6．4 金属的腐蚀
知识点1 探究铁制品锈蚀的原因
1．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( D )
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图示中，铁钉只与干燥的空气接触，铁钉没有发生锈蚀；B图示中，铁钉只与水接触，铁钉没有发生锈蚀；C图示中，铁钉与空气和蒸馏水同时接触，铁钉发生了锈蚀；D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，D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。
2．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( D )
A．①③对比说明铁生锈需要水
B．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
C．③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分
D．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
①和③的实验设计中，铁钉都暴露在空气中，但①中的铁钉一半浸没在水中，而③中的铁钉则完全处于干燥的环境中，一段时间后①中的铁钉生锈，③中的铁钉没有生锈，通过对比这两个实验，说明铁生锈需要与水接触，A正确；在四个实验中，④中的铁钉最易与水和氧气接触，满足了铁生锈的两个必要条件，而其他三个实验中的铁钉，要么只与水接触(如②)，要么只与空气接触(如③)，因此，④中的铁钉生锈速度最快，B正确；在③实验中，附着在棉花上的干燥剂的主要作用是吸收试管内的水分，确保试管内保持干燥状态，这样，铁钉就不会因为接触到水而生锈，C正确；在①实验中，甲、乙、丙三处分别代表了铁钉与空气和水接触的不同情况，铁钉乙处同时与水和空气接触，铁钉丙处只与水接触(但由于水的蒸发和空气的对流，乙处也会接触到少量空气)，铁钉甲处只与空气接触，然而，由于丙处的水层隔绝了大部分空气，使得丙处生锈速度并不快，而乙处由于同时与水和空气充分接触，生锈速度最快，D错误。
知识点2 金属资源保护
3．(广西中考)下列做法不能有效保护金属资源的是( D )
A．防止金属腐蚀 B．寻找金属的代用品
C．回收利用废旧金属 D．肆意开采金属矿物
防止金属腐蚀，可保护金属资源；寻找金属的代用品，可保护金属资源；回收利用废旧金属，可保护金属资源；肆意开采金属矿物，不利于保护金属资源。
4．钢铁生锈会造成资源的浪费和经济的损失。下列做法不能防止铁制品生锈的是( B )
A．水龙头镀铬 B．钢铁堆放在室外
C．使用后的菜刀要洗净擦干 D．自行车链条涂油
水龙头镀铬能隔绝氧气和水，可防止其生锈，A错误；钢铁堆放在室外与氧气、水接触，不能防止其生锈，B正确；铁和氧气、水共同接触时会生锈，将使用后的菜刀用布擦干，可防止其生锈，C错误；在钢铁制品的表面刷上油漆，能隔绝氧气和水，防止其生锈，D错误。
5．金属资源是不可再生的资源，保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述不正确的是( A )
A．大力开采矿物以保障金属材料的供用
B．提高废旧金属的回收利用率
C．在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀
D．用特种塑料代替金属制造机器的零部件
6．(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)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(或O2)__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。
好处：铁生锈可以吸收O2和H2O，作干燥剂/双吸剂。坏处：浪费金属资源。(开放题合理即可)
(1)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(或O2)反应；(2)铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，空气中存在氧气和水蒸气。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)铁生锈过程中消耗氧气和水。生锈好处：铁生锈可以吸收O2和H2O，作干燥剂/双吸剂。铁生锈过程中，铁单质转化为铁的化合物，生锈坏处：浪费金属资源。
7．(辽宁中考)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法，不正确的是( C )
A．铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀
B．将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C．锈蚀的铁制品没有任何利用价值
D．铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
8．(数字化实验)实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是( D )
实验装置 序号 其他试剂 100 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.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
铁生锈，氧气含量会减少，②③氧气含量减少，说明铁已经生锈，A正确；干燥剂吸水，①没有水，氧气没有减少，铁没有生锈，②加水后氧气减少，铁生锈，说明水对铁锈蚀有影响，B正确；③加食盐后铁生锈速度加快，说明食盐能加快铁锈蚀，C正确；①②③实验中没有探究炭粉对锈蚀的影响，①②③无法证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误。
9．(创新实验)(吉林长春中考)实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5～10分钟，改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。
(1)图1实验中，对比__AB__(填序号)可知，铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为__U形管左侧铁丝生锈，右侧铁丝不生锈__。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是__氧气浓度较大__。
(4)图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处：__未能探究铁生锈是否与氧气有关__(答一条即可)。
(1)图1实验中，试管A内的铁钉与氧气、水同时接触，试管B内的铁钉只与水接触，试管C内的铁钉只与氧气接触，最终只有试管A内的铁钉生锈，所以对比AB可知，铁生锈与氧气有关。(2)图2实验中，H2O2溶液在MnO2的催化作用下产生大量氧气，并且产生的氧气带有水分，而U形管内的干燥剂可以吸收水分，右侧干燥管内的干燥剂也可以吸收水分，所以U形管左侧的光亮铁丝同时接触氧气、水，很快生锈，右侧光亮铁丝只接触氧气，不生锈，因此证明铁生锈与水有关的现象为U形管左侧铁丝生锈，右侧铁丝不生锈。(3)铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致，而H2O2溶液在MnO2的催化作用下产生大量氧气，所以图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是氧气浓度较大。(4)铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致，图2实验的变量是水分，因此不足之处是：未能探究铁生锈是否与氧气有关。
10．(科学探究与实践)某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图1所示实验装置并完成实验。实验过程中，传感器采集数据绘制得到如图2的甲、乙两幅曲线图。
【资料1】 一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。
【资料2】 该实验步骤如下：
①检查装置气密性；
②装试剂，将5 g铁粉和2 g碳粉加入锥形瓶，并加入2 mL饱和氯化钠溶液；
③立即塞紧橡皮塞，橡皮塞上已插有一支装有5 mL稀盐酸的注射器及传感器；
④观察现象，采集数据。
图2
用所学知识及以上资料信息回答下列问题。
(1)实验进行一段时间后，注射器中的盐酸会自动注入瓶内，原因是__铁生锈消耗瓶内氧气，瓶内压强减小，当瓶内气压减小到一定程度，大气压将注射器的活塞下压。(或瓶内气压减小，盐酸被吸入瓶内。)__。
(2)图2甲、乙曲线图中，0—t1段温度升高，瓶内压强减小；t2—t3段温度升高，瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。
0—t1段温度升高，瓶内压强减小原因是铁生锈消耗氧气并放热，故温度升高，消耗氧气使压强减小，反应放热使温度升高，压强增大，消耗氧气减小的压强大于温度升高增大的压强，瓶内压强减小；t2—t3段温度升高，瓶内压强增大原因是瓶内气压减小，盐酸自动注入瓶内，盐酸与铁反应产生氢气并放出大量的热，温度升高，温度升高和产生氢气都使压强增大。6．4 金属的腐蚀
知识点1 探究铁制品锈蚀的原因
1．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
2．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．①③对比说明铁生锈需要水
B．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
C．③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分
D．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
知识点2 金属资源保护
3．(广西中考)下列做法不能有效保护金属资源的是( )
A．防止金属腐蚀 B．寻找金属的代用品
C．回收利用废旧金属 D．肆意开采金属矿物
4．钢铁生锈会造成资源的浪费和经济的损失。下列做法不能防止铁制品生锈的是( )
A．水龙头镀铬 B．钢铁堆放在室外
C．使用后的菜刀要洗净擦干 D．自行车链条涂油
5．金属资源是不可再生的资源，保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述不正确的是( )
A．大力开采矿物以保障金属材料的供用
B．提高废旧金属的回收利用率
C．在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀
D．用特种塑料代替金属制造机器的零部件
6．(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)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。
7．(辽宁中考)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法，不正确的是( )
A．铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀
B．将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C．锈蚀的铁制品没有任何利用价值
D．铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
8．(数字化实验)实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是( )
实验装置 序号 其他试剂 100 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.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
9．(创新实验)(吉林长春中考)实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5～10分钟，改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。
(1)图1实验中，对比__ __(填序号)可知，铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为__ __。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是__ __。
(4)图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处：__ __(答一条即可)。
10．(科学探究与实践)某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图1所示实验装置并完成实验。实验过程中，传感器采集数据绘制得到如图2的甲、乙两幅曲线图。
【资料1】 一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。
【资料2】 该实验步骤如下：
①检查装置气密性；
②装试剂，将5 g铁粉和2 g碳粉加入锥形瓶，并加入2 mL饱和氯化钠溶液；
③立即塞紧橡皮塞，橡皮塞上已插有一支装有5 mL稀盐酸的注射器及传感器；
④观察现象，采集数据。
图2
用所学知识及以上资料信息回答下列问题。
(1)实验进行一段时间后，注射器中的盐酸会自动注入瓶内，原因是__ __。
(2)图2甲、乙曲线图中，0—t1段温度升高，瓶内压强减小；t2—t3段温度升高，瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。
