2024人教版化学九年级下学期课时练--课题3　金属资源的利用和保护 第2课时　金属资源保护

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2024人教版化学九年级下学期
第八单元　金属和金属材料
课题3　金属资源的利用和保护
第2课时　金属资源保护
基础过关全练
知识点3　金属的锈蚀与防护
1.【新素材·国家安全】“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船,能为国家安全作出贡献,是真正的大国重器。科考船由高强度钢制成,下列有关科考船的保养措施不正确的是 (　　)
A.定期清除船体表面锈斑
B.用油漆涂装船体表面
C.涂润滑油保养船体齿轮、钢绳
D.经常用稀盐酸清洗船体
2.(2023山东威海环翠模拟)如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是 (　　)
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,塑料瓶会膨胀,因为铁生锈过程放热
④一段时间后,塑料瓶会变瘪,因为铁生锈消耗了氧气
A.①②　　　　　B.②④
C.②③　　　　　D.③④
3.(2022湖南衡阳十五中期中)下列有关金属锈蚀与保护措施的说法中不正确的是 (　　)
A.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
B.同样的铁制品在海边比在内陆更易锈蚀
C.在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀
D.铝不活泼,所以抗锈蚀性能比铁强
4.【创新装置】(2023广东广州模拟)某小组利用如图所示的装置(装置气密性良好)进行实验。实验时先观察一段时间,发现无明显现象,然后用胶头滴管向装置中加入氯化钠溶液,8 min后打开止水夹,发现注射器活塞向左移动。下列说法不合理的是 (　　)
A.铁的锈蚀是氧化反应
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.此实验能估测出空气中氧气含量
5.【教材变式·P18图】“共享单车”(如图)方便市民出行,颇受人们的喜爱。
(1)单车上标示出的部件中由金属材料制成的是　　　　(填字母)。
(2)为防止钢链条生锈,可采取的措施是　　　　　　　。
(3)自行车被雨淋湿后,为防止生锈,你应做的是　　　　　　　　。
知识点4　金属资源的保护
6.【新独家原创】2023年3月19日是《中华人民共和国矿产资源法》颁布实施第37周年。下列保护金属资源的途径不合理的是 (　　)
A.防止金属腐蚀
B.回收利用废旧金属
C.禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品
D.合理有效地开采矿物
7.【学科素养·科学态度与责任】(2023黑龙江齐齐哈尔模拟)为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨,国家邮政局发行了纪念邮票。请回答:
(1)生铁和钢是两种铁合金,其主要区别是　　　　　　。
(2)根据有关报道,现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~40%。请列举一种防止铁制品锈蚀的具体做法:　　　　　　　。
(3)废旧金属的回收利用是保护金属资源的有效措施。除节约金属资源之外,废旧金属回收利用的另外一点意义是　　　　　　　　　。
能力提升全练
8.(2023山东滨州中考,9,★☆☆)人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中,正确的是 (　　)
A.金属在常温下都是固体
B.工业炼铁的原理是3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,该反应属于置换反应
C.铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈
D.铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应
9.【数字化实验】(2023福建泉州一模,9,★☆☆)实验研究铁锈蚀影响因素,记录如下。下列分析正确的是(　　)
序号 其他试剂 200 s时O2的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0 g食盐 8%
A.①②证明水对铁锈蚀有影响
B.①③证明食盐能加快铁锈蚀
C.该实验能证明炭粉对铁锈蚀有影响
D.该实验不能证明铁锈蚀需要氧气
10.【跨学科·物理】(2022陕西中考A卷,8,★★☆)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.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
C.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
D.丙中,导管内上升一段水柱
11.(2023安徽中考,16,★★☆)某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　。
(2)铁锈的颜色是　　　　。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究,一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。
　 　　　 　　　 　　
A B C D　 　
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是　　　　　　　　　　　　　。
(4)A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是　　　　;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是　　　　 　　　　　　　　。
【拓展探究】
(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。
E
①测量过程中要保持恒温,理由是　　　　　　　　　　　　。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。
F
素养探究全练
12.【学科素养·科学探究与实践】暖贴发热是利用铁粉生锈放出热量的原理,某小组同学设计并进行实验,探究铁生锈的条件及影响铁生锈速率的因素。
Ⅰ.探究铁生锈的条件
某兴趣小组对实验进行了创新设计,如图所示。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,实验保证足够的时间。
(1)实验①②无明显现象,实验③中铁丝生锈,铁生锈实际上是铁与　　　　　　　发生反应的结果。
(2)当铁丝足量,时间足够长,实验③试管内的液面约上升　　　　　,若利用该实验来测定空气中氧气的含量,优点是　　　　　 　　。
Ⅱ.探究影响铁生锈速率的因素
【查阅资料】暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。
【猜想假设】
①活性炭能加快铁生锈的速率。②食盐能加快铁生锈的速率。
【进行实验】下表是2 g铁粉、5 g水与不同量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录。
实验编号 活性炭/g 食盐/g 温度上升值/℃
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 0 x 3.1
4 0.2 0.1 56.3
【解释结论】
(1)表中x的值为　　　　。
(2)对比实验1和3,得出的结论是　　　　　　　　　　。
(3)欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈的速率”,需要对比实验　　　(填实验编号)。
【反思评价】
(4)暖贴在使用前要注意　　　　　。
答案全解全析
基础过关全练
1.D　定期清除船体表面疏松的铁锈,能减缓钢铁的锈蚀;用油漆涂装船体表面,能隔绝氧气和水,防止生锈;涂润滑油保养船体齿轮、钢绳,能隔绝氧气和水,防止生锈;经常用稀盐酸清洗船体,铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,会加快铁锈蚀的速率。
2.B　水面处的铁丝与水、氧气充分接触,故一段时间后,水面处的铁丝锈蚀严重,水面上部的和下部的铁丝锈蚀不明显;铁生锈消耗氧气,导致瓶内的气压减小,故一段时间后塑料瓶会变瘪。
3.D　铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气和水蒸气等发生了化学反应;海边空气湿润,同样的铁制品在海边比在内陆更易锈蚀;在铁表面刷油漆能隔绝氧气和水,防止铁锈蚀;铝在空气中能与氧气反应,在其表面会生成一层致密的氧化铝薄膜,防止内部的铝进一步被氧化,所以铝的抗锈蚀性能比铁强。
4.C　铁锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的结果,铁锈蚀属于氧化反应;使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀;此实验只能说明氯化钠溶液能加快铁的锈蚀,但不能推断出铁的锈蚀需要水的参与;铁锈蚀会消耗空气中的氧气,装置内气压减小,注射器活塞向左移动,消耗多少氧气,注射器活塞就会向左移动多少体积,所以此实验能估测出空气中氧气含量。
5.(1)ade　(2)涂油(合理即可)　(3)擦干(合理即可)
解析　(1)金属材料包括纯金属和合金,单车上标示出的部件中,铝合金支架、钢链条、不锈钢车圈都是由金属材料制成的。
6.C　防止金属腐蚀、回收利用废旧金属及合理有效地开采矿物,都能有效地保护金属资源;禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品是不现实的。
7.(1)含碳量不同　(2)刷漆(合理即可)
(3)减少污染,保护环境(合理即可)
解析　(1)生铁和钢均是铁的合金,但是含碳量不同,生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。(2)铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,要防止铁制品生锈,可以隔绝氧气和水,如刷漆、涂油等。(3)除节约金属资源之外,废旧金属回收利用的另外一点意义是减少污染,保护环境。
能力提升全练
8.C　金属在常温下不都是固体,如汞在常温下为液态;工业炼铁的反应物是一氧化碳和氧化铁,该反应不属于置换反应;铁生锈的条件是铁与氧气、水共同作用,所以铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈;铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,所以铝制品不易被锈蚀。
9.A　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,A说法正确。②加入10滴水后,铁粉慢慢锈蚀;③加入10滴水和1.0 g食盐,铁粉很快锈蚀,因此②③证明食盐能加快铁锈蚀,B说法错误。对比三个实验,并不能证明炭粉对铁锈蚀有影响,C说法错误。铁锈蚀时,装置内氧气的含量降低,由此可知,铁锈蚀需要氧气,D说法错误。
10.B　甲中水被植物油覆盖,甲中铁钉生锈消耗的氧气比乙中少,且甲与大气相通,所以甲、乙中气体含氧气的体积分数不相等;乙中,在水面处的铁钉与空气和水充分接触,锈蚀最严重;甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀,因为没有与水、氧气接触;乙中铁钉生锈消耗了氧气,乙中气体压强减小,在外界大气压的作用下,丙中导管内上升一段水柱。
11.(1)Fe+2HCl FeCl2+H2↑　(2)红棕色(或红褐色)　(3)除去水中溶解的氧气,防止干扰实验　(4)水和氧气　C中接触到的氧气比D中的多　(5)①防止温度变化影响气压测定　②如图所示(合理即可)
解析　(1)铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。(2)铁锈的颜色一般为红褐色或者红棕色。(3)蒸馏水中可能溶有少量的氧气,煮沸可以将氧气除去,防止其对实验产生干扰。(4)A和D均在有氧气的环境下,其中A为干燥环境,D为湿润环境,因此探究的条件是是否需要水;B和D均在湿润的环境下,其中B为无氧环境,D为有氧环境,因此探究的条件是是否需要氧气;C、D均在有氧气且湿润的环境下,但是C中铁钉接触到的氧气更多,因此锈蚀得更严重。(5)①温度升高压强增大,温度降低压强减小,保持恒温状态,可以防止温度变化影响气压测定。②恒温条件下,随着稀盐酸的加入,稀盐酸与铁钉反应生成氢气,容器内压强不断增大,待稀盐酸完全反应,压强达到最大值;随着时间的推移,铁钉开始生锈,消耗空气中的氧气,压强减小,由于铁钉生锈消耗的氧气比铁钉与少量稀盐酸反应产生的氢气多,因此最终压强小于初始压强。
素养探究全练
12.Ⅰ.(1)水、氧气　(2)原水面上方空间体积的1/5　无需点燃,操作简单　Ⅱ.(1)0.1　(2)食盐能够加快铁生锈的速率　(3)2、3、4　(4)密封保存
解析　Ⅰ.(1)实验①和③的变量为是否含有水,实验②和③的变量为空气中是否有氧气,因此铁生锈是铁与水、氧气发生反应的结果。(2)氧气约占空气体积的五分之一,所以在充分消耗完氧气后,实验③中试管内的液面约上升原水面上方空间体积的五分之一;实验③无需点燃,只需将铁丝放入一定条件下的密闭装置内等待观察即可,操作简单。Ⅱ.(1)选择3和4作为对比实验,唯一变量为活性炭用量,食盐的量应不变,x的值为0.1。(3)实验结论为“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈的速率”,所以对比实验中首先要有一组食盐与活性炭同时存在的实验,则为实验4,另外需要与单独存在食盐的实验3和单独存在活性炭的实验2形成对比实验。(4)暖贴内存在铁粉、活性炭、食盐、水等物质,铁要生锈还需要与氧气接触,因此暖贴在使用前要做到密封保存。

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