备战2016中考化学沪教版九年级化学上册5.3金属防护和废金属回收提高练习（word版，含解析）

5.3 金属防护和废金属回收
一．填空题（共4小题）
1．某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉 ( http: / / www.21cnjy.com )放入食盐水中（如图，装置气密性良好），一段时间后，进行观察．请你一起参与分析，并完成后续实验设计．
观察现象：①装置中右侧导管中的液面升高．
②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质．
提出问题：导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
理论分析：小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是 ．
[猜想与假设]小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：
①Fe、②Fe2O3、③FeCl3、④C四种物质．
[分析与验证]小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
（1）小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是 ．
（2）小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理由是 ．
（3）小组同学不能确定是否含有铁，请人帮他们设计方案进行确认：
知识链接：相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉在 （填“水”或“食盐水”）中生锈快．
( http: / / www.21cnjy.com )
2．南洋电缆是汕头市一家以生产电缆类产品为主的上市公司．在电缆生产过程中，不可避免的会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）．金山中学化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后，围绕“从含铜废料中回收铜”提出了各自的看法．甲、乙同学根据已学知识，提出了两种途径： ( http: / / www.21cnjy.com )
（1）A的化学式为 ，操作a的名称是 ．
（2）①的反应基本类型为 ；反应②、③的化学反应方程式分别是：
② ；③ ．
（3）已知：Cu+2H2SO4 （浓）CuSO4+SO2↑+2H2O．从环保角度对两种途径的不同部分进行比较，你认为 （填I”或“Ⅱ”）的方案更合理．理由是： ．
（4）丙认为，无论是甲还是乙的方案，在“加 ( http: / / www.21cnjy.com )铁屑”这一步时，应加入略过量的铁屑．丁又提出了疑问：“如果铁过量，剩余的铁会混在红色粉末中，该怎么处理呢？”．请提出一种简单的化学方法进行处理（用文字叙述）： ．
3．小林同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物 ( http: / / www.21cnjy.com )质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分是Cu2（OH）2CO3．
[提出问题]铜是在什么条件下锈蚀的？小林对此进行了探究．
[猜想]根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与水、 、 共同作用的结果．
[探究]借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如图所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）实验较长时间后，发现 （填字母编号）试管中的光亮铜片最先生锈．
（2）从优化实验的角度考虑 ( http: / / www.21cnjy.com )，A实验是多余的，他只考虑了水这个单一条件．C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为 ．
（3）D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为 ；从D试管的实验中，获得的结论是 ．
[评价与改进]我认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是（可图示） ．
[反思与小结]通过“铜片锈蚀条件的探究”实验，我获得的启示是 ．
4．（1）为延长食品保质期，有些食品袋 ( http: / / www.21cnjy.com )内放一包“双吸剂”（主要成分是铁粉），这里“双吸剂”所吸收的物质指的是 （写化学式）和水．
（2）用Fe粉而不用Fe块作“双吸剂”的理由是 ．
（3）“双吸剂”过一段时间由灰黑色变成红色，红色物质的主要成份 （写化学式）．
（4）小明同学设计了以下实验探究“双吸剂”是否失效，请你完成下列实验报告：
( http: / / www.21cnjy.com ) [反思与应用]
（1）写出一种防止铁等金属制品生锈的具体方法 ．
（2）用盐酸可除铁锈，化学方程式为： ．
（3）请你提出一条延长食品保质期的建议 ．
二．解答题（共6小题）
5．铁是生活中常用的金属，如图1是 ( http: / / www.21cnjy.com )某“取暖片”外包装的图片．该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、氯化钠、水、活性炭等，其发热是利用铁生锈时会放热的原理．
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与 共同作用才会生锈．
（2）“取暖片”中的氯化钠作用是 （填序号）
①溶于水放热 ②加快铁生锈 ③没有任何用途
（3）化学兴趣小组的甲、乙二位同学对“取暖片”的成分产生了兴趣．
Ⅰ．甲同学测定新的“取暖片”中铁粉 ( http: / / www.21cnjy.com )的含量．取5.7g“取暖片”样品，投入装有10.0g稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量10.0g）中．在化学反应过程中对烧杯进行了五次称量，数据记录如下表：
①表格中m的值为 克；
②5.7g“取暖片”样品中铁粉的质量为 克
Ⅱ．乙同学测定一包已变质“取暖片”中Fe2O ( http: / / www.21cnjy.com )3的质量分数．取10g已变质“取暖片”样品与过量的木炭粉混合，如图2所示装置完成实验．
①实验中加热前要缓缓通入一 ( http: / / www.21cnjy.com )段时间氮气，作用是 ．停止加热后还要缓缓通入一段时间氮气，否则会导致测定的结果 （填“偏大”、“偏小”）．
②充分反应后，乙同学测定b中的试剂增加了3.3g，b中的试剂是 溶液，发生反应的化学方程式为 ．
③请帮乙同学求出已变质的“取暖片”样品中Fe2O3的质量分数．
6．某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）用图所示实验探究铁生锈的条件（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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 （选填试管编号）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 ( http: / / www.21cnjy.com )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）某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌 ( http: / / www.21cnjy.com )粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱．有的同学认为这种方案不够合理，理由是 ．
（3）将一定质量的铁粉放入硝酸铜、 ( http: / / www.21cnjy.com )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”）．
7．某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉 ( http: / / www.21cnjy.com )放入食盐水中（如图，装置气密性良好），一段时间后，进行观察．请你一起参与分析，并完成后续实验设计．
观察现象：
①装置中右侧导管中的液面升高．
②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质．
提出问题：导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
理论分析：小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是 ．
猜想与假设：小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：① ，②Fe2O3，③FeCl3，④C四种物质．
分析与验证：小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
（1）小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是 ．
（2）小强同学想证明是否含有碳，他设计了下列方案并进行实验：
（3）小组同学不能确定是否含有铁，请你帮他们设计方案进行确认：
知识链接：相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉在 （填“水”或“食盐水”）中生锈快．
反思：防止铁制品生锈的方法是 （写一种）．
( http: / / www.21cnjy.com )
8．在生产和生活中，金属腐蚀所带来的 ( http: / / www.21cnjy.com )损失非常严重，所以防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域的重大问题．化学兴趣小组的同学在实验室中对金属的腐蚀进行了探究．
〔活动与探究一〕
分别在三个洁净干燥的试管中各加一个洁净无锈的铁钉，再在其中两个试管中加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，其他操作请仔细观察上图：
（1）探究结论：Ⅰ号试管中铁打最容易生锈．由此可见，铁制品生锈需要的条件是 ．
（2）将实验中已生锈的铁打长时间放入足量稀盐酸中，可观察到的现象有 、
、 、 ．反应的化学方程式分别为 、 ．
〔活动与探究二〕
向铁粉中加入少量的炭粉（模拟铁的成分） ( http: / / www.21cnjy.com )，混合均匀后，撒入内壁分别用稀盐酸和氯化钠溶液润湿过的两支试管（分别标记为a、b），按下图装好仪器．几分钟后打开止水夹，观察发现：a装置右侧小试管中液面上升，导管中液面下降；而b装置右侧小试管中液面下降，
导管中液面上升，b装置固体混合物中发现有红色物质生成．
( http: / / www.21cnjy.com )
（3）请你推测：a装置右侧小试管中液面上升的原因是 ；b装置右侧小试管液面下降的原因是 ．
( http: / / www.21cnjy.com )
9．胆矾常用作农业和渔业的杀虫 ( http: / / www.21cnjy.com )剂、杀菌剂．某课外研究小组用废铜料（含铁），通过不同的化学反应制取胆矾（CuSO4 5H2O）．其设计的实验过程为：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）②的反应基本类型为 ；反应①、③的化学方程式分别为：① ；③ ．
（2）B的化学式为，由CuSO4溶液获得CuSO4 5H2O晶体，需要经过加热蒸发， ，过滤等操作．除烧杯、玻璃棒外，过滤操作中还用到另一玻璃仪器是 ．
（3）已知：途径Ⅱ发生的化学反应是：C ( http: / / www.21cnjy.com )u+2H2SO4 （浓）△CuSO4+SO2↑+2H2O．从环保和经济的角度分析，对比途径I、Ⅱ，途径I的优点有：不产生有害气体和 ．
（4）下面是实验室制取少量固体氧化铜的实验，根据实验步骤，回答有关问题．
1调整天平零点时，若指针偏向左边，应将左边的平衡螺母向 （填左或右）旋动．
②步骤II中，反应生成沉淀的化学方程式为 ．
③步骤IV用少量蒸馏水洗涤沉淀2～3次，为了检验沉淀是否洗涤干净，应在最后一次的洗涤液中加入 溶液．
④从步骤VI研钵中取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解，溶液变成蓝色，黑色粉末是
．
⑤从步骤VI研钵中，称取16g黑色粉末继续 ( http: / / www.21cnjy.com )加热到更高的温度，发现固体减少了1.6g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式 ．
( http: / / www.21cnjy.com )
10．冬日里的一天，某班教室 ( http: / / www.21cnjy.com )的暖气片和暖气管的接口处突然爆裂，里面喷出大量的黄色液体，并伴有一些红褐色的固体．水暖师傅、老师及同学们进行了紧急抢修．事后，同学们出于好奇收集了红褐色固体进行探究．
【初步分析】红褐色固体的主要成分是铁锈 ( http: / / www.21cnjy.com )，铁锈的成分复杂，主要是 ．由此联想到铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟 、 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．
【搜集资料】
①不溶性碱金属氧化物+水（反应前后元素化合价不变）；
②暖气片是由生铁铸成的；
③当地暖气用水为硬度较大的自来水；
④铁与铜都属于金属，有部分相似的化学性质．如：铜在潮湿的空气中可以形成铜绿[化学式为Cu2（OH）2CO3]．
【提出猜想】 （写一种物质即可），你猜想的依据是 ．
【设计实验】请设计一个实验来验证你的猜想（红褐色固体已干燥并研成粉末）．
【拓展分析】通过以上探究过程，再结合资料④，你对铁生锈的条件有什么新的认识： ．
5.3 金属防护和废金属回收
参考答案与试题解析
一．填空题（共4小题）
1．某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁 ( http: / / www.21cnjy.com )钉放入食盐水中（如图，装置气密性良好），一段时间后，进行观察．请你一起参与分析，并完成后续实验设计．
观察现象：①装置中右侧导管中的液面升高．
②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质．
提出问题：导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
理论分析：小组同学根据已学过的知识分析得 ( http: / / www.21cnjy.com )知，液面上升的原因是 铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压．（合理即可） ．
[猜想与假设]小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：
①Fe、②Fe2O3、③FeCl3、④C四种物质．
[分析与验证]小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
（1）小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是 氯化铁溶于水 ．
（2）小强同学认为一定含有碳，该结论也得到小组同学的认可，理由是 铁钉是铁合金，含有碳 ．
（3）小组同学不能确定是否含有铁，请人帮他们设计方案进行确认：
知识链接：相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉在 食盐水 （填“水”或“食盐水”）中生锈快．
( http: / / www.21cnjy.com )
考点： 金属锈蚀的条件及其防护；物质的鉴别、推断．
专题： 压轴实验题；物质的鉴定题；金属与金属材料．
分析： 理论分析：根据钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触分析解答；
[分析与验证]：（1）根据黑色固体是不溶于水的物质，而氯化铁可溶于水分析；
（2）根据铁钉是铁合金，含有碳分析；
（3）根据铁与酸反应可生成气体进行验证；
知识链接：酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈．
解答： 解：理论分析：
液面上升的原因是：铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压，在外界大气压强的作用下装置中右侧导管中的液面升高．
故答案为：铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压；
[分析与验证]：
（1）因为氯化铁易溶于水，所以试管底部的黑色固体物质不是氯化铁．
故答案为：氯化铁溶于水；
（2）因为铁钉是铁合金，含有碳，所以试管底部的黑色固体物质中含有碳．
故答案为：铁钉是铁合金，含有碳；
（3）因为铁与酸反应可生成气体，我们可以加入稀盐酸或稀硫酸，若有气泡生成说明含有铁，若无气泡产生说明不含铁．实验步骤、现象、结论如表中所示
( http: / / www.21cnjy.com )知识链接：食盐水能够加快铁的生锈速率．
故答案为：食盐水．
点评： 解答本题要掌握铁生锈的条件方面的知识，并且了解常见物质铁以及其化合物的性质和颜色等，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的解答．
2．南洋电缆是汕头市一家以生产电缆类产品为主的上市公司．在电缆生产过程中，不可避免的会产生一定量的含铜废料（如：零碎电缆）．金山中学化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后，围绕“从含铜废料中回收铜”提出了各自的看法．甲、乙同学根据已学知识，提出了两种途径： ( http: / / www.21cnjy.com )
（1）A的化学式为 CuO ，操作a的名称是 过滤 ．
（2）①的反应基本类型为 化合反应 ；反应②、③的化学反应方程式分别是：
② CuO+H2SO4═CuSO4+H2O ；③ Fe+CuSO4═FeSO4+Cu ．
（3）已知：Cu+2H2SO4 （浓）CuSO4+SO2↑+2H2O．从环保角度对两种途径的不同部分进行比较，你认为 I （填I”或“Ⅱ”）的方案更合理．理由是： 不产生有害气体SO2 ．
（4）丙认为，无论是甲还是乙的方案，在“加铁 ( http: / / www.21cnjy.com )屑”这一步时，应加入略过量的铁屑．丁又提出了疑问：“如果铁过量，剩余的铁会混在红色粉末中，该怎么处理呢？”．请提出一种简单的化学方法进行处理（用文字叙述）： 在红色粉末中加入过量的稀硫酸（或稀盐酸），使铁完全反应再过滤 ．
考点： 金属的回收利用及其重要性；化学实验方案设计与评价；混合物的分离方法；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题： 压轴实验题；物质的制备；化学反应的基本类型和能量变化；简单实验方案的设计与评价．
分析： “从含铜废料中回收铜”符合绿色化学的理念，再回收利用中，设计了两套方案，处理有关问题，并进行评价．甲方案中：发生的有关化学方程式为：①2Cu+O22CuO；②CuO+H2SO4═CuSO4+H2O；③Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．但“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾，所以不如乙方案更合理；然后设计提取的有关问题；
解答： 解：（1）由题意，甲方案中：发生的有关化学方程式为：2Cu+O22CuO；所以黑色固体是氧化铜，操作a是分离固体与液体采用过滤的方法完成．
（2）①是发生的2Cu+O22CuO反应，是化合反应；
其中的反应主要有②CuO+H2SO4═CuSO4+H2O；③Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．
（3）从环保的角度，乙方案更合理，甲方案的“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾；
（4）加入略过量的铁屑的目的是“确保CuSO4用完”或“将Cu完全置换出来“过量的铁粉可用酸液除掉．
故本题答案为：
（1）CuO；过滤．
（2）化合反应；CuO+H2SO4═CuSO4+H2O；③Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．
（3）I．甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾．
（4）过滤前在加适量的酸以除去剩余的铁粉．．
点评： 本题探讨了“从含铜废料中回收铜”的有关问题，设计了不同的方案，并进行评价，考察了考生的思考、探讨、评价等诸多能力．
3．小林同学发现铜制眼镜框表面出现了 ( http: / / www.21cnjy.com )绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分是Cu2（OH）2CO3．
[提出问题]铜是在什么条件下锈蚀的？小林对此进行了探究．
[猜想]根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与水、 氧气 、 二氧化碳 共同作用的结果．
[探究]借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如图所示：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）实验较长时间后，发现 B （填字母编号）试管中的光亮铜片最先生锈．
（2）从优化实验的角度考虑，A实验是多 ( http: / / www.21cnjy.com )余的，他只考虑了水这个单一条件．C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为 氧气 ．
（3）D试管中除光亮铜片外，还有的另外两 ( http: / / www.21cnjy.com )种物质为 CO2和O2 ；从D试管的实验中，获得的结论是 水是铜生锈的必要条件之一（或缺少水这个条件，铜不能生锈） ．
[评价与改进]我认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是（可图示） 取一支试管，放入一块光亮铜片，加入少量蒸馏水浸没部分铜片，充入O2（或CO2）后，塞紧橡皮塞，放置对比观察 ( http: / / www.21cnjy.com ) ．
[反思与小结]通过“铜片锈蚀条件的探究”实验，我获得的启示是 从实验可知，铜比较难生锈 ．
考点： 金属锈蚀的条件及其防护；化学实验方案设计与评价；金属活动性顺序及其应用．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料；简单实验方案的设计与评价．
分析： 是否存在氧气和水，是普通金 ( http: / / www.21cnjy.com )属能否锈蚀的关键．围绕金属锈蚀的两个基本要素：氧气和水．设置实验时一定要注意隔绝氧气（可采用植物油油封、蒸馏水去氧、密封隔绝空气、涂上油膜等方式），然后设置一组既有水分又有氧气的实验条件．对于铜而言，生锈的关键要素是水、二氧化碳和氧气．所以在进行实验设置时，考虑这三个要素是关键．如果缺乏任何一个要素，生锈是很困难的．故我们围绕这三个要素进行组合实验条件，进行对比实验组的设置．
解答： 解：
[猜想]由组成铜绿的四种元素，依据质 ( http: / / www.21cnjy.com )量守恒的思想，其中C元素来自空气中的二氧化碳气体、H元素来自水，而O元素则可能来自二氧化碳、水或者占空气体积分数21%的氧气．故答：氧气、二氧化碳．
（1）图A中上层的油层隔离了空气，其中的铜片也就只与水接触，远远不能满足铜锈蚀条件，因此放置时间再长也不会出现锈蚀；故不选A试管．
图B，试管中有水且敞口放置，其中铜片与水、二氧化碳、氧气都接触，应该是四只试管中最能满足锈蚀条件的，因此应该最先生锈；故选B．
图C，试管内有水和空气，但因管口塞住，不能与外界空气产生气体交换，就会因二氧化碳量不足很难甚至不能出现生锈；故不选C．
图D，试管内因缺少水，不满足铜片锈蚀条件，不会出现生锈现象；故不选D．
故答案为：B；
（2）C管内是铜、水、少量空气，空气中二氧化碳气体含量很少可忽略其存在，因此可认为铜片只和水、氧气接触；故答案为：氧气．
（3）猜想铜片生锈应与水、氧气、二氧化 ( http: / / www.21cnjy.com )碳相关，在探究实验中每只管内只控制一种物质，而D管中明显没有水，因此应设计为充满氧气和二氧化碳的混合气体．
故答案为：氧气、二氧化碳；水是铜生锈的必要条件之一（或缺少水这个条件，铜不能生锈）；
[评介与改进]题图所提供的四只试管，A管因只有水而被去除，B管内为二氧化碳、氧气和水，C管内为氧气和水，D管内为二氧化碳和氧气，综合起来就能发现缺少一组对比：铜片与水和氧（二氧化碳）接触而探究氧气（二氧化碳）对生锈的影响．故设计如图： ( http: / / www.21cnjy.com )
[反思与小结]从实验可知，铜比较难生锈；
故答案为：从实验可知，铜比较难生锈．
点评： 本题的需控变量（水、 ( http: / / www.21cnjy.com )二氧化碳和氧气）较多，方案设计就更为复杂，所以，把“铁钉锈蚀条件的探究”进行技能移植显得尤其重要．知识的迁移能力在此得到突出展示．
4．（1）为延长食品保质期 ( http: / / www.21cnjy.com )，有些食品袋内放一包“双吸剂”（主要成分是铁粉），这里“双吸剂”所吸收的物质指的是 O2 （写化学式）和水．
（2）用Fe粉而不用Fe块作“双吸剂”的理由是 使用铁粉能促进反应的进行 ．
（3）“双吸剂”过一段时间由灰黑色变成红色，红色物质的主要成份 Fe2O3 （写化学式）．
（4）小明同学设计了以下实验探究“双吸剂”是否失效，请你完成下列实验报告：
( http: / / www.21cnjy.com ) [反思与应用]
（1）写出一种防止铁等金属制品生锈的具体方法 刷漆 ．
（2）用盐酸可除铁锈，化学方程式为： Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O ．
（3）请你提出一条延长食品保质期的建议 真空包装 ．
考点： 金属锈蚀的条件及其防护；铁锈的主要成分；酸的化学性质．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： 根据已有的知识进行分析，铁在有水和 ( http: / / www.21cnjy.com )氧气并存时易生锈；氧化铁是红色的固体；防锈就是破坏生锈的条件，氧化铁能与盐酸反应生成氯化铁和水，据此解答即可．
解答： 解：（1）铁粉在有水和氧气并存的条件下能生锈，使用铁粉做双吸剂吸收的是水和氧气，故填：O2；
（2）增大反应物的接触面积，能促进反应的进行，故使用铁粉而不使用铁块，故填：使用铁粉能促进反应的进行；
（3）铁生锈的主要成分是氧化铁，故填：Fe2O3；
（4）此双吸剂是铁粉，若失效则是全部变成氧化 ( http: / / www.21cnjy.com )铁，氧化铁与盐酸反应没有气体产生，而铁能与盐酸反应生成氢气，故填：稀盐酸，产生气泡，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
反思与应用：
（1）在铁表面刷漆能防止铁生锈，故填：刷漆；
（2）盐酸能与氧化铁反应生成氯化铁和水，故填：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
（3）食品与氧气接触易被氧化而变质，故使用真空包装能延长食品的保质期，故填：真空包装．
点评： 本题考查了金属的性质，完成此题，可以依据已有的知识进行．要求同学们加强对常见物质性质的掌握，以便灵活应用．
二．解答题（共6小题）
5．铁是生活中常用的金属，如图1是某“取暖片”外包装的图片．该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、氯化钠、水、活性炭等，其发热是利用铁生锈时会放热的原理．
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与 氧气、水 共同作用才会生锈．
（2）“取暖片”中的氯化钠作用是 ② （填序号）
①溶于水放热 ②加快铁生锈 ③没有任何用途
（3）化学兴趣小组的甲、乙二位同学对“取暖片”的成分产生了兴趣．
Ⅰ．甲同学测定新的“取暖片”中铁粉的含量．取 ( http: / / www.21cnjy.com )5.7g“取暖片”样品，投入装有10.0g稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量10.0g）中．在化学反应过程中对烧杯进行了五次称量，数据记录如下表：
①表格中m的值为 25.5 克；
②5.7g“取暖片”样品中铁粉的质量为 5.6 克
Ⅱ．乙同学测定一包已变质“取 ( http: / / www.21cnjy.com )暖片”中Fe2O3的质量分数．取10g已变质“取暖片”样品与过量的木炭粉混合，如图2所示装置完成实验．
①实验中加热前要缓缓通入一段时间 ( http: / / www.21cnjy.com )氮气，作用是 排净装置内的空气 ．停止加热后还要缓缓通入一段时间氮气，否则会导致测定的结果 偏小 （填“偏大”、“偏小”）．
②充分反应后，乙同学测定b中的试剂增加了3 ( http: / / www.21cnjy.com ).3g，b中的试剂是 氢氧化钠 溶液，发生反应的化学方程式为 CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O ．
③请帮乙同学求出已变质的“取暖片”样品中Fe2O3的质量分数．
考点： 金属锈蚀的条件及其防护；碳的化学性质；根据化学反应方程式的计算．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料；综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）．
分析： （1）根据铁生锈的条件考虑；（ ( http: / / www.21cnjy.com )2）根据铁生锈的影响因素考虑；（3）Ⅰ．①根据表中数据判断反应是否完全反应；②根据质量的减少量是生成氢气的质量，根据氢气的质量计算出参加反应的铁的质量；Ⅱ．①根据通入氮气的作用回答本题考虑；②本题主要是利用b中的试剂质量的增加量是生成二氧化碳的质量，所以b中试剂是用来吸收二氧化碳的，所以可以用碱溶液；③根据b中的试剂增加了3.3g是二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算出氧化铁的质量，再用氧化铁的质量除以样品质量即可．
解答： 解：（1）铁生锈条件是铁与氧气和水共同作用的结果；
（2）在有盐分的条件下能促进铁生锈，加快生锈速度；
（3）Ⅰ．①根据质量的减少量是生成氢气的质量，由图示数据可知到了t2已经反应完了，所以t4烧杯和药品质量是不变的，还是25.5克；
②根据质量的减少量是生成氢气的质量：25.7g﹣25.5g=0.2g，设要生成0.2g氢气需要铁的质量为X则：
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
X 0.2g
根据：解得X=5.6g；
Ⅱ．①加热前要缓缓通入一段时间氮气 ( http: / / www.21cnjy.com )是为了排净装置内的空气，否则空气中氧气会与木炭反应，生成二氧化碳而造成误差；停止加热后还要缓缓通入一段时间氮气，是为了把反应生成的二氧化碳都赶入b装置内，否则有部分二氧化碳会留在装置内，使二氧化碳量减少，计算的氧化铁质量会减少，结果偏小；
②本题主要是利用b中的试剂质量的 ( http: / / www.21cnjy.com )增加量是生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算出氧化铁的质量，所以b中试剂是用来吸收二氧化碳的，所以可以用碱溶液，即氢氧化钠溶液，反应物是氢氧化钠和二氧化碳，生成物是碳酸钠和水，用观察法配平即可；
③根据b中的试剂增加了3.3g是二氧化碳的质量，设要生成3.3g二氧化碳需要参加反应的氧化铁的质量为Y则：
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2
320 132
Y 3.3g
根据：解得Y=8g，已变质的“取暖片”样品中Fe2O3的质量分数：=80%．
故答案为：（1）氧气、水；（2）②；（ ( http: / / www.21cnjy.com )3）Ⅰ．①25.5；②5.6；Ⅱ．①排净装置内的空气；偏小；②氢氧化钠；CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；③80%．
点评： 解答本题关键是知道铁与盐酸 ( http: / / www.21cnjy.com )反应时根据质量的减少量是生成氢气的质量，再根据氢气的质量算出铁的质量；碳与氧化铁反应时根据b质量的增加量是生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算出氧化铁的质量，再算质量分数．
6．某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）用图所示实验探究铁生锈的条件（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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ABC （选填试管编号）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 盐、酸存在 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 ( http: / / www.21cnjy.com )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）某同学向分别盛有等 ( http: / / www.21cnjy.com )质量的铁粉和锌粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱．有的同学认为这种方案不够合理，理由是 没控制相同的条件，颗粒大小不同 ．
（3）将一定质量的铁粉放入硝酸铜、 ( http: / / www.21cnjy.com )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 铜 ，且反应后溶液质量比反应前 减小 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．
考点： 金属锈蚀的条件及其防护；合金与合金的性质；金属活动性顺序及其应用．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： （1）①要证明铁 ( http: / / www.21cnjy.com )的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，就要看铁分别在隔绝空气、隔绝水的条件下，和暴露在有水和空气的条件下的不同，得出结论．
②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中铁的锈蚀情况；
③金属的组成和内部组织结构发生变化，其性质等就会发生变化；
（2）金属的颗粒大小不同，与酸的反应速度也不同；
（3）根据三种金属活动性由强到弱的顺序：锌铁铜，进行分析．
解答： 解：（1））①要证明铁的锈 ( http: / / www.21cnjy.com )蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果，就要看铁分别在隔绝空气、隔绝水的条件下，和暴露在有水和空气的条件下的不同，得出结论．所以必须全面观察试管ABC发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论．
故答案为：ABC．
②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中铁的锈蚀情况．
故答案为：盐、酸存在．
③金属的组成和内部组织结构发生变化，其性质等就会发生变化．
故答案为：性质．
（2）金属的颗粒大小不同，与酸的反应速度也不同，所以没控制相同的条件，颗粒大小不同，金属表面产生气泡的快慢，也会受到影响．
故答案为：没控制相同的条件，颗粒大小不同．
（3）三种金属活动性由强到弱的顺序：锌＞铁＞铜，可知铁只能置换出铜，根据铁与硝酸铜反应的方程式：Fe+Cu（NO3）2═Cu+Fe（NO3）2．可知56份质量的铁可以置换出64份质量的铜，所以反应后溶液质量比反应前减小．
故答案为：Cu；减小．
点评： 本题以实验探究的形式考查铁生锈的条件、实验中的条件控制、金属的活动性等，难度较大．
7．某化学兴趣小组的同学将一枚洁 ( http: / / www.21cnjy.com )净的铁钉放入食盐水中（如图，装置气密性良好），一段时间后，进行观察．请你一起参与分析，并完成后续实验设计．
观察现象：
①装置中右侧导管中的液面升高．
②铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质．
提出问题：导管中液体为何升高？黑色固体物质又是什么？
理论分析：小组同学根据已学过的知识分析得知，液面上升的原因是 铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压 ．
猜想与假设：小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有：① Fe ，②Fe2O3，③FeCl3，④C四种物质．
分析与验证：小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析：
（1）小红同学认为不可能含有氯化铁，该结论得到小组同学的认可，理由是 氯化铁溶于水 ．
（2）小强同学想证明是否含有碳，他设计了下列方案并进行实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
用试管取少量黑色固体，滴加足量稀盐酸一定含有碳 　黑色固体不溶　 　含有碳　
（3）小组同学不能确定是否含有铁，请你帮他们设计方案进行确认：
实验步骤 实验现象 实验结论
你选用的试剂是：　稀盐酸（稀硫酸）　 　有气泡产生（无气泡产生）　 　含有（不含有）　
知识链接：相信你一定在家中做过铁钉 ( http: / / www.21cnjy.com )分别在水以及食盐水中生锈的实验，你的结论之一是铁钉在 食盐水 （填“水”或“食盐水”）中生锈快．
反思：防止铁制品生锈的方法是 涂油 （写一种）．
( http: / / www.21cnjy.com )
考点： 金属锈蚀的条件及其防护；实验探究物质的组成成分以及含量；金属的化学性质；酸的化学性质；质量守恒定律及其应用．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： 理论分析：根据钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触分析解答；
猜想与假设：根据质量守恒定律和有关反应分析；
[分析与验证]：（1）根据黑色固体是不溶于水的物质，而氯化铁可溶于水分析；
（2）根据铁钉是铁合金，含有碳，碳不溶于稀盐酸分析；
（3）根据铁与酸反应可生成气体进行验证；
知识链接：酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈；
反思：根据铁生锈的条件分析．
解答： 解：理论分析：
液面上升的原因是：铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压，在外界大气压强的作用下装置中右侧导管中的液面升高．
故答案为：铁钉生锈消耗了试管内的氧气，使试管内压强低于大气压．
猜想与假设：铁钉放入食盐水 ( http: / / www.21cnjy.com )中，生成FeCl3，铁与氧气反应，生成Fe2O3，铁钉是铁合金，含有碳．所以可能含有的物质是：①Fe，②Fe2O3，③FeCl3，④C四种物质．
故答案为：Fe．
[分析与验证]：
（1）因为氯化铁易溶于水，所以试管底部的黑色固体物质不是氯化铁．
故答案为：氯化铁溶于水．
（2）根据实验步骤：用试管取少量黑色固体，滴加足量稀盐酸一定含有碳．可知现象是：黑色固体不溶；实验结论是：含有碳．
故答案为：黑色固体不溶；含有碳．
（3）因为铁与酸反应可生成气体，我们可以加入稀盐酸或稀硫酸，若有气泡生成说明含有铁，若无气泡产生说明不含铁．实验步骤、现象、结论如表中所示
( http: / / www.21cnjy.com )知识链接：食盐水能够加快铁的生锈速率．
故答案为：食盐水．
反思：铁生锈的条件是与空气中的氧气和水反应，所以防止铁制品生锈的方法是隔绝空气，如涂油、擦漆等．
故答案为：涂油．
点评： 解答本题要掌握铁生锈的条件方面的知识，并且了解常见物质铁以及其化合物的性质和颜色等，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的解答．
8．在生产和生活中，金属腐蚀所 ( http: / / www.21cnjy.com )带来的损失非常严重，所以防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域的重大问题．化学兴趣小组的同学在实验室中对金属的腐蚀进行了探究．
〔活动与探究一〕
分别在三个洁净干燥的试管中各加一个洁净无锈的铁钉，再在其中两个试管中加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，其他操作请仔细观察上图：
（1）探究结论：Ⅰ号试管中铁打最容易生锈．由此可见，铁制品生锈需要的条件是 铁与氧气和水接触 ．
（2）将实验中已生锈的铁打长时间放入足量稀盐酸中，可观察到的现象有 铁锈溶解 、
溶液呈黄色 、 有气泡生成 、 溶液呈浅绿 ( http: / / www.21cnjy.com )色 ．反应的化学方程式分别为 Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O 、 2HCl+Fe═FeCl2+H2↑
．
〔活动与探究二〕
向铁粉中加入少量的炭粉（模拟铁的成分 ( http: / / www.21cnjy.com )），混合均匀后，撒入内壁分别用稀盐酸和氯化钠溶液润湿过的两支试管（分别标记为a、b），按下图装好仪器．几分钟后打开止水夹，观察发现：a装置右侧小试管中液面上升，导管中液面下降；而b装置右侧小试管中液面下降，
导管中液面上升，b装置固体混合物中发现有红色物质生成．
( http: / / www.21cnjy.com )
（3）请你推测：a装置右 ( http: / / www.21cnjy.com )侧小试管中液面上升的原因是 铁与盐酸反应生成氢气，左侧试管中气体增加（导管内压强增大） ；b装置右侧小试管液面下降的原因是 氧气与铁反应，左侧试管中气体减少（导管内压强减少） ．
( http: / / www.21cnjy.com )
考点： 金属锈蚀的条件及其防护．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： （1）铁生锈的条件是：与氧气接触，有水参加；
（2）生锈的铁钉放入稀盐酸，先是铁锈溶解，然后铁与盐酸反应；
（3）而单质铁可以和盐酸 ( http: / / www.21cnjy.com )反应生成氢气，导致支管试管内气压增大排出导管内气体，致使图a中试管内液体上升；铁生锈消耗了氧气，导致支管试管内气压降低，致使图b中试管内液体下降．
解答： 解：（1）铁生锈的条件是：与氧气接触，有水参加，二者缺一不可；
（2）铁锈（Fe2O3）与盐酸反应而 ( http: / / www.21cnjy.com )消失，溶液成黄色（Fe3+颜色），化学反应式是：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；当铁锈反应完后，铁进一步反应，铁与盐酸反应生成氢气，溶液呈浅绿色（Fe2+颜色），化学反应式是：2HCl+Fe═FeCl2+H2↑．
（3）a装置中的铁与盐酸反应生成了氢 ( http: / / www.21cnjy.com )气，左侧试管中气体增加，压强变大，液体进入右侧小试管，使小试管内液面上升；而b装置中的氧气与铁和水发生了反应会减少，左侧试管中气体减少，压强变小，右侧小试管中的液体进入左侧大试管，小试管内液面下降．
故答案为：（1）铁与氧气和水接触；
（2）铁锈溶解，溶液呈黄色，有气泡生成，溶液呈浅绿色；Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；2HCl+Fe═FeCl2+H2↑；
（3）铁与盐酸反应生成氢气，左侧试管中气体增加（导管内压强增大）； 氧气与铁反应，左侧试管中气体减少（导管内压强减少）．
点评： 铁生锈的条件是氧气和水都与铁接触 ( http: / / www.21cnjy.com )，酸与铁反应生成氢气，氯化钠能促进铁的锈蚀．生锈的铁钉与酸反应，一般只考虑第一步，第二步反应一般不予考虑．
9．胆矾常用作农业和渔业的杀虫剂、杀菌 ( http: / / www.21cnjy.com )剂．某课外研究小组用废铜料（含铁），通过不同的化学反应制取胆矾（CuSO4 5H2O）．其设计的实验过程为：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）②的反应基本类型为 化合反应 ；反应① ( http: / / www.21cnjy.com )、③的化学方程式分别为：① Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ；③ CuO+H2SO4=CuSO4+H2O． ．
（2）B的化学式为 CuO ， ( http: / / www.21cnjy.com )由CuSO4溶液获得CuSO4 5H2O晶体，需要经过加热蒸发， 冷却结晶（或结晶） ，过滤等操作．除烧杯、玻璃棒外，过滤操作中还用到另一玻璃仪器是 漏斗 ．
（3）已知：途径Ⅱ发生的化学反应是 ( http: / / www.21cnjy.com )：Cu+2H2SO4 （浓）△CuSO4+SO2↑+2H2O．从环保和经济的角度分析，对比途径I、Ⅱ，途径I的优点有：不产生有害气体和 产生相同质量的硫酸铜，消耗的硫酸少 ．
（4）下面是实验室制取少量固体氧化铜的实验，根据实验步骤，回答有关问题．
1调整天平零点时，若指针偏向左边，应将左边的平衡螺母向 右 （填左或右）旋动．
②步骤II中，反应生成沉淀的化学方程式为 2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4 ．
③步骤IV用少量蒸馏水洗涤沉淀2～3次，为了检验沉淀是否洗涤干净，应在最后一次的洗涤液中加入 BaCl2 溶液．
④从步骤VI研钵中取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解，溶液变成蓝色，黑色粉末是
CuO ．
⑤从步骤VI研钵中，称取16g黑色粉末继续加热到更高的温度，发现固体减少了1.6g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式 4CuOCu2O+O2↑ ．
( http: / / www.21cnjy.com )
考点： 金属的回收利用及其重要性；化学实验方案设计与评价；混合物的分离方法；物质的相互转化和制备；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题： 压轴实验题；物质的制备；简单实验方案的设计与评价．
分析： （1）因为单质与氧气反应生成B，故可知②的反应基本类型；反应①为除掉铁的反应、③的化学方程式为氧化铜生成硫酸铜的反应．
（2）B为铜与氧气反应生成的 ( http: / / www.21cnjy.com )氧化铜，故可书写化学式；掌握CuSO4溶液获得CuSO4 5H2O晶体的方法步骤操作．除烧杯、玻璃棒外，过滤操作中还用到另一玻璃仪器是漏斗．
（3）已知：途径Ⅱ发生的化学反应是：Cu+2H2SO4 （浓）CuSO4+SO2↑+2H2O．从环保和经济的角度分析，对比途径I、Ⅱ，途径I的优点有：不产生有害气体和耗硫酸少．
（4）下面是实验室制取少量固体氧化铜的实验，根据实验步骤，回答有关问题．
①掌握托盘天平的平衡调节．
②步骤II中，为NaOH与CuSO4反应，则可知生成沉淀的化学方程式．
③步骤IV用少量蒸馏水洗涤沉淀2～3次，为了检验沉淀是否洗涤干净，利用硫酸铜与氯化钡反应．
④从步骤VI研钵中取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解，溶液变成蓝色，则可推断黑色粉末．
⑤从步骤VI研钵中，称取16g黑色粉末继续加 ( http: / / www.21cnjy.com )热到更高的温度，发现固体减少了1.6g后质量不再改变，说明减少的为氧元素的质量，故可书写此过程中可能发生反应的化学方程式．
解答： 解：（1）②的反应基本类型为；反应 ( http: / / www.21cnjy.com )①为除掉铁的反应，故Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；③的化学方程式为氧化铜生成硫酸铜的反应，故为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O．
（2）因为B为铜与氧气反应生成的氧化铜，故可 ( http: / / www.21cnjy.com )书写B的化学式为CuO，由CuSO4溶液获得CuSO4 5H2O晶体，需要经过加热蒸发，冷却结晶（或结晶），过滤等操作．除烧杯、玻璃棒外，过滤操作中还用到另一玻璃仪器是漏斗．
（3）已知：途径Ⅱ发生的化学反应是：Cu+2H2SO4 （浓）CuSO4+SO2↑+2H2O．从环保和经济的角度分析，对比途径I、Ⅱ，途径I的优点有：不产生有害气体和产生相同质量的硫酸铜，消耗的硫酸少．
（4）下面是实验室制取少量固体氧化铜的实验，根据实验步骤，回答有关问题．
1调整天平零点时，若指针偏向左边，应将左边的平衡螺母向右旋动．
②步骤II中，为NaOH与CuSO4反应，则可知反应生成沉淀的化学方程式为2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4．
③步骤IV用少量蒸馏水洗涤沉淀2～3次，为了检验沉淀是否洗涤干净，利用硫酸铜与氯化钡反应，应在最后一次的洗涤液中加入溶液氯化钡溶液．
④从步骤VI研钵中取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解，溶液变成蓝色，黑色粉末是氧化铜CuO．
⑤从步骤VI研钵中，称取16g黑色粉末继续加热到更高的温度，发现固体减少了1.6g后质量不再改变，则可知为氧元素的质量的减少，写出此过程中可能发生反应的化学方程式为4CuOCu2O+O2↑．
故答为：
（1）②化合； ①Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；③CuO+H2SO4=CuSO4+H2O．
（2）CuO，冷却结晶（或结晶），漏斗．
（3）产生相同质量的硫酸铜，消耗的硫酸少．
（4）①右．②2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4．③BaCl2．④CuO．⑤4CuOCu2O+O2↑．
点评： 了解金属的回收利用机及其重要性；掌握化学实验的方法和评价方法；根据题目中的信息，正确书写化学方程式．
10．冬日里的一天，某班教室的暖气片和暖气管的接口处突然爆裂，里面喷出大量的黄色液体，并伴有一些红褐色的固体．水暖师傅、老师及同学们进行了紧急抢修．事后，同学们出于好奇收集了红褐色固体进行探究．
【初步分析】红褐色固体的主要成 ( http: / / www.21cnjy.com )分是铁锈，铁锈的成分复杂，主要是 氧化铁（或Fe2O3） ．由此联想到铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟 氧气（或空气中的氧气，或空气，或O2） 、 水（或H2O） 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．
【搜集资料】
①不溶性碱金属氧化物+水（反应前后元素化合价不变）；
②暖气片是由生铁铸成的；
③当地暖气用水为硬度较大的自来水；
④铁与铜都属于金属，有部分相似的化学性质．如：铜在潮湿的空气中可以形成铜绿[化学式为Cu2（OH）2CO3]．
【提出猜想】 氢氧化铁（或Fe（OH）3） ( http: / / www.21cnjy.com )（写一种物质即可），你猜想的依据是 依据质量守恒定律反应前后元素的种类不发生改变，参加反应的物质为铁、氧气和水，因此生成物中一定含有铁、氢、氧元素（或铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果，或Fe（OH）3的颜色呈红褐色） ．
【设计实验】请设计一个实验来验证你的猜想（红褐色固体已干燥并研成粉末）．
【拓展分析】通过以上探究过 ( http: / / www.21cnjy.com )程，再结合资料④，你对铁生锈的条件有什么新的认识： 铁生锈是铁、氧气、二氧化碳、水等物质共同作用的结果． ．
考点： 铁锈的主要成分；猜想与事实验证；金属锈蚀的条件及其防护．
专题： 压轴实验题；实验方法和过程的探究．
分析： 铁锈的主要成分为氧化铁，而暖气片是生铁的生铁中含有碳，又因为铁锈是红褐色，且根据所收集的资料可以猜测红褐色铁锈中含有氢氧化铁．由收集材料③还可猜测红褐色物质中还含有碳酸钙和氢氧化镁．由材料④可得出生铁在生锈时不但要有氧气，水而且还要有二氧化碳．
解答： 解：由所学知识可知铁锈的主要成分为氧化铁．生锈的实质是铁与氧气、水等物质发生的一系列复杂的化学反应．由所搜集的材料及质量守恒定律可猜测红褐色物质中可能还含有氢氧化铁、碳、碳酸钙、氢氧化镁、碱式碳酸铜等．
可根据这几种物质的检验方法来验证它们存在．红褐色的氢氧化铁为不溶性碱，加热能分解生成红色的氧化铁和水．
故答案为：
[提出猜想]
答案1：氢氧化铁（或Fe（ ( http: / / www.21cnjy.com )OH）3）依据质量守恒定律反应前后元素的种类不发生改变，参加反应的物质为铁、氧气和水，因此生成物中一定含有铁、氢、氧元素（或铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果，或Fe（OH）3的颜色呈红褐色）
答案2：碳（或C）生铁中含有碳
答案3：碳酸钙（或CaCO3）或氢氧 ( http: / / www.21cnjy.com )化镁（或Mg（OH）2）硬水受热后产生水垢，水垢的主要成分为碳酸钙（或CaCO3，或氢氧化镁、或Mg（OH）2）
答案4：碱式碳酸铁根据形成铜绿的过程进行的推测
[设计实验]
( http: / / www.21cnjy.com ) [拓展分析]
铁生锈是铁、氧气、二氧化碳、水等物质共同作用的结果．
点评： 在猜测红褐色固体中含有的物质时，不能盲目的随便猜测，应根据收集的材料进行猜测．