀快慢的影响;欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响,那么应采用可知变量法,即试剂酸碱性不同,其他条件要完全相同,故可选择实验①②或③④;
(3)由表格信息可知,相同条件下,酸性越强,金属生锈越快;
(4)酸的浓度会影响铁制品锈蚀快慢。可在相同条件下,取两份浓度不同的醋酸分别在25℃时,比较铁钉生锈时间。