第三节 金属材料的锈蚀与防护
知识点1 金属的锈蚀与防护
1．(山东青岛崂山区一模)世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大课题。下列有关金属锈蚀与保护措施不正确的是( )
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变化
B．同样的铁制品在潮湿多雨的西南地区比在北方干燥地区更易锈蚀
C．在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀
D．铝的抗锈蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅
2．(山东枣庄滕州市一模)铁钉在钉入木制品时，有经验的木匠习惯用口水将铁钉润湿，你认为这样做的主要目的是( )
A．使铁钉更容易钉入木制品
B．这是为了使铁钉更易生锈，防止脱落
C．这是为了防止铁钉生锈而腐蚀
D．增大钉入时的摩擦力
3．在金属表面覆盖保护膜是金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施不属于覆盖保护膜的是( )
A．擦拭保持洁净与干燥
B．链条上油
C．轮圈镀铬
D．车架喷漆
4．据估计，全世界每年因金属的腐蚀造成的损失数以亿计，因此防止金属的腐蚀是化学工作者的一项重要工作。下列金属的防锈措施中，其原因解释正确的是( )
A．金属表面镀上镀层——隔绝了内部金属与空气和水的接触
B．金属表面涂油——改变了金属内部结构，增强了金属本身的稳定性
C．金属加上镀层——改变了金属内部结构，增强了金属本身的稳定性
D．普通钢铁制成不锈钢——隔绝了内部金属与空气和水的接触
5．(山东潍坊诸城市二模)如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．比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是乙
B．对比②③说明铁生锈需要水和空气
C．②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂
D．④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀
知识点2 废旧金属的回收利用
6．下列说法正确的是( )
A．废旧电池可以随意丢弃
B．铁矿石可以随意开采
C．被腐蚀的铁制品应该加以回收利用
D．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
7．“绿箱子环保计划——废弃手机及配件回收联合行动”已在全国40个重点城市中开展了几年。下列有关废弃手机中的金属材料及配件回收利用的说法不正确的是( )
绿箱子环保计划
A．回收废弃手机中的金属材料没有任何价值
B．“绿箱子”上的“”是回收标志
C．可以节约冶炼相关金属所消耗的能源
D．回收废电池主要是为了利用废电池外壳的金属材料，不仅可以节约金属资源，而且可以减少环境污染，有利于人类健康
8．下图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答问题。
(1)①②③中一定发生化学变化的是__ __(填序号)。
(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是__ __(用化学方程式表示)。
(3)废旧金属“循环利用”的意义是__ __(写一点即可)。
9．(山东德州夏津县二模)某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件，a管中装入少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气，调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察，下列推断错误的是( )
A．只有a管中的铁钉会锈蚀
B．L端与R端的液面高度仍然保持一致
C．植物油的使用可以减少水蒸发对实验的影响
D．该实验可以说明铁的锈蚀与空气和水有关
10．(吉林中考)蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳，其填充物的主要成分是：铁粉、食盐和活性炭等。
(1)金属资源的利用：蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和__ __反应。
(2)金属资源的保护：蒸汽眼罩使用前需要__ __保存，防止铁粉生锈。
(3)结合上述问题，谈谈你对铁生锈利或弊的认识__ __。
11．(安徽中考)金属防锈是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是__ __(填字母)。
A．未擦干的铁锅
B．涂油漆的栏杆
C．盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是__ __。
【探究铁的腐蚀】
(3)该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约__ __mL刻度处，原因是__ __。
【拓展探究】
(4)小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究__ __因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是__ _ __。
(5)有同学认为虽然50 ℃以后铁钉质量没有变化，但小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢。请分析铁钉质量没有变化的可能原因：__ __；
改进实验方案证明你的分析：__ _ _ __。
12．(山东枣庄滕州市模拟)铜质水龙头在空气中久置使用表面会出现一层绿色的锈渍。某兴趣小组同学设计并进行实验，探究铜生锈的条件。请回答下列问题。
【提出问题】铜生锈与哪些因素有关？
【查阅资料】1.铜表面绿色锈渍的化学成分主要是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。
2．常温下，亚硫酸钠(Na2SO3)可与氧气发生化合反应。
【猜想与假设】常温下，铜生锈可能与氧气、水蒸气、二氧化碳有关。
【进行实验】通过控制与铜条接触的物质，利用如图装置(铜条长度为3 cm，试管容积为20 mL)分别进行下列4个实验，并持续观察30天。
序号 主要实验操作 实验现象
1 加入2 mL氢氧化钠浓溶液 铜条始终无明显变化
2 先加入2 mL浓硫酸，再通入约4 mL二氧化碳 铜条始终无明显变化
3 先加入4 mL饱和Na2SO3溶液，再充满二氧化碳 铜条始终无明显变化
4 先加入2 mL蒸馏水，再通入约4 mL二氧化碳 铜条小部分出现绿色锈渍
【解释与结论】
(1)实验1中，氢氧化钠浓溶液的作用是__ __(用化学方程式表示)。
(2)实验2中，试管内的气体主要含有氮气、二氧化碳、__ __(填化学式)。
(3)实验3的目的是__ __。
(4)要得出“铜生锈一定与水蒸气有关”的结论，依据的两个实验是__ __(填序号)。
(5)由上述实验可推知，铜生锈的条件是__ __。
【反思与评价】
(6)在进行猜想与假设时，同学们认为铜生锈与二氧化碳有关，其依据是__ __。第三节 金属材料的锈蚀与防护
知识点1 金属的锈蚀与防护
1．(山东青岛崂山区一模)世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大课题。下列有关金属锈蚀与保护措施不正确的是( D )
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变化
B．同样的铁制品在潮湿多雨的西南地区比在北方干燥地区更易锈蚀
C．在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀
D．铝的抗锈蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅
铝的抗锈蚀性能比铁强，是因为铝易与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝保护膜，用钢丝球擦洗铝锅会破坏保护膜。
2．(山东枣庄滕州市一模)铁钉在钉入木制品时，有经验的木匠习惯用口水将铁钉润湿，你认为这样做的主要目的是( B )
A．使铁钉更容易钉入木制品
B．这是为了使铁钉更易生锈，防止脱落
C．这是为了防止铁钉生锈而腐蚀
D．增大钉入时的摩擦力
铁钉与水和氧气接触后更容易生锈，生锈后的铁钉不易从木制品中脱落。
3．在金属表面覆盖保护膜是金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施不属于覆盖保护膜的是( A )
A．擦拭保持洁净与干燥
B．链条上油
C．轮圈镀铬
D．车架喷漆
4．据估计，全世界每年因金属的腐蚀造成的损失数以亿计，因此防止金属的腐蚀是化学工作者的一项重要工作。下列金属的防锈措施中，其原因解释正确的是( A )
A．金属表面镀上镀层——隔绝了内部金属与空气和水的接触
B．金属表面涂油——改变了金属内部结构，增强了金属本身的稳定性
C．金属加上镀层——改变了金属内部结构，增强了金属本身的稳定性
D．普通钢铁制成不锈钢——隔绝了内部金属与空气和水的接触
5．(山东潍坊诸城市二模)如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( B )
A．比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是乙
B．对比②③说明铁生锈需要水和空气
C．②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂
D．④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀
比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是乙，是因为乙处铁与水和氧气接触最充分，A正确；对比②③(都不能生锈)，不能说明铁生锈需要水和空气，B错误；②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂，C正确；④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀，D正确。
知识点2 废旧金属的回收利用
6．下列说法正确的是( C )
A．废旧电池可以随意丢弃
B．铁矿石可以随意开采
C．被腐蚀的铁制品应该加以回收利用
D．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
7．“绿箱子环保计划——废弃手机及配件回收联合行动”已在全国40个重点城市中开展了几年。下列有关废弃手机中的金属材料及配件回收利用的说法不正确的是( A )
绿箱子环保计划
A．回收废弃手机中的金属材料没有任何价值
B．“绿箱子”上的“”是回收标志
C．可以节约冶炼相关金属所消耗的能源
D．回收废电池主要是为了利用废电池外壳的金属材料，不仅可以节约金属资源，而且可以减少环境污染，有利于人类健康
8．下图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答问题。
(1)①②③中一定发生化学变化的是__①__(填序号)。
(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是__CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu__(用化学方程式表示)。
(3)废旧金属“循环利用”的意义是__节约金属资源、节约能源、可以减少对环境的污染(任写一点，合理即可)__(写一点即可)。
9．(山东德州夏津县二模)某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件，a管中装入少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气，调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察，下列推断错误的是( B )
A．只有a管中的铁钉会锈蚀
B．L端与R端的液面高度仍然保持一致
C．植物油的使用可以减少水蒸发对实验的影响
D．该实验可以说明铁的锈蚀与空气和水有关
a管中的铁钉与水和氧气同时接触，易生锈，而b管中的铁钉在干燥的空气中不易生锈，A正确；A管中的铁钉生锈消耗氧气，导致压强减小，b管中的铁钉不生锈，压强不变，故液体会向L端移动，L端液面高于R端，B错误；油和水不能互溶，使用植物油能减少水分蒸发对实验的影响，C正确；该实验可以说明铁的锈蚀与空气和水有关，D正确。
10．(吉林中考)蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳，其填充物的主要成分是：铁粉、食盐和活性炭等。
(1)金属资源的利用：蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和__氧气__反应。
(2)金属资源的保护：蒸汽眼罩使用前需要__密封__保存，防止铁粉生锈。
(3)结合上述问题，谈谈你对铁生锈利或弊的认识__利：铁生锈放热，制成“暖宝宝”(弊：造成金属锈蚀，浪费资源)__。
(1)蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和氧气反应。(2)蒸汽眼罩使用前需要密封保存，防止铁粉生锈。(3)铁生锈既有利又有弊，利：铁生锈放热，可利用反应产生的能量；弊：铁生锈会造成金属锈蚀，浪费资源。
11．(安徽中考)金属防锈是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是__A__(填字母)。
A．未擦干的铁锅
B．涂油漆的栏杆
C．盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是__＋3__。
【探究铁的腐蚀】
(3)该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约__40__mL刻度处，原因是__铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的__。
【拓展探究】
(4)小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究__温度__因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是__在其他条件相同时，温度在10～50_℃的范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速率越快__。
(5)有同学认为虽然50 ℃以后铁钉质量没有变化，但小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢。请分析铁钉质量没有变化的可能原因：__试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀__；
改进实验方案证明你的分析：__向乙装置的试管中充入氧气，并在50_℃的环境中再放置3天，若铁钉增加的质量大于0.18_g，则分析成立__。
12．(山东枣庄滕州市模拟)铜质水龙头在空气中久置使用表面会出现一层绿色的锈渍。某兴趣小组同学设计并进行实验，探究铜生锈的条件。请回答下列问题。
【提出问题】铜生锈与哪些因素有关？
【查阅资料】1.铜表面绿色锈渍的化学成分主要是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。
2．常温下，亚硫酸钠(Na2SO3)可与氧气发生化合反应。
【猜想与假设】常温下，铜生锈可能与氧气、水蒸气、二氧化碳有关。
【进行实验】通过控制与铜条接触的物质，利用如图装置(铜条长度为3 cm，试管容积为20 mL)分别进行下列4个实验，并持续观察30天。
序号 主要实验操作 实验现象
1 加入2 mL氢氧化钠浓溶液 铜条始终无明显变化
2 先加入2 mL浓硫酸，再通入约4 mL二氧化碳 铜条始终无明显变化
3 先加入4 mL饱和Na2SO3溶液，再充满二氧化碳 铜条始终无明显变化
4 先加入2 mL蒸馏水，再通入约4 mL二氧化碳 铜条小部分出现绿色锈渍
【解释与结论】
(1)实验1中，氢氧化钠浓溶液的作用是__CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O__(用化学方程式表示)。
(2)实验2中，试管内的气体主要含有氮气、二氧化碳、__O2__(填化学式)。
(3)实验3的目的是__证明铜只和二氧化碳、水蒸气接触不会生锈__。
(4)要得出“铜生锈一定与水蒸气有关”的结论，依据的两个实验是__2、4__(填序号)。
(5)由上述实验可推知，铜生锈的条件是__同时与水蒸气、二氧化碳、氧气接触__。
【反思与评价】
(6)在进行猜想与假设时，同学们认为铜生锈与二氧化碳有关，其依据是__根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，碱式碳酸铜中含有碳元素，空气中只有二氧化碳含有碳元素__。
(1)实验1中，氢氧化钠浓溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O。(2)浓硫酸具有吸水性，所以实验2中，试管内的气体主要成分为脱水后的空气，所以试管内的气体主要含有氮气、二氧化碳、氧气。(3)饱和Na2SO3溶液吸收氧气，之后充满二氧化碳，是为了证明铜只和二氧化碳、水蒸气接触不会生锈。(4)证明“铜生锈一定与水蒸气有关”依据的两个实验是2、4，加入2 mL浓硫酸，铜条始终无明显变化，先加入2 mL蒸馏水再通入约4 mL CO2，铜条小部分出现绿色锈渍，说明铜生锈一定与水蒸气有关。(5)实验1证明，铜与水蒸气、氧气同时接触，不会生锈。实验2证明铜与二氧化碳、氧气同时接触，不会生锈。实验3证明铜与二氧化碳、水蒸气同时接触，不会生锈。实验4证明铜与水蒸气、二氧化碳、氧气同时接触会生锈。所以由上述实验可推知，铜生锈的条件是同时与水蒸气、二氧化碳、氧气接触。(6)根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，铜生锈生成的碱式碳酸铜中含有碳元素，所以造成铜生锈的气体一定有二氧化碳，因为只有二氧化碳中含有碳元素。
