化学：5.4《金属的锈蚀与防护》精练精析（沪教九上）

第5章 金属与矿物
知识点四、 金属的锈蚀与防护
1、下列做法的主要目的不是为了防止金属生锈的是（ ）
A.铁制锅铲加木柄 B.自行车链条上涂油 C.暖气片上刷“银”粉 D.汽车表面喷漆
【答案】选A。
2、取3枚洁净无锈的铁钉，分别加入3支试管中，如图所示的物
质进行实验，试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为（ ）
A．①②③ B．②①③ C．②③① D．③①②
【解析】选B。铁生锈的实质是铁与空气中的氧气、水共同作用，②中既有水，又有充足的氧气，生锈速度最快，①中由于水与空气直接接触，因此会有少量的氧气进入水中，③中只有水，而无氧气，故生锈速度最慢。
3、光亮的铁钉在下列几种情况下，最不容易生锈的是（ ）
【解析】选B。铁生锈生锈的条件是在潮湿的空气中，且食盐能加快生锈的速度，只有B浸泡在植物油中，隔绝了空气和水分，生锈的速度最慢。
4、防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径，锌铬黄（化学式为ZnCrO4）常用于制取防锈涂料。锌铬黄中铬元素（Cr）的化合价为（ ）
A．+1 B．+2 C．+6 D．+7
【答案】选C。
5、文文的家庭化学实验室有如下物品：①试管 ②烧杯 ③煤气和煤气炉 ④托盘天平⑤筷子 ⑥铁钉 ⑦食盐 ⑧食醋 ⑨石灰水 ⑩牵牛花汁 ⑾水 ⑿饮料吸管 ⒀胶头滴管⒁小勺。只利用这些物品不能完成的实验是（ ）
A、探究人体吸入的空气和呼出的气体中CO2含量的不同
B、探究牵牛花汁是否可作指示剂
C、探究加速食盐溶于水的有效方法
D、探究铁钉锈蚀的条件
【解析】选D。铁生锈实际是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果。为此，探究实验的设计一般是采用控制变量法，即：选择一只有水而无空气的环境、选择一只有干燥的空气而无水的环境、选择一既有水又有空气的环境，通过比较铁制品在上述环境中生锈的程度，来确定铁钉锈蚀的条件，分析题目给出的物质和用品，无法得到干燥的空气、与空气隔绝的只有水的环境等，因而无法完成此探究过程。
6、钢铁是使用最多的金属材料，但每年因锈蚀而损失的数量巨大，防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大问题。以下有关金属腐蚀的叙述错误的是（ ）
A.钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈
B.钢铁锈蚀的实质与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化
C.铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差
D.在钢铁表面刷油漆可以防止钢铁锈蚀
【解析】选C。铝的活泼性比铁强，在空气中易与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜，从而避免了内层的铝与氧气的接触，具有较强的抗腐蚀性能。
7、埋在地下的铸铁管道在下列哪种情况下腐蚀最慢（ ）
A.在干燥、致密的土壤中 B. 在干燥、疏松的土壤中
C. 在潮湿、致密的土壤中 D. 在潮湿、疏松的土壤中
【解析】选A。金属腐蚀生锈主要是铁与氧气水进行的化学反应，干燥无水分，致密空气难以进入。
8、钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁。
⑴钢铁属于______________（选填“纯净物”或“混合物”）；
⑵每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的__________和___________共同作用的结果；
⑶为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能防止锈蚀的共同原理是__________；
⑷炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
请写出第③步反应的化学方程式：__________；
⑸金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是_____________________________（选填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）。
【解析】（1）钢铁是铁的合金，属于混合物；（2）铁在空气中锈蚀，实际上是铁与空气中的氧气和水发生了缓慢氧化；（3）在钢铁制品表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，主要是破坏生锈的条件，防止钢铁与水和氧气的接触；（4）第③步反应中的反应物为Fe2O3和CO，生成为Fe和CO2，条件是高温，利用一氧化碳夺取氧原子的能力进行配平；（5）废钢铁回收利用的主要目的是节约金属资源。
【答案】⑴混合物 ⑵水蒸气 氧气
⑶隔绝氧气 ⑷3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 ⑸节约金属资源
9、欢欢同学对金属铁的相关知识开展了研究性学习。
（1）实地调查铁制品锈蚀情况如下：
调查内容 掉漆的自行车 露天堆放的钢筋 洗净并擦干的菜刀 镀铬的铁质水龙头
铁制品锈蚀情况 长时间风吹雨淋掉漆的地方出现锈迹 时间长了钢筋表面出现锈层 菜刀放置较长时间也不生锈 水龙头较长时间不生锈
由调查结果可知：铁生锈实际上是铁与 和____等发生反应的过程。
（2）她提出了保护金属资源的下列建议，正确的是 （填字母序号）。
A.防止铁制品锈蚀 B.回收利用废旧铁制品 C.任意开采铁矿石
（3） 通过进一步探究铁与硫酸铜溶液反应的实验，可以比较铁与铜的金属活动性强弱，请写出该反应的化学方程式 ，该反应类型属于 反应。
【解析】铁生锈实质是铁与氧气水蒸气进行的化学反应；保护资源不能任意开采铁矿石。
【答案】⑴水 氧气（无先后顺序）⑵A、B
⑶Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu. 置换
10、人类生活离不开金属。
(1)铁是生活中常用的金属。图6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、活性炭、氯化钠、水等，
其发热是利用铁生锈时会放热 。
①发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与 、 等物质共同作用才会生锈。
②推测发热剂成分中氯化钠的作用是 。
（2）应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。已知下列各组物质间均能发生置换反应。
A．Fe 和CuSO4 溶液 B．Mg和MnSO4 溶液 C．Mn和FeSO4 溶液
①写出Fe 和CuSO4 溶液反应的化学方程式 。
②Mn、Fe、Mg 、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序 。
【解析】（1）①铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水发生了缓慢氧化，所以需要氧气和水的参与；②铁与氯化钠接触时会加快缓慢氧化的速度。（2）①铁与硫酸铜反应时，生成+2价的硫酸亚铁和铜；②根据①中A、B、C三个反应可得金属的活动性： Fe>Cu, Mg>Mn, Mn>Fe,由此可排出四种金属由强到弱的活动性顺序为: Mg Mn Fe Cu。
【答案】（1）①水、氧气 ②加速铁粉生锈，更快地放出热量
（2） ①Fe+ CuSO4 === FeSO4+ Cu ②Mg Mn Fe Cu
11、金属材料是工农业生产和人们生活离不开的材料之一，人类每年要从自然界获取大量的金属材料资源。根据对金属和金属金属材料的认识，回答：
（1）炼铁的化学方程式__________________________。
（2）铝制品在空气中有较强的抗腐蚀性，原因是_____________________。
（3）保护金属资源的途径有：①_____________；②回收利用废旧金属；③合理有效地开采矿物；以及寻找金属代用品等。
（4）在AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤出的固体中一定含有_____________________。
【答案】（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（2）铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应（或在名表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止里层的铝不再与氧气反应。要点答对即可）；（3）防止金属锈蚀（4）Ag、Fe（或银、铁）
12、月球的沙土中含有丰富钛铁矿，主要成分为TiO2、Fe2O3等，若用CO还原这种矿石，
其中生成铁的化学方程式为： ；用稀盐酸清洗铁钉表面的铁锈(主要成分是
Fe2O3)，其化学方程式为： ，该反应的反应类型是 反应。
【答案】3CO+Fe2O32Fe+3CO2 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 复分解
13、某企业因经营不善而停工，一年多来，许多机械设备上已锈迹斑斑。小强将设
备上一枚生锈的铁螺丝放入足量的稀盐酸中，观察到铁锈逐渐消失，该反应的化学方程式为： ；
一段时间后，又观察到铁钉表面有气泡产生，写出产生气泡的化学方程式： ；小强结合学过的
化学知识，向留守的管理人员提出了一些防止机械设备进一步锈蚀的建议，请写出一条小强的建议：
【解析】生锈的铁螺丝放入足量的稀盐酸中，铁锈与盐酸首先作用，然后铁与盐酸作用产生氢气，防锈措
施很多，如保持机械设备干燥、刷漆、涂油等。
【答案】6HCl+Fe2O3 ==2FeCl3+3H2O 2HCl+Fe == FeCl2+H2↑ 去锈后在机械设备上涂油（其它合理答案
均可）
14、据有关资料报导，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%。小雄同学为探究铁的锈蚀条件，他将一支洁净的铁钉，放入置入空气中盛有少量水的试管中（如右图所示），一段时间后，发现铁钉 （填A或B或C）处最先出现铁锈。该实验说明，钢铁常温下接触 __和 时容易生锈。
【解析】铁生锈是铁与空气和水接触发生化学反应的结果，铁在B处，锈蚀条件最充足，故B处最先出现铁锈。
【答案】B 氧气（或空气） 水
15、人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。请回答：
(1)地壳中含量最多的金属元素是 。
(2)根据下图的应用实例，试说出金属具有的两点物理性质
(3)早在春秋战国时期，我国古代人民已经开始炼铁。
①写出磁铁矿(Fe3O4)与CO反应的化学方程式 。
②钢铁防腐十分重要!请写出一种防止钢铁生锈的方法 。
【答案】 (1) Al (或铝) (2)导电性、延展性、导热性、金属光泽等
(3)① Fe3O4+4CO 3 Fe+4CO2 ②涂油、刷漆 (答案合理即可)
图6
高温