第三节 金属材料的锈蚀与防护
1．下列关于金属资源的保护和利用不正确的是
A．防止金属腐蚀 B．回收利用废旧金属
C．寻找金属代用品 D．可以任意无计划地大力开采金属矿物
【答案】C
【解析】A、镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，因此可用来制造照明弹，正确；
B、“真金不怕火炼”，说明金的化学性质稳定，在高温条件下也不与氧气反应，正确；
C、常温下，铝和氧气能发生化学反应，错误；
D、铝制品抗腐蚀性强，是因为铝易与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化膜，阻止了铝进一步被氧化，正确。
2. 用金属的性质解释有关事实，不正确的是
A．因为铝制品能形成致密的保护膜，所以不能磨损铝的表面
B．因为铁比锌活泼，所以常将锌镀在铁表面，以保护铁不受腐蚀
C．因为铁易生锈，所以常在铁器表面覆盖油漆
D．因为铁比铜活泼，更易生锈，所以古代铜器比铁器更容易保存至今
【答案】B
【解析】A、铝表面易形成一层氧化铝保护膜，若磨损铝的表面，容易破坏其表面的保护层膜，而使铝被锈蚀，正确；
B、锌比铁活泼，但锌表面会生成致密的保护膜，从而阻止锌进一步被氧化，所以常将锌镀在铁表面，以保护铁不受腐蚀，错误；
C、在铁器表面覆盖油漆作保护层，能起到隔绝氧气和水分的作用，从而防止铁生锈，正确；
D、因为铁比铜活泼，更易锈蚀，故铜器更容易保存，正确。
3. 下列措施不利于保护金属资源的是
A．回收废旧金属 B．寻找金属代用品
C．过度开采金属矿物 D．防止金属锈蚀
【答案】C
【解析】A、回收废旧金属，提高废旧金属的利用率，可节约金属资源，利于保护金属资源，正确；
B、寻找金属的代用品，是保护金属资源有效途径，利于保护金属资源，正确；
C、金属资源的储量有限，不可再生，应合理开采矿物资源；大量开采金属矿物，不利于金属资源的保护，错误；
D、在金属制品上刷漆、涂油等，防止锈蚀，是保护金属资源有效途径，利于保护金属资源，正确。
4. 下列叙述中不属于金属资源的保护措施的是
A．回收铝制易拉罐
B．洗去铁制品表面的油膜
C．控制金属矿物的开采量
D．可用塑料制品代替金属制品
【答案】B
【解析】A、回收铝制易拉罐，提高废旧金属的利用率，可节约金属资源，是保护金属资源有效途径之一，错误；
B、洗去铁制品表面的油膜，会导致铁锈蚀，不利于金属资源的保护，正确；
C、控制金属矿物的开采量，合理开采矿物资源，是保护金属资源有效途径之一，错误；
D、可用塑料制品代替金属制品，是保护金属资源有效途径之一，错误。
5. 铁锈的下列性质中，属于化学性质的是
A．不溶于水 B．呈黄褐色 C．可溶于盐酸 D．密度比铁小
【答案】C
【解析】A、铁锈的主要成分是氧化铁，不溶于水不需要通过化学变化就表现出来，是物理性质，错误；
B、铁锈呈黄褐色不需要通过化学变化就表现出来，是物理性质，错误；
C、铁锈可溶于盐酸是因为氧化铁能与盐酸发生化学反应，是在化学变化中表现出来的性质，是化学性质，正确；
D、密度比铁小不需要通过化学变化就表现出来，是物理性质，错误。
6. 下列关于铁丝在氧气中燃烧和铁丝生锈的说法不正确的是
A．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
B．铁丝生锈是缓慢氧化
C．铁丝燃烧的产物是四氧化三铁
D．铁丝生锈是物理变化
【答案】D
【解析】A、铁丝在氧气中燃烧时火星四射，生成黑色固体，正确；
B、铁丝生锈是铁与氧气发生的缓慢氧化反应，正确；
C、铁丝燃烧生成物为四氧化三铁，正确；
D、铁生锈有新物质生成，属于化学变化，错误。
7. 下列有关金属及金属材料的说法正确的是
A．铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈
B．铝合金比纯铝硬度大，熔点高
C．镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成黑色固体
D．我国的矿物储量比较丰富，所以废旧金属直接扔掉，没有必要回收
【答案】A
【解析】A、铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果，铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈，正确；
B、铝合金比纯铝硬度大，熔点低，错误；
C、镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，错误；
D、我国的矿物储量比较丰富，但属于不可再生资源，废旧金属不能直接扔掉，有必要回收利用，错误。
8. 化学与生活息息相关，下列生活中的做法正确的是
A．经常用钢丝球擦洗铝锅
B．往锈蚀的锁芯内加一些含有石墨的铅笔芯粉末使锁易开
C．铁锅存放在潮湿的空气中
D．油锅着火时，向锅里倒水浇灭
【答案】B
【解答】A、不能用钢丝球擦洗铝锅，这是因为铝锅表面有一层氧化铝保护膜，用钢丝球擦洗容易擦去保护膜，错误；
B、往锈蚀的锁芯内加一些含有石墨的铅笔芯粉末使锁易开，正确；
C、铁锅存放在潮湿的空气中，容易和水、氧气反应而生锈，错误；
D、油锅着火时，不能向锅里倒水浇灭，这是因为水的密度比油大，油浮在上面，会扩大火灾面积，错误。
9. 如图为探究铁锈蚀条件的实验，下列相关说法错误的是
A．只有实验a才能看到铁丝生锈
B．对比实验a、b可以说明铁丝锈蚀与氮气无关
C．实验c若将植物油换成食盐水产生的现象不变
D．时间足够长，实验a可以看到水进入试管容积的约1/5处
【答案】C
【解析】A、铁与氧气和水同时接触时会发生锈蚀，所以只有实验a才能看到铁丝生锈，正确；
B、a中铁丝锈蚀，b中铁丝没有锈蚀，对比实验a、b可以说明铁丝锈蚀与氮气无关，正确；
C、氯化钠能加快铁的锈蚀速率，所以实验c若将植物油换成食盐水会观察到c中的铁丝锈蚀程度比a中要严重，错误；
D、铁丝生锈要消耗试管内的氧气，由于氧气约占空气体积的1/5，所以时间足够长，实验a可以看到水进入试管容积的约1/5处，正确。
10. 生活离不开化学，下列说法正确的是
A．水龙头表面镀银防锈延长使用寿命
B．煤炉旁边放一盆水防止一氧化碳中毒
C．水中加肥皂液可以把硬水软化
D．给病人吸纯氧用于医疗急救
【答案】D
【解析】A、水龙头表面镀铬防锈延长使用寿命，不是银，错误；
B、一氧化碳很难溶于水，煤炉旁边放一盆水不能防止一氧化碳中毒，错误；
C、水中加肥皂液可以鉴别硬水和软水，不能将硬水软化，错误；
D、氧气能帮助呼吸，给病人吸纯氧用于医疗急救，正确。
11. 按如图装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是
A．a处 B．b处
C．c处 D．三处同样严重
【答案】B
【解析】铁与氧气和水充分接触时容易生锈，b处铁钉最容易与氧气、水同时接触，是一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置。
12. 下列有关金属材料的说法中，正确的是
A．地壳中含量最多的金属元素是铁
B．在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金
C．“真金不怕火炼”说明黄金的硬度非常大
D．铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质，铁锈的主要成分是 Fe3O4
【答案】B
【解析】A、地壳中含量最多的金属元素是铝，错误；
B、一把与组成合金的纯金属相比，合金的硬度增大、熔点降低，抗腐蚀性更强，所以在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金，正确；
C、“真金不怕火炼”说明黄金的化学性质稳定，错误；
D、铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质，铁锈的主要成分是Fe2O3，错误。
13. 下列说法正确的是
A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈
C．多数合金的熔点高于它的成分金属 D．高炉炼铁得到的产品是纯铁
【答案】B
【解析】A、铝是地壳中含量最多的金属元素，错误；
B、铁制品在潮湿的空气中，容易与氧气、水接触，容易生锈，正确；
C、多数合金的熔点低于它的成分金属，错误；
D、高炉炼铁得到的产品是生铁，不是纯铁，错误。
14. 地铁是以地下运行为主的城市轨道交通系统，地铁建设中各种材料被广泛应用。
（1）锰钢主要成分是铁、锰、碳，主要用于制造钢轨、挖掘机铲斗等，锰钢属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
（2）在钢轨上喷涂防锈涂料，可防止钢轨生锈。该防锈方法的原理是 。
（3）地铁中常用氢氧化镁作为阻燃材料，氢氧化镁不溶于水，可用海水中提取的氯化镁与熟石灰在溶液中反应制取，该制取反应的化学方程式是 。
【答案】（1）混合物 （2）隔绝氧气和水 （3）MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2
【解析】（1）锰钢中含有其他物质，属于混合物；
（2）防止金属生锈的方法有：在金属表面涂一层油漆；在金属表面镀一层金属、在金属表面涂一层油等。在钢铁表面涂刷涂料、矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的原理是隔绝氧气和水；
（3）氯化镁与熟石灰反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，所以方程式是MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。
15. 如图为某实验小组同学设计的探究铁生锈条件的实验。
（1）C装置中植物油的作用是 。
（2）对比A、B、C三支试管中出现的现象，得出铁生锈的条件是 。
（3）实验过程中发现D试管中铁钉锈蚀最严重，由此得出结论是 ，由此可知菜刀切完咸菜之后，正确的处理方法是 。
【答案】（1）隔绝氧气 （2）与水和氧气同时接触 （3）食盐水能够促进铁生锈；洗净擦干后涂上植物油
【解析】（1）C装置中植物油的作用是隔绝氧气；
（2）对比A、B、C三支试管中出现的现象可知，A中铁不能和水接触，不能生锈，C中铁不能和氧气接触，不能生锈，B中铁和水、氧气同时接触，能够生锈，得出铁生锈的条件是与水和氧气同时接触；
（3）实验过程中发现D试管中铁钉锈蚀最严重，由此得出结论是食盐水能够促进铁生锈，由此可知菜刀切完咸菜之后，正确的处理方法是洗净擦干后涂上植物油。
1. 下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是
A．部分浸没在食盐水中 B．在潮湿的空气中
C．在干燥的空气中 D．浸没在植物油中
【答案】A
【解析】解在潮湿的空气中，铁与氧气，水同时共存，会发生生锈，而盐类物质能加快铁的锈蚀速率，所以铁钉浸没在食盐水中最容易生锈。
2. 下列做法，能防止菜刀生锈的是
①在菜刀表面镀锌；
②喷刷银粉漆；
③切完菜后，尽快将菜刀洗净擦干；
④菜刀用完后，至于干燥的环境中；
⑤经常用醋浸泡菜刀；
⑥在菜刀表面涂上一层油。
A．①②③④ B．①②③④⑤⑥ C．③④ D．③④⑤⑥
【答案】C
【解析】①在菜刀表面镀锌不符合生活实际，错误；
②喷刷银粉漆可以使铁与水隔绝，能起到防锈的作用，不符合生活实际，错误；
③切完菜后，尽快将菜刀洗净擦干可以起到防锈的目的，正确；
④菜刀用完后，至于干燥的环境中可以起到防锈的目的，正确；
⑤经常用醋浸泡菜刀能加快铁的锈蚀速率，错误；
⑥在菜刀表面涂上一层油不符合生活实际，正确。
3. 下列做法正确的事
A．乘坐公共交通工具携带易燃易爆物品
B．发现厨房内天然气泄漏立即开启排气扇通风
C．在钢管表面镀锌以防止钢管生锈
D．空气中高温加热以除去铜粉中混有的少量铁粉
【答案】C
【解析】A、乘坐公共交通工具不能携带易燃易爆物品，错误；
B、发现厨房内天然气泄漏不能立即开启排气扇通风，是因为天然气和空气混合达到爆炸极限时，遇电火花会发生爆炸，错误；
C、在钢管表面镀锌可以防止钢管生锈，正确；
D、空气中高温加热时，铜粉、铁粉都能和氧气反应生成氧化物，错误。
4．“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一，对下列事实或做法的解释正确的是
A．氧气能被液化贮存于钢瓶﹣﹣分子间有间隔且间隔能改变
B．众人拾柴火焰高﹣一可燃物越多，着火点越低，越易燃烧
C．用明矾净水﹣﹣明矾可降低水中钙、镁离子的含量
D．铁质水龙头表面镀铬可防锈﹣﹣改变了金属的内部结构
【答案】A
【解析】A、氧气能被液化贮存于钢瓶，是因为分子间有间隔，气体受压后，分子间隔变小，正确；
B、众人拾柴火焰高，含义是可燃物越多，放出的热量越多，燃烧越旺，错误；
C、用明矾净水，明矾能对杂质进行吸附，使杂质沉降，不能降低水中钙、镁离子的含量，错误；
D、表面镀铬可以防止铁与空气和水接触，没有改变金属的内部结构，错误。
5. 合理开发和使用资源是人类可持续发展的前提，下列保护资源的措施中错误的是
A．铁栏杆上刷一层油漆，以保护金属资源
B．工业废水处理后循环使用，以保护水资源
C．汽车安装尾气净化装置，以节约石油资源
D．严禁使用一次性木筷，以保护森林资源
【答案】C
【解析】A、现在世界上每年因腐蚀而浪费的金属占到了年产量的20%～40%，铁栏杆上刷一层油漆可以防止金属腐蚀，可以保护金属资源，正确；
B、工业用水重复利用节约了大量的水，提倡工业用水经处理后重复利用，正确；
C、汽车安装尾气净化装置只是为了减少对空气的污染，无法节约石油资源，错误；
D、生产一次性筷子需要大量的树木，严禁使用一次性木筷，以保护森林资源，正确。
6. 下列与金属材料有关的说法中，正确的是
A．黄铜片比铜片硬度小
B．钢的性能优良，是很纯的铁
C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快
D．为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆
【答案】D
【解析】A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，黄铜片比铜片硬度大，错误；
B、钢的性能优良，钢是铁的合金，不是很纯的铁，错误；
C、沙漠地区的铁制品，不易与水蒸气接触，不易生锈，错误；
D、为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆，以隔绝氧气和水，正确。
7. 下列关于资源、能源的叙述正确的是
A．回收利用废旧金属，虽不能减少对环境的污染，却可以节约金属资源
B．地壳中含有最多的金属元素是铝，所以每年在自然界中提取最多的金属也是铝
C．空气是一种宝贵的资源，其中氮气约占空气质量的78%，利用氮气制化肥
D．太阳能、风能、地热能等其他能源的利用，可以部分解决化石能源面临耗尽的问题
【答案】D
【解析】A、回收利用废旧金属，不但能减少对环境的污染，还可以节约金属资源，错误；
B、人类每年从自然界中提取的金属最多的是铁，错误；
C、氮气约占空气体积的78%而不是质量，错误；
D、太阳能、风能、地热能等其他能源的利用，可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，正确。
8. 下列有关金属的说法不正确的是
A．多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好
B．防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径
C．用灼烧的方法可以鉴别黄金和假黄金（Cu﹣Zn合金）
D．铝制品不需要涂保护层来防腐蚀，因为常温下铝不与氧气反应
【答案】D
【解析】A、多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好，正确；
B、防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径，正确；
C、金与氧气不反应，而铜在空气中灼烧生成黑色的固体，所以用灼烧的方法可以鉴别黄金和假黄金（Cu﹣Zn合金），正确；
D、铝制品不需要涂保护层来防腐蚀，因为常温下铝能与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，错误。
9．铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩，至今已有三百多年的历史。下列关于铁画生锈与防护的描述中不正确的是
A．表面涂漆防止生锈
B．悬挂在干燥的环境中
C．生锈时主要生成四氧化三铁
D．经常清扫表面的灰尘可以防止生锈
【答案】C
【解析】A、表面涂漆，能隔绝氧气和水，能防止生锈，正确；
B、悬挂在干燥的环境中，能防止生锈，正确；
C、生锈时主要生成氧化铁，错误；
D、铁表面的灰尘能够吸收水蒸气，从而促进铁生锈，经常清扫表面的灰尘，能防止生锈，正确。
10. 初中化学实验中常见的学习方法是对比实验分析法。以下是探究铁锈蚀条件的实验，其中可做对照组实验的是
条件 在干燥的空气中 在蒸馏水中 与空气和蒸馏水同时接触 与蒸馏水和氧气同时接触
图示 A B C D
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A、该图示中，铁钉只与干燥的空气接触，铁钉没有发生锈蚀；
B、该图示中，铁钉只与水接触，铁钉没有发生锈蚀；
C、该图示中，铁钉与空气和蒸馏水同时接触，铁钉发生了锈蚀；
D、该图示中，铁钉与氧气和蒸馏水同时接触，铁钉发生了锈蚀。在探究铁锈蚀条件的实验中，可做对照组实验，说明了铁钉的锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果。
11. 如图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带U型管的胶塞塞紧，U型管内液面处于同一高度，数天后观察U型管内的水面
A．a比b高 B．b比a高
C．一样高 D．U型管中的水从b管中全部溢出
【答案】A
【解析】铁钉与水和氧气充分接触，容易生锈。铁钉生锈时消耗了试管中的氧气，从而使得试管内的气体压强减小，在外界大气压的作用下，使得U型管内液面a处液面上升，b处液面下降。
12. 物质的性质决定其用途。下列有关物质的用途，不合理的是
A．不能用铝锅盛放酸菜
B．合金比组成它的每种金属硬度大，所以通常用铅锑合金作保险丝
C．自行车的链条上涂油可防止生锈
D．铜用作导线因为铜有良好的导电性
【答案】B
【解析】A、铝能与酸反应，所以不能用铝锅盛放酸菜，正确；
B、合金比组成它的每种金属的熔点低，所以通常用铅锑合金作保险丝，错误；
C、在自行车链条上涂油，能隔绝氧气和水，可防止生锈，正确；
D、铜具有良好的导电性，所以可作导线，正确。
13. 人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。
（1）下列金属制品的主要用途，利用金属导电性的是 。
（2）2018年10月24日，港珠澳大桥正式通车运营。港珠澳大桥是世界最长的跨海钢桥，施工中用了大量的钢材并采用了先进的防锈技术，钢铁制品在空气中容易与 等物质接触而生锈，请写出一种生活中防止钢铁制品生锈的方法 。
（3）铝制品在空气中具有优良的抗腐蚀性能，原因是 （用化学方程式表示）。
（4）将一定量的金属R加入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法正确的是 。
A．若滤液有颜色，则R一定是Cu
B．若滤渣中加入稀盐酸产生气泡，则滤渣中一定有Zn
C．若滤渣中只有2种金属，则滤液中一定有2种溶质
D．若向滤液中加入稀盐酸，无明显现象，则滤渣中一定有Ag，可能有R
A.黄金手镯 B.铜导线 C.铁锅
【答案】（1）B （2）氧气和水 刷漆 （3）4Al+3O2=2Al2O3 （4）D
【解析】（1）铜导线利用金属的导电性；
（2）钢铁制品在空气中容易与氧气和水等物质接触而生锈，生活中防止钢铁制品生锈的方法可以是刷漆、涂油等；
（3）铝制品在空气中具有优良的抗腐蚀性能，是因为铝已被氧气氧化生成氧化铝起到保护作用，化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3；
（4）将一定量的金属R加入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣；
A、若滤液有颜色，则R不一定是Cu，还可能是铁，错误；
B、若滤渣中加入稀盐酸产生气泡，则滤渣中不一定有Zn，可能是铁，错误；
C、若滤渣中只有2种金属，则滤液中不一定有2种溶质，可能只是一种，错误；
D、若向滤液中加入稀盐酸，无明显现象，则滤渣中一定有Ag，可能有R，正确。
14. 中国青铜时代开始于公元前2000年，经夏、商、西周、春秋、战国、秦、汉，历经多个世纪，青铜文化是我国文化的重要组成部分。
（1）青铜器在放置过程中会生锈，铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，推测它生锈的条件是与空气中的
和O2同时接触。在小件金属文物的展柜内，要放置干燥剂，干燥剂最好用 。
（2）青铜和纯铜都属于 材料，但性质有所不同，其中硬度较小的是 。
【答案】（1）H2O、CO2 （2）CaO 纯铜
【解析】（1）铜锈的化学式为Cu2(OH)2CO3，说明铜生锈需要含有氧元素、碳元素和氢元素的物质，空气中含有碳元素的物质是二氧化碳，故还需要二氧化碳，氢元素来自于水蒸气，根据铜的锈蚀条件可知，没有水、二氧化碳，铜就不发生锈蚀，所以可在展柜内内放入生石灰易吸收水分与二氧化碳；
（2）青铜和纯铜都属于金属材料，但性质有所不同，其中硬度较小的是纯铜。
15. 某兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动。
【探究一】铁生锈的条件
（1）该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于上图所示装置中，经过一段时间观察， （填序号）装置中出现了明显的锈迹。
他们的结论是：铁生锈是因为铁与空气中的 等发生了化学反应。
（2）卓玛同学提出疑问：空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗？为卓玛同学释疑的实验可设计为： ，观察并记录现象即可证明。
【探究二】影响铁生锈速率快慢的因素
拉姆说：妈妈常说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗？
她查阅资料：导电性强（即离子浓度大）的溶液都可加速铁的生锈。
（3）将上述A装置中的蒸馏水改为下列液体中的 （填序号），可使铁生锈速率加快。
a．硫酸钠溶液 b．无水乙醇
（4）酸性物质也能腐蚀钢铁，写出稀硫酸与铁反应的化学方程式 。
【答案】（1）A 氧气和水蒸气 （2）将A装置中的空气换成N2(或CO2) （3）a （4）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
【解析】（1）该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于上图所示装置中，经过一段时间观察A装置中出现了明显的锈迹。他们的结论：铁生锈是因为铁与空气中的氧气和水蒸气等发生了化学反应；
（2）甲同学提出了疑问：空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗？设计实验：将A装置中的空气换成N2（或CO2），现象是铁钉不生锈；
（3）将上述A装置中的蒸馏水改为硫酸钠溶液，可使铁生锈的速率加快；
（4）稀硫酸与铁反应产生硫酸亚铁和氢气，反应的方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。(共33张PPT)
第九单元 金属
鲁教版化学(新教材)九年级下册
第三节 金属材料的锈蚀与防护
了解导致钢铁锈蚀的因素以及减缓钢铁锈蚀的方法
掌握利用控制变量法探究金属锈蚀的条件
知道废旧金属对环境的污染，回收废旧金属对环境污染及金属资源保护的重要性
核
心
素
养
目
标
你注意过吗？家庭使用的铁质工具，隔一段时间不用就变得锈迹斑斑，而街心广场矗立的不锈钢雕塑，几经风霜雪雨却总能保持本色。这是为什么呢？
课堂导入
导致钢铁锈蚀的因素
一、
结合生活经验你认为哪些因素可能导致钢铁锈蚀呢？
探究新知
活动探究9-7
影响钢铁锈蚀的因素
〔提出问题〕
观察生活中钢铁制品的锈蚀情况和使用环境，你发现了什么 你认为哪些因素可能导致钢铁的锈蚀
〔猜想与假设）
小明观察到钢铁制品在潮湿的空气中易生锈，而涂了油漆后则不易生锈。联系已有的铁和氧气反应的知识，小明认为水和氧气可能是导致钢铁锈蚀的主要因素。你的猜想与假设是什么？
〔设计并实施实验方案〕
钢铁的锈蚀到底与哪些因素有关呢 小明设计了如下实验方案：
实验1：将洁净的铁钉放在干燥的试管中，用橡皮塞密封试管口。
实验2：将洁净的铁钉全部浸没在盛满煮沸过的蒸馏水的试管中，用橡皮塞密封试管口。
实验3：将洁净铁钉的一半浸入试管中的蒸馏水里，将试管敞口放置。
实验4：将洁净铁钉的一半浸入试管中的食盐水里，将试管敞口放置。
实验5：将用食醋浸湿的铁钉放在干燥的试管中，将试管敞口放置。
请你按照小明的实验方案验证他的假设或自行设计实验方案验证你的假设。
〔形成结论〕
如图是四天后的实验结果（图中数字为实验序号），据此分析钢铁锈蚀与哪些因素有关。你的结论是什么
钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果。钢铁的成分以及环境的温度、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。钢铁锈蚀后会生成铁锈（主要成分是氧化铁Fe2O3）。
〔反思交流〕
1.小明为什么这样设计实验？在每个实验中他要探究的哪些影响因素？
实验结果 探究的影响因素
①
②
③
④
⑤
氧气、水、酸
氧气、水
水
氧气
氧气、水、氯化钠
酸性条件下易生锈
浸没在溶液中的铁钉几乎全部生锈
铁在空气、水的界面处生锈严重
铁不生锈
铁不生锈
2.还有哪些因素也可能造成钢铁的锈蚀？查阅相关资料并自己设计实验证实。
（1）大气中的有害气体与杂质 ：大气中含有盐雾、二氧化硫、硫化氢和灰尘时，会加速腐蚀。
（2）包装材料 ：特别是与金属制品直接接触的包装材料，其成分中含有氯离子和酸，有的还含有还原性硫，这些物质会降低金属制品锈蚀的临界相对湿度，促进锈蚀。
（3）微生物 ：某些微生物如铁细菌和霉菌在潮湿条件下可以生长繁殖，并促进钢铁的锈蚀。
（4）金属的表面状态 ：金属表面如果存在油脂、灰尘、盐等污染物，会阻碍氧气和水分与钢材表面的接触，破坏保护层的形成，从而加速锈蚀过程。
（5）工业生产因素 ：如电厂排放的酸性气体、钢厂产生的粉尘等，这些污染物在潮湿空气中会形成酸雨，落在钢结构表面会对其造成腐蚀。设备振动也会导致钢结构连接部位松动、焊缝开裂，破坏钢结构的整体性，使其更容易积聚水汽和腐蚀性物质，引发锈蚀。
钢铁锈蚀后会生成铁锈（主要成分是氧化铁Fe2O3）。铁锈疏松多孔，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，
进一步加速锈蚀。因此，当钢
铁制品表面生锈时，应及时除
锈并做防锈处理。
减缓钢铁
锈蚀的方法
二、
据不完全统计，世界各国每年因金属锈蚀造成的经济损失约占国民生产总值的3%～5%
探究新知
如何减缓钢铁锈蚀
原理：避免钢铁与氧气、水接触。
（1）保持钢铁制品表面洁净、干燥。
（2）在金属表面涂覆保护层 (涂刷矿物油、油漆，覆盖搪瓷、塑料)。
（3）镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层，例如镀锡、镀锌、镀铬等。
（4）改变金属的组成和结构[制成合金,如钢铁中加入铬、镍（不锈钢）]等。
1965年，考古工作人员在湖北江陵发掘
楚墓时，出土了两把寒光闪闪的宝剑。其中
一把剑上有“越王勾践自作用剑”8个字，
这就是著名的春秋时期的越王勾践剑。
这两把宝剑埋藏在地下已有2000多年出土时依然光彩夺目、锋利无比，几乎没有丝毫锈蚀。为了揭开宝剑的不锈之谜，考古工作者对宝剑的组成进行了检测，发现宝剑的主要成分是青铜，而且表面曾被进行硫化处理，形成了一层致密的保护层，大大增强了宝剑的抗锈蚀能力。另外，宝剑所在的墓室深埋地下，密封好、空气少，而且地下水基本为中性，这样的环境条件非常有利于宝剑的保存。
“越王勾践剑”为什么没生锈
废旧金属的
回收利用
三、
金属制品使用过程中的新旧更替现象是必然的，每年产生大量废旧金属
探究新知
据中国钢铁协会、
再生资源回收协会
统计，目前我国可
以回收而没有回收
利用的再生资源价值达300亿～350亿元，每年约有500
万吨的废钢铁、20多万吨废有色金属没有
回收利用。
废旧金属
废旧金属对环境的影响非常大。例如，有些废旧电池中含有铅、镍、汞、镉、锰等重金属，它们在自然界里不会消失，只能迁移。也就是说，水体或土壤不能利用自身的净化作用将这些重金属污染消除。重金属会对生物蛋白产生凝固
作用，不易被代谢出体外，在
生物体内积蓄至一定量之后，
会造成慢性中毒，最终可能导
致生物体死亡。
废旧金属的污染
回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源和能源。例如，回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造一个新易拉罐节省大约20%的成本，还可节约90%~97%的能源。回收1t废钢铁可炼得好钢0.9t，与用矿石冶炼相比，可节省大约一半的成本，还可减少空气污染、水污染和固
体废弃物对土壤的污
染。
回收废旧金属
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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
B
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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（ ）
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
D
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%
3.利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验（装置如图所示，装置气密性良好）。实验1min后温度计读数上升，8min后打开止水夹，水倒吸入锥形瓶。实验数据如下表。下列说法不合理的是（ ）
A．铁的锈蚀是放热反应
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．计算得出空气中氧气的含量约为19.7%
C
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实验前的体积 实验后的体积
锥形瓶内空气（含导管内空气） 烧杯内水 烧杯内剩余水
246.0mL 100.0mL 51.5mL
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4.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
C
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5.下图是探究铁钉锈蚀条件的4
个实验，一段时间后观察现象。
下列说法错误的是（ ）
A．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水
B．③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分
C．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
C
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6.对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
C
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7.我国的矿物种类比较齐全，储量很丰富，但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是（ ）
A．废旧金属不需要回收利用
B．矿物资源无限，可以任意开采
C．寻找金属代用品
D．将铁钉放置于潮湿的空气中
C
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8.柳州市被称为“桥梁博物馆”，刚建成的凤凰岭大桥成为“桥梁博物馆”的新成员，大桥的桥体使用了大量的金属材料。下列对桥梁中使用的金属材料保护措施不正确的是（ ）
A．经常用浓盐酸清洗金属材料
B．在金属材料表面刷油漆
C．在金属材料表面镀保护层
D．改变金属内部结构制成防腐合金
A
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9.我国倡导垃圾分类投放。铝质饮料罐应投入的垃圾桶是（ ）
A． 可回收物 B． 厨余垃圾
C． 有害垃圾 D． 其它垃圾
A
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10.下列措施中，不能防止金属制品锈蚀的是（ ）
A．用湿布擦拭 B．在表面涂油
C．在表面刷漆 D．在表面镀铬
A
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11.人类文明进步与材料发展关系十分密切。
（1）铁锅用于炒菜，主要利用铁具有 的性质。
（2）铝合金被广泛用于航天工业。铝合金的硬度比纯铝的硬度 。
（3）一种新型材料氮化铝（AlN）应用于新能源汽车。工业上用氧化铝、焦炭和氮气在高温条件下制得氮化铝，并生成一氧化碳，该反应的化学方程式是 。
（4）世界最大跨径拱桥﹣广西天峨龙滩特大桥在建造过程中使用了大量钢材。在钢材表面刷漆可防锈，其原因是 ；建造过程中产生的废钢材可回收利用，其意义是 （写一条即可）。
导热
大
漆能隔绝氧气和水
Al2O3+3C+N2 高温2AlN+3CO
节约金属资源
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12.兰州市中山桥南侧的“将军柱”（铸造材质主要是铁），距今已有630年的历史，它与中山桥一起组成了“兰州铁路”一景，近日“将军柱”商标获得国家批准。
（1）“将军柱”表面已出现较多锈迹，其主要原因是铁与_________等物质共同作用的结果，生活中常用稀硫酸除去铁制品表面的铁锈，其反应的化学方程式为______________________________；
（2）废旧金属的回收利用是保护金属资源的重要途径，请你再写出一条保护和节约金属资源的有效方法或途径：___________。
水和氧气
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
防止生锈
知识总结
1.钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果
2.在金属制品表面涂防护层或将金属制成合金或保持金属表面的洁净与干燥等可减缓金属制品锈蚀
3.回收废旧金属有利于保护我们的生存环境，有利于金属资源的充分利用
谢谢您的观看
THANKS
感受化学魅力
探寻化学之美第三节 金属材料的锈蚀与防护
1．下列关于金属资源的保护和利用不正确的是
A．防止金属腐蚀 B．回收利用废旧金属
C．寻找金属代用品 D．可以任意无计划地大力开采金属矿物
2. 用金属的性质解释有关事实，不正确的是
A．因为铝制品能形成致密的保护膜，所以不能磨损铝的表面
B．因为铁比锌活泼，所以常将锌镀在铁表面，以保护铁不受腐蚀
C．因为铁易生锈，所以常在铁器表面覆盖油漆
D．因为铁比铜活泼，更易生锈，所以古代铜器比铁器更容易保存至今
3. 下列措施不利于保护金属资源的是
A．回收废旧金属 B．寻找金属代用品
C．过度开采金属矿物 D．防止金属锈蚀
4. 下列叙述中不属于金属资源的保护措施的是
A．回收铝制易拉罐
B．洗去铁制品表面的油膜
C．控制金属矿物的开采量
D．可用塑料制品代替金属制品
5. 铁锈的下列性质中，属于化学性质的是
A．不溶于水 B．呈黄褐色 C．可溶于盐酸 D．密度比铁小
6. 下列关于铁丝在氧气中燃烧和铁丝生锈的说法不正确的是
A．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
B．铁丝生锈是缓慢氧化
C．铁丝燃烧的产物是四氧化三铁
D．铁丝生锈是物理变化
7. 下列有关金属及金属材料的说法正确的是
A．铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈
B．铝合金比纯铝硬度大，熔点高
C．镁在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成黑色固体
D．我国的矿物储量比较丰富，所以废旧金属直接扔掉，没有必要回收
8. 化学与生活息息相关，下列生活中的做法正确的是
A．经常用钢丝球擦洗铝锅
B．往锈蚀的锁芯内加一些含有石墨的铅笔芯粉末使锁易开
C．铁锅存放在潮湿的空气中
D．油锅着火时，向锅里倒水浇灭
9. 如图为探究铁锈蚀条件的实验，下列相关说法错误的是
A．只有实验a才能看到铁丝生锈
B．对比实验a、b可以说明铁丝锈蚀与氮气无关
C．实验c若将植物油换成食盐水产生的现象不变
D．时间足够长，实验a可以看到水进入试管容积的约1/5处
10. 生活离不开化学，下列说法正确的是
A．水龙头表面镀银防锈延长使用寿命
B．煤炉旁边放一盆水防止一氧化碳中毒
C．水中加肥皂液可以把硬水软化
D．给病人吸纯氧用于医疗急救
11. 按如图装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是
A．a处 B．b处
C．c处 D．三处同样严重
12. 下列有关金属材料的说法中，正确的是
A．地壳中含量最多的金属元素是铁
B．在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金
C．“真金不怕火炼”说明黄金的硬度非常大
D．铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质，铁锈的主要成分是 Fe3O4
13. 下列说法正确的是
A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈
C．多数合金的熔点高于它的成分金属 D．高炉炼铁得到的产品是纯铁
14. 地铁是以地下运行为主的城市轨道交通系统，地铁建设中各种材料被广泛应用。
（1）锰钢主要成分是铁、锰、碳，主要用于制造钢轨、挖掘机铲斗等，锰钢属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
（2）在钢轨上喷涂防锈涂料，可防止钢轨生锈。该防锈方法的原理是 。
（3）地铁中常用氢氧化镁作为阻燃材料，氢氧化镁不溶于水，可用海水中提取的氯化镁与熟石灰在溶液中反应制取，该制取反应的化学方程式是 。
15. 如图为某实验小组同学设计的探究铁生锈条件的实验。
（1）C装置中植物油的作用是 。
（2）对比A、B、C三支试管中出现的现象，得出铁生锈的条件是 。
（3）实验过程中发现D试管中铁钉锈蚀最严重，由此得出结论是 ，由此可知菜刀切完咸菜之后，正确的处理方法是 。
1. 下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是
A．部分浸没在食盐水中 B．在潮湿的空气中
C．在干燥的空气中 D．浸没在植物油中
2. 下列做法，能防止菜刀生锈的是
①在菜刀表面镀锌；
②喷刷银粉漆；
③切完菜后，尽快将菜刀洗净擦干；
④菜刀用完后，至于干燥的环境中；
⑤经常用醋浸泡菜刀；
⑥在菜刀表面涂上一层油。
A．①②③④ B．①②③④⑤⑥ C．③④ D．③④⑤⑥
3. 下列做法正确的事
A．乘坐公共交通工具携带易燃易爆物品
B．发现厨房内天然气泄漏立即开启排气扇通风
C．在钢管表面镀锌以防止钢管生锈
D．空气中高温加热以除去铜粉中混有的少量铁粉
4．“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一，对下列事实或做法的解释正确的是
A．氧气能被液化贮存于钢瓶﹣﹣分子间有间隔且间隔能改变
B．众人拾柴火焰高﹣一可燃物越多，着火点越低，越易燃烧
C．用明矾净水﹣﹣明矾可降低水中钙、镁离子的含量
D．铁质水龙头表面镀铬可防锈﹣﹣改变了金属的内部结构
5. 合理开发和使用资源是人类可持续发展的前提，下列保护资源的措施中错误的是
A．铁栏杆上刷一层油漆，以保护金属资源
B．工业废水处理后循环使用，以保护水资源
C．汽车安装尾气净化装置，以节约石油资源
D．严禁使用一次性木筷，以保护森林资源
6. 下列与金属材料有关的说法中，正确的是
A．黄铜片比铜片硬度小
B．钢的性能优良，是很纯的铁
C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快
D．为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆
7. 下列关于资源、能源的叙述正确的是
A．回收利用废旧金属，虽不能减少对环境的污染，却可以节约金属资源
B．地壳中含有最多的金属元素是铝，所以每年在自然界中提取最多的金属也是铝
C．空气是一种宝贵的资源，其中氮气约占空气质量的78%，利用氮气制化肥
D．太阳能、风能、地热能等其他能源的利用，可以部分解决化石能源面临耗尽的问题
8. 下列有关金属的说法不正确的是
A．多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好
B．防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径
C．用灼烧的方法可以鉴别黄金和假黄金（Cu﹣Zn合金）
D．铝制品不需要涂保护层来防腐蚀，因为常温下铝不与氧气反应
9．铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩，至今已有三百多年的历史。下列关于铁画生锈与防护的描述中不正确的是
A．表面涂漆防止生锈
B．悬挂在干燥的环境中
C．生锈时主要生成四氧化三铁
D．经常清扫表面的灰尘可以防止生锈
10. 初中化学实验中常见的学习方法是对比实验分析法。以下是探究铁锈蚀条件的实验，其中可做对照组实验的是
条件 在干燥的空气中 在蒸馏水中 与空气和蒸馏水同时接触 与蒸馏水和氧气同时接触
图示 A B C D
A．A B．B C．C D．D
11. 如图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带U型管的胶塞塞紧，U型管内液面处于同一高度，数天后观察U型管内的水面
A．a比b高 B．b比a高
C．一样高 D．U型管中的水从b管中全部溢出
12. 物质的性质决定其用途。下列有关物质的用途，不合理的是
A．不能用铝锅盛放酸菜
B．合金比组成它的每种金属硬度大，所以通常用铅锑合金作保险丝
C．自行车的链条上涂油可防止生锈
D．铜用作导线因为铜有良好的导电性
13. 人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。
（1）下列金属制品的主要用途，利用金属导电性的是 。
（2）2018年10月24日，港珠澳大桥正式通车运营。港珠澳大桥是世界最长的跨海钢桥，施工中用了大量的钢材并采用了先进的防锈技术，钢铁制品在空气中容易与 等物质接触而生锈，请写出一种生活中防止钢铁制品生锈的方法 。
（3）铝制品在空气中具有优良的抗腐蚀性能，原因是 （用化学方程式表示）。
（4）将一定量的金属R加入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法正确的是 。
A．若滤液有颜色，则R一定是Cu
B．若滤渣中加入稀盐酸产生气泡，则滤渣中一定有Zn
C．若滤渣中只有2种金属，则滤液中一定有2种溶质
D．若向滤液中加入稀盐酸，无明显现象，则滤渣中一定有Ag，可能有R
A.黄金手镯 B.铜导线 C.铁锅
14. 中国青铜时代开始于公元前2000年，经夏、商、西周、春秋、战国、秦、汉，历经多个世纪，青铜文化是我国文化的重要组成部分。
（1）青铜器在放置过程中会生锈，铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，推测它生锈的条件是与空气中的
和O2同时接触。在小件金属文物的展柜内，要放置干燥剂，干燥剂最好用 。
（2）青铜和纯铜都属于 材料，但性质有所不同，其中硬度较小的是 。
15. 某兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动。
【探究一】铁生锈的条件
（1）该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于上图所示装置中，经过一段时间观察， （填序号）装置中出现了明显的锈迹。
他们的结论是：铁生锈是因为铁与空气中的 等发生了化学反应。
（2）卓玛同学提出疑问：空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗？为卓玛同学释疑的实验可设计为： ，观察并记录现象即可证明。
【探究二】影响铁生锈速率快慢的因素
拉姆说：妈妈常说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗？
她查阅资料：导电性强（即离子浓度大）的溶液都可加速铁的生锈。
（3）将上述A装置中的蒸馏水改为下列液体中的 （填序号），可使铁生锈速率加快。
a．硫酸钠溶液 b．无水乙醇
（4）酸性物质也能腐蚀钢铁，写出稀硫酸与铁反应的化学方程式 。
