6.3 金属防护和废金属回收【五大题型】-2024-2025学年九年级化学上册举一反三系列（沪教版·全国2024）

第6章第3节 金属防护和废金属回收 【题型1 钢铁锈蚀的条件】 【题型2 钢铁锈蚀的实验探究】 【题型3 金属防锈的原理和方法】 【题型4 废金属的回收利用】 【题型5 铁锈蚀的利用】 【知识梳理1 钢铁锈蚀的条件】 铁生锈的条件：铁与 接触。有 或 存在时会加速金属锈蚀。 铁生锈发生的是 。铁锈的主要成分为 【题型1 钢铁锈蚀的条件】 【例1】我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粵中洋行有舶上铁……日久起锈，用刀刮其锈……所刮下之锈末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”主要成分是指 A．Fe B．FeCl3 C．FeO D．Fe2O3 【变式1-1】金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，铁生锈的原因是接触了 A．氧气和水 B．仅需要水 C．氧气或水 D．仅需要氧气 【变式1-2】文物出土后，暴露在空气中，其被氧化、锈蚀等过程会加速。可用作保护气以延缓氧化、锈蚀速度的是 A．H2O B．O2 C．N2 D．CO2 【变式1-3】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 【知识梳理2 钢铁锈蚀的实验探究】 探究铁锈蚀的条件 （1）通过AC对比可知，影响铁生锈的因素是 水 （2）通过AB对比可知，影响铁生锈的因素是 空气（或氧气） 由此可知，铁生锈的条件是 铁与水和空气（或氧气）同时接触 【题型2 钢铁锈蚀的实验探究】 【例2】某同学为探究铁锈蚀速率的影响因素进行如下实验。每组加入铁和木炭总质量为24g，食盐水体积7.5mL。“示数差3cm”指U型管左侧液面上升3cm。下列说法错误的是 变量 序号 铁炭质量比 食盐水浓度/% 示数差3cm所用时间/s 10分钟时升温值/℃ ①     2:1 26 90 7.8 ②     4:1 26 170 4.2 ③     2:1 13 140 6 A．铁炭质量比、食盐水的浓度都会影响铁锈蚀的速率 B．三组都选择左侧液面上升3cm，是为了控制相同的耗氧量 C．U型管左侧液面上升是因为铁锈蚀放出热量 D．带止水夹的竖直导管可以防止液体进入集气瓶影响实验结果 【变式2-1】“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法，为了检验铁生锈的条件，进行了如图（略去其中的夹持装置）所示三个对比实验。一段时间后，①中铁丝发生锈蚀且试管中液面上升，②和③中均无明显变化，以下得出的结论不正确的是 A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加 B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加 C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加 D．对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加 【变式2-2】实验小组用如图装置探究铁锈蚀的条件，开始时装置内充满氮气，一周后无明显现象。挤压胶头滴管，再次放置一周，观察到右侧管中的铁粉中出现红棕色固体。下列说法正确的是 A．挤压胶头滴管后可观察到小气球变瘪 B．将N2换成CO2也能观察到相同的现象 C．该实验可证明铁锈蚀需要与水和氧气同时接触 D．铁粉中的红棕色固体可用水洗去 【变式2-3】“有一种速度叫中国速度，有一种骄傲叫中国高铁”。高铁建设过程中用到了大量的铁合金和铝合金。铝耐腐蚀，但是铁易生锈，某兴趣小组对高铁建设过程中铁的锈蚀进行了探究。 任务一  了解高铁建设中用到的金属材料 （1）铁合金包括生铁和钢，生铁和钢的主要区别是 。 （2）铝耐腐蚀的原因是 。 任务二  定性探究影响铁锈蚀的因素 取五枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行如图实验。 一段时间后，A、D、E中铁钉生锈。B、C中铁钉无明显锈蚀。 【得出结论】 （3）对比试管A、B、C中现象，说明铁锈蚀是铁与 共同作用的过程。 （4）试管D、E中铁钉比试管A中铁钉锈蚀程度严重，通过对比，说明铁锈蚀与溶液中 （填具体微粒符号）有关。 任务三  定量探究影响铁锈蚀的因素 小组设计了图2装置，检查气密性，将5 g铁粉和2 g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2 mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。 （5）据图3，t2~t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是 。 （6）根据图2、图4分析，t3时刻后压强突然变大，原因是 。 任务四  测定部分生锈的铁粉中铁的含量 甲同学提出可以按照图5装置连接，在锥形瓶中放入一定质量的生锈的铁粉，从分液漏斗中加入足量的稀盐酸，通过测量生成氢气的体积计算生锈铁粉中铁的含量。 （7）乙同学认为用这种方法测得的气体体积不够准确，会导致测得的铁的质量分数变大。乙同学给出以下原因，你认为正确的是_______（填字母序号）。 A．装置的气密性不好 B．铁与盐酸反应放热 C．生成的气体会部分滞留在锥形瓶中 D．没有扣掉加入的盐酸的体积 【反思评价】 （8）小丽同学猜测：铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关，为判断该猜测是否正确，请你设计实验验证小丽同学的猜想： （实验方案包括操作、现象和结论）。 【知识梳理3 金属防锈的原理和方法】 防止铁锈蚀的方法 ①保持铁制品的洁净和干燥 ②铁制品表面制成保护膜 ③改变其内部结构，制成不锈钢 【题型3 金属防锈的原理和方法】 【例3】铁是一种化学性质比较活泼的金属， （1）普通的铁制品在 （选填“潮湿空气”或“干燥空气”）中容易生锈，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，铁锈的成分复杂，主要是 。当环境中存在食盐等其它物质时，会 （“加速”或“减慢”）铁锈蚀的速度。 （2）防止金属锈蚀的原理主要有： 对于铁锅、菜刀这类铁制品，我们通常采用 的方法防锈。人们通常采用在钢铁表面 的方法来防止钢铁生锈。例如，在车船的表面喷涂 ，在机械表面涂 ，在脸盆、杯子等表面烧涂搪瓷等。此外，可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。比如 或 等，铁锈不能起保护作用是因为其质地 （填“疏松”或“致密”）。 【变式3-1】世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的。下列防止铁生锈的方法错误的是 A．在铁护栏表面涂上一层油漆 B．菜刀用后洗净擦干 C．用带油的布直接擦被雨水淋湿的自行车 D．水龙头表面镀铬 【变式3-2】兴趣小组的同学在实验室发现了一些生锈的铁钉，他们设计并完成了以下除锈实验。有关说法正确的是 A．滴加少量稀盐酸即可 B．用稀硫酸代替稀盐酸也能达到目的 C．去铁锈后的铁钉可涂抹氯化钠溶液防锈 D．铁钉表面产生的气泡是铁锈与盐酸反应生成的 【变式3-3】某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈，他联想到探究铁生锈条件的实验，决定采用控制变量法探究铜生锈的原因，请你一起探究。 【提出问题】铜生锈的原因是什么？ 【查阅资料】铜锈的主要成分是，俗称铜绿。 【猜想与假设】 （1）根据查阅的资料猜测：铜生锈是铜与空气中的氧气、水和 共同作用的结果。 【设计与实验】 他仿照探究铁生锈条件的实验，设计并进行了如下四个实验（说明：实验中用到的蒸馏水 均已煮沸过且铜丝已打磨干净）。 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 实验 现象 无明显现象 无明显现象 铜丝表面有绿色物质 无明显现象 无明显现象 【解释与结论】 （2）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。 （3）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是 和 （填编号）。 （4）对比实验②和③，得出的结论是 。 （5）为验证猜想，应在实验⑤瓶中添加物质 。 （6）由上述实验可推知，铜生锈的条件是 。 【反思与应用】 （7）结合上述实验，你对保存铜制品的建议是 。 【知识梳理4 废金属的回收利用】 1.保护金属资源的重要性 ①金属资源是 。 2 废旧金属的随意丢弃，不仅会造成资源浪费，还会造成 。 2. 保护金属资源的有效途径 ① 。 ② 。 ③ 开采矿物，严禁乱采滥挖。 ④ 。 【题型4 废金属的回收利用】 【例4】2024年3月18日~21日，习近平总书记在湖南考察。期间，习近平考察了巴斯夫杉杉电池材料有限公司。这是一家主营锂离子电池正极材料研发、生产和销售的企业。目前该公司致力于创造正极材料化学新作用，加快发展新质生产力、扩大高水平对外开放，追求可持续发展的未来。 （1）锂原子（Li）容易 电子（填“得到”或“失去”），变成锂离子（Li+）。 （2）锂离子电池材料之一是钴酸锂（），其中钴元素（Co）的化合价为 价。 （3）由于废旧的锂电池处理不当会对人类和环境造成危害，所以废旧锂电池需要回收处理。下列有关说法错误的是___________（填字母代号）。 A．回收废旧锂电池可以将有害物质转移到专门的机构进行处理 B．回收废旧锂电池可以将有价值的金属元素回收再利用 C．废旧锂电池可以随意混放于普通垃圾中进行回收处理 D．回收废旧锂电池有助于环境保护和促进可持续发展 【变式4-1】垃圾分类是生态文明建设的重要措施。从垃圾分类角度，易拉罐属于 A．B．C． D． 【变式4-2】城市的废旧电器是一座“金属矿山”，某废旧电器中含有锌、铜、镍（）三种金属，兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍，做了如下的探究。 已知：硫酸镍（化学式）能溶于水。 实验一：探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱 【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序，提出了以下猜想。 （1）猜想一：；猜想二：；猜想三： ； 【进行实验】 （2）兴趣小组进行了如下的实验，请完成实验报告。 实验步骤 实验现象 解释与结论 取三支试管，分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。 锌片表面产生的气泡较快；镍片表面产生的气泡较慢；铜片无明显现象。 猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。 实验二：从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍 【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。 （3）步骤①中得到的金属是 （填化学式）。 【反思与评价】 （4）废旧电池回收利用的意义 （任写一点）。 【变式4-3】废旧手机电路板含有Ni、Fe、Cu、Ag等金属，回收利用既能减少环境污染还能实现资源重复利用。某兴趣小组开展了废旧手机回收大行动。 （1）收回：废旧手机电路板及手机电池应分类投放垃圾桶，其中电路板应投入如图所示的 垃圾桶中（填“有害”或“可回收物”）。 （2）溶解：往电路板中加入过量的 （填一种酸溶液），可以去除电路板中的活泼金属得到Cu和Ag。 （3）探究：Ni、Fe、Cu三种金属的活泼性。教师提供镍片、铁片、铜片、氯化亚铁溶液、氯化铜溶液、稀盐酸等试剂。 【查阅资料】镍是银白色固体。 【提出问题】Ni、Fe、Cu三种金属的活泼性顺序是如何呢？ 【作出猜想】猜想1：Ni>Fe>Cu  猜想2： 。  猜想3：Fe>Cu>Ni 【实验探究】 实验序号 操作 现象 解释与结论 1 将镍片、铁片、铜片分别加入稀盐酸溶液中，观察现象 镍片、铁片表面产生气泡，铜无明显现象 猜想3不正确。镍与稀盐酸发生置换反应，生成显+2价的氯化镍，反应的化学方程式是 。 2 将铁片放入盛有氯化镍溶液的试管中，观察现象 。 猜想2成立 【拓展延伸】兴趣小组还可以选用上述试剂中的氯化亚铁溶液、 、氯化铜溶液进行实验能得出三种金属的活动性顺序。 【应用反思】每年的6月5日是世界环境保护日，调查小区居民在对废旧手机处理的做法中正确的是 （多选，填字母）。 A．随厨余垃圾丢弃       B．清除数据后回收 C．直接焚烧处理       D．捐赠他人二次使用 【知识梳理5 铁锈蚀的利用】 【题型5 铁锈蚀的利用】 【例5】铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石（保温作用）和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用左图装置进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是 A．“暖宝宝”发热原理是Fe粉与H2O、O2反应 B．由O2浓度变化推测，Fe粉可用作食品脱氧剂 C．封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料 D．“暖宝宝”能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物状态是影响反应速率的因素之一 【变式5-1】某些食品包装袋内常有一小包“双吸剂”，用来吸收氧气和水分，以防食品腐蚀变质。下列物质可作“双吸剂”的是 A．生石灰 B．铁粉 C．炭粉 D．烧碱 【变式5-2】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）全国资源的利用：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 。 【变式5-3】蒸汽眼罩是我们日常生活中常见的缓解眼睛疲劳的产品，简单实用。某化学兴趣小组的同学对蒸汽眼罩开展了以下研究。 【查阅资料】 ①蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成，发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石（保温作用，可以减缓热量散失）、高吸水树脂（良好保水性能，为眼罩提供水蒸气）等。 ②铁粉、四氧化三铁均能被磁铁吸引 （1）任务一    验证蒸汽眼罩发热体内含有铁粉和氯化钠 Ⅰ. 甲同学用磁铁吸引了部分发热体内固体粉末，放入试管中，滴加硫酸铜溶液，观察到有红色固体析出，证明发热体内含有铁粉。 Ⅱ. 乙同学另取少量发热体内固体粉末于烧杯中，加入足量水，用玻璃棒搅拌.静置后，取上层清液于试管中，加入 溶液，产生白色沉淀，证明发热体内含有氯化钠.写出该反应的化学方程式 。 （2）任务二    探究蒸汽眼罩的发热原理 根据“使用方法——打开蒸汽眼罩包装，接触空气即开始发热”，小组同学进行了以下实验：取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中，通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如图。 据图回答：发热体内的物质和空气中的 发生了反应，理由是 。 实验后，同学们观察到部分黑色固体变为红棕色，分析蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈。有同学提出疑问，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，但是蒸汽眼罩打开后会迅速升温，这是为什么呢？他们又设计了以下实验方案进行验证. 方案 药品 分钟前后氧气含量变化 1分钟前后温度变化 实验1 4g铁粉、2mL水 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验2 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验3 4g铁粉、2mL水、 g活性炭 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验4 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠、2g活性炭 20.1%→15.0% 16℃→55℃→26℃ 实验3中应取用活性炭的质量是 g。实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与氧气和 共同作用的结果。 【拓展延伸】工厂在蒸汽眼罩密封装袋时，应确保 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6章第3节 金属防护和废金属回收 【题型1 钢铁锈蚀的条件】 【题型2 钢铁锈蚀的实验探究】 【题型3 金属防锈的原理和方法】 【题型4 废金属的回收利用】 【题型5 铁锈蚀的利用】 【知识梳理1 钢铁锈蚀的条件】 铁生锈的条件：铁与水和氧气接触。有酸或盐存在时会加速金属锈蚀。 铁生锈发生的是缓慢氧化。铁锈的主要成分为Fe2O3 【题型1 钢铁锈蚀的条件】 【例1】我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粵中洋行有舶上铁……日久起锈，用刀刮其锈……所刮下之锈末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”主要成分是指 A．Fe B．FeCl3 C．FeO D．Fe2O3 【答案】D 【详解】“粤中洋行有舶上铁丝……日久起锈，用刀刮其锈……所刮下之锈末，名铁线粉”是铁与空气中氧气、水作用生成铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁。故选D。 【变式1-1】金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，铁生锈的原因是接触了 A．氧气和水 B．仅需要水 C．氧气或水 D．仅需要氧气 【答案】A 【详解】铁生锈是与空气中的氧气和水等物质共同作用的结果，所以要防止铁制品锈蚀，就要防止铁制品与空气中的氧气和水接触； 故选：A。 【变式1-2】文物出土后，暴露在空气中，其被氧化、锈蚀等过程会加速。可用作保护气以延缓氧化、锈蚀速度的是 A．H2O B．O2 C．N2 D．CO2 【答案】C 【详解】铁生锈的条件是与氧气和水同时接触；铜生锈的条件是与氧气、水和二氧化碳同时接触；氮气化学性质稳定，可作保护气，该气体的化学式为N2。 故选C。 【变式1-3】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 【答案】C 【详解】A、铁制品锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果，说法正确； B、不锈钢抗腐蚀性能较强，将铁制成不锈钢能减缓锈蚀，说法正确； C、锈蚀的铁制品具有回收价值，回收废旧金属能节约金属资源，减少环境污染，说法不正确； D、铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀，说法正确。 故选：C。 【知识梳理2 钢铁锈蚀的实验探究】 探究铁锈蚀的条件 （1）通过AC对比可知，影响铁生锈的因素是 水 （2）通过AB对比可知，影响铁生锈的因素是 空气（或氧气） 由此可知，铁生锈的条件是 铁与水和空气（或氧气）同时接触 【题型2 钢铁锈蚀的实验探究】 【例2】某同学为探究铁锈蚀速率的影响因素进行如下实验。每组加入铁和木炭总质量为24g，食盐水体积7.5mL。“示数差3cm”指U型管左侧液面上升3cm。下列说法错误的是 变量 序号 铁炭质量比 食盐水浓度/% 示数差3cm所用时间/s 10分钟时升温值/℃ ①     2:1 26 90 7.8 ②     4:1 26 170 4.2 ③     2:1 13 140 6 A．铁炭质量比、食盐水的浓度都会影响铁锈蚀的速率 B．三组都选择左侧液面上升3cm，是为了控制相同的耗氧量 C．U型管左侧液面上升是因为铁锈蚀放出热量 D．带止水夹的竖直导管可以防止液体进入集气瓶影响实验结果 【答案】C 【详解】A、由①②、①③对比可知，铁炭质量比、食盐水的浓度都会影响铁锈蚀的速率，说法正确，不符合题意； B、三组都选择左侧液面上升3cm，是为了控制相同的耗氧量，说法正确，不符合题意； C、U型管左侧液面上升是因为铁锈蚀消耗氧气和水蒸气，瓶内气压降低，说法错误，符合题意； D、带止水夹的竖直导管可以防止液体进入集气瓶影响实验结果，说法正确，不符合题意。 故选C。 【变式2-1】“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法，为了检验铁生锈的条件，进行了如图（略去其中的夹持装置）所示三个对比实验。一段时间后，①中铁丝发生锈蚀且试管中液面上升，②和③中均无明显变化，以下得出的结论不正确的是 A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加 B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加 C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加 D．对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加 【答案】B 【详解】①中的铁丝既与氧气接触，又与水蒸气接触，铁丝生锈；②中的铁丝只与水接触，没有生锈；③中的铁丝只与干燥的氧气接触，没有生锈； A、对比①②可以说明铁生锈除了有水，还一定要有氧气参加，结论正确，不符合题意； B、②中没有氧气只有水，③中只有氧气没有水，铁都没有生锈，因此不能说明铁生锈一定要有水参加，结论错误，符合题意； C、对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，结论正确，不符合题意； D、对比①②③可以说明铁生锈必须有水和氧气同时参与，结论正确，不符合题意。 故选B。 【变式2-2】实验小组用如图装置探究铁锈蚀的条件，开始时装置内充满氮气，一周后无明显现象。挤压胶头滴管，再次放置一周，观察到右侧管中的铁粉中出现红棕色固体。下列说法正确的是 A．挤压胶头滴管后可观察到小气球变瘪 B．将N2换成CO2也能观察到相同的现象 C．该实验可证明铁锈蚀需要与水和氧气同时接触 D．铁粉中的红棕色固体可用水洗去 【答案】B 【详解】A、挤压胶头滴管后，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，装置内气体增多，压强增大，因此观察到小气球鼓起来，故A说法错误； B、氮气和二氧化碳的化学性质都很稳定，将N2换成CO2也能观察到相同的现象，故B说法正确； C、开始时装置内充满氮气，铁只与水接触没有生锈，挤压胶头滴管，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，铁与水和氧气同时接触会生锈，对比实验可知铁生锈与氧气有关，无法证明铁锈蚀需要水，故C说法错误； D、铁粉中红棕色固体的主要成分是氧化铁，氧化铁难溶于水，因此不能用水洗去，故D说法错误； 故选：B。 【变式2-3】“有一种速度叫中国速度，有一种骄傲叫中国高铁”。高铁建设过程中用到了大量的铁合金和铝合金。铝耐腐蚀，但是铁易生锈，某兴趣小组对高铁建设过程中铁的锈蚀进行了探究。 任务一  了解高铁建设中用到的金属材料 （1）铁合金包括生铁和钢，生铁和钢的主要区别是 。 （2）铝耐腐蚀的原因是 。 任务二  定性探究影响铁锈蚀的因素 取五枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行如图实验。 一段时间后，A、D、E中铁钉生锈。B、C中铁钉无明显锈蚀。 【得出结论】 （3）对比试管A、B、C中现象，说明铁锈蚀是铁与 共同作用的过程。 （4）试管D、E中铁钉比试管A中铁钉锈蚀程度严重，通过对比，说明铁锈蚀与溶液中 （填具体微粒符号）有关。 任务三  定量探究影响铁锈蚀的因素 小组设计了图2装置，检查气密性，将5 g铁粉和2 g碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2 mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。 （5）据图3，t2~t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是 。 （6）根据图2、图4分析，t3时刻后压强突然变大，原因是 。 任务四  测定部分生锈的铁粉中铁的含量 甲同学提出可以按照图5装置连接，在锥形瓶中放入一定质量的生锈的铁粉，从分液漏斗中加入足量的稀盐酸，通过测量生成氢气的体积计算生锈铁粉中铁的含量。 （7）乙同学认为用这种方法测得的气体体积不够准确，会导致测得的铁的质量分数变大。乙同学给出以下原因，你认为正确的是_______（填字母序号）。 A．装置的气密性不好 B．铁与盐酸反应放热 C．生成的气体会部分滞留在锥形瓶中 D．没有扣掉加入的盐酸的体积 【反思评价】 （8）小丽同学猜测：铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关，为判断该猜测是否正确，请你设计实验验证小丽同学的猜想： （实验方案包括操作、现象和结论）。 【答案】 （1）含碳量不同 （2）铝与氧气反应表面生成一层致密的氧化膜（合理即可） （3）氧气、水蒸气 （4）Cl- （5）生锈放热量小于热量散失 （6）在t3时刻将注射器中的盐酸注入瓶中，盐酸与铁反应生成氢气，造成瓶内压强突然变大 （7）BD （8）分别将大小相同的无锈铁钉放入不同氧气浓度的试管中，并且试管中有等量的水，若观察到氧气浓度较高的试管中铁钉生锈严重，则说明氧气浓度越高，铁生锈越快（合理即可） 【详解】 （1）生铁和钢的含碳量不同，因为性质存在差异； （2）铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝在空气中易被氧气氧化生成致密的氧化铝保护膜； （3）A中铁钉与氧气和水共同接触，B中铁钉只与水接触，C中铁钉只与氧气接触，且A中铁钉生锈，B、C中铁钉无明显锈蚀，对比可知铁锈蚀是铁与空气中的氧气和水作用的过程； （4）试管A内液体为水，试管D中溶液为氯化钠溶液，试管E中溶液为盐酸，试管D、E溶液中均含有氯离子，两试管中铁钉比试管A中铁钉锈蚀程度严重，说明铁锈蚀与溶液中的氯离子（符号为：Cl-）有关； （5）由图3可知，铁生锈过程中温度升高，说明铁生锈放热；铁生锈后，装置内的氧气含量变少，生锈速率变慢，而装置散热，则t2～t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，是因为生锈放热小于热量散失； （6）盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，同时放出热量，由图3、图4知，t3时刻后，温度和压强都明显增大，所以稀盐酸注入烧瓶中的时刻是t3； （7）A、装置的气密性不好，生成的氢气会扩散到空气中，导致测定的铁的质量分数偏小，故不符合题意； B、铁与盐酸反应放热，会使测定的氢气的体积偏大，导致测定的铁的质量分数偏大，故符合题意； C、装置内原来的空气没有排掉，不会影响测定氢气的体积，故不符合题意； D、没有减去加入的盐酸的体积，会使测定的氢气的体积偏大，导致测定的铁的质量分数偏大，故符合题意；故选BD； （8）若想证明铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关，需要设计对比实验，具体方案为：分别将大小相同的无锈铁钉放入不同氧气浓度的试管中，并且试管中有等量的水，若观察到氧气浓度较高的试管中铁钉生锈严重，则说明氧气浓度越高，铁生锈越快。 【知识梳理3 金属防锈的原理和方法】 防止铁锈蚀的方法 ①保持铁制品的洁净和干燥 ②铁制品表面制成保护膜 ③改变其内部结构，制成不锈钢 【题型3 金属防锈的原理和方法】 【例3】铁是一种化学性质比较活泼的金属， （1）普通的铁制品在 （选填“潮湿空气”或“干燥空气”）中容易生锈，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，铁锈的成分复杂，主要是 。当环境中存在食盐等其它物质时，会 （“加速”或“减慢”）铁锈蚀的速度。 （2）防止金属锈蚀的原理主要有： 对于铁锅、菜刀这类铁制品，我们通常采用 的方法防锈。人们通常采用在钢铁表面 的方法来防止钢铁生锈。例如，在车船的表面喷涂 ，在机械表面涂 ，在脸盆、杯子等表面烧涂搪瓷等。此外，可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属。比如 或 等，铁锈不能起保护作用是因为其质地 （填“疏松”或“致密”）。 【答案】 （1） 潮湿空气 O2（或氧气） H2O（或水） Fe2O3 加速 （2） 保持洁净、干燥 覆盖保护层 油漆 防锈油 Zn Sn（合理即可） 疏松 【详解】 （1）普通的铁制品在潮湿空气中容易生锈，是因为铁与空气中的氧气、水等物质发生了一系列的反应，生成铁锈；铁锈的成分复杂，主要成分是氧化铁；铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，食盐会加速铁的锈蚀，故当环境中存在食盐等其它物质时，会加速铁锈蚀的速度； （2） 铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止铁制品生锈，可以隔绝氧气和水，对于铁锅、菜刀这类铁制品，我们通常采用保持洁净、干燥的方法；人们通常采用在钢铁表面覆盖保护层的方法来隔绝氧气和水，防止钢铁生锈，例如，在车船的表面喷涂油漆，在机械表面涂防锈油，在脸盆、杯子等表面烧涂搪瓷等；此外，可以在钢铁表面镀上一层能起保护作用的其他金属，可以使铁与氧气和水隔离，从而防止铁生锈。比如Zn或Sn等；铁锈不能起保护作用是因为其质地疏松，具有吸附性，会加速铁的锈蚀； 【变式3-1】世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的。下列防止铁生锈的方法错误的是 A．在铁护栏表面涂上一层油漆 B．菜刀用后洗净擦干 C．用带油的布直接擦被雨水淋湿的自行车 D．水龙头表面镀铬 【答案】C 【分析】铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触，防止铁生锈的原理是破坏铁生锈的条件。 【详解】A、在铁护栏表面涂上一层油漆，可以隔绝氧气和水，从而防止铁生锈，故A正确； B、菜刀用后洗净擦干，可以减少与水的接触，可以防止铁生锈，故B正确； C、用带油的布直接擦被雨水淋湿的自行车，不能完全擦干，油膜不能完全隔绝铁与氧气、水的接触，不能防止铁生锈，故C不正确； D、水龙头表面镀铬，可以隔绝氧气和水，可以防止铁生锈，故D正确。 故选C。 【变式3-2】兴趣小组的同学在实验室发现了一些生锈的铁钉，他们设计并完成了以下除锈实验。有关说法正确的是 A．滴加少量稀盐酸即可 B．用稀硫酸代替稀盐酸也能达到目的 C．去铁锈后的铁钉可涂抹氯化钠溶液防锈 D．铁钉表面产生的气泡是铁锈与盐酸反应生成的 【答案】B 【详解】A、为了将铁钉表面的铁锈除尽，应滴加适量的稀盐酸，说法错误，不符合题意； B、铁锈主要成分是氧化铁，稀硫酸能与氧化铁反应生成硫酸铁和水，故用稀硫酸代替稀盐酸也能达到目的，说法正确，符合题意； C、氯化钠溶液会加快铁钉锈蚀，故铁锈后的铁钉不能涂抹氯化钠溶液防锈，说法错误，不符合题意； D、铁钉表面产生的气泡是铁与盐酸反应生成的氢气，说法错误，不符合题意。 故选：B。 【变式3-3】某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈，他联想到探究铁生锈条件的实验，决定采用控制变量法探究铜生锈的原因，请你一起探究。 【提出问题】铜生锈的原因是什么？ 【查阅资料】铜锈的主要成分是，俗称铜绿。 【猜想与假设】 （1）根据查阅的资料猜测：铜生锈是铜与空气中的氧气、水和 共同作用的结果。 【设计与实验】 他仿照探究铁生锈条件的实验，设计并进行了如下四个实验（说明：实验中用到的蒸馏水 均已煮沸过且铜丝已打磨干净）。 编号 ① ② ③ ④ ⑤ 实验 现象 无明显现象 无明显现象 铜丝表面有绿色物质 无明显现象 无明显现象 【解释与结论】 （2）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。 （3）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是 和 （填编号）。 （4）对比实验②和③，得出的结论是 。 （5）为验证猜想，应在实验⑤瓶中添加物质 。 （6）由上述实验可推知，铜生锈的条件是 。 【反思与应用】 （7）结合上述实验，你对保存铜制品的建议是 。 【答案】 （1）二氧化碳/CO2 （2）除去水中溶解的氧气 （3） ① ③ （4）铜生锈需要氧气 （5）氧气和二氧化碳 （6）铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果 （7）保持铜表面干燥洁净（合理即可） 【详解】 （1）铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，含有铜元素、碳元素、氧元素和氢元素，根据质量守恒定律，化学变化前后元素的种类不变，则反应物中含有铜元素、碳元素、氧元素和氢元素，空气中的O2和H2O中含有氧元氧元素和氢元素，空气中能提供碳元素的时二氧化碳，所以铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果； （2）气体的溶解度随温度的升高而减小，实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是除去水中溶解的氧气； （3）“铜生锈一定与CO2有关”则实验控制的因素是二氧化碳，实验①中铜只与氧气和水接触不生锈，实验③铜与氧气、水和二氧化碳同时接触生锈，所以对比实验①和③，得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论； （4）实验②铜只与水和二氧化碳接触不生锈，实验③铜与氧气、水和二氧化碳同时接触生锈，对比实验②和③，得出结论“铜生锈需要氧气”； （5）对比实验①和③，得出“铜生锈需二氧化碳”的结论，对比实验②和③，得出结论“铜生锈需要氧气”，则还需探究的影响因素是水，所以实验⑤瓶中添加的物质是氧气和二氧化碳； （6）对比实验①和③，得出“铜生锈需二氧化碳”的结论，对比实验②和③，得出结论“铜生锈需要氧气”，对比实验③和⑤，地出“铜生锈需水”的结论，所以由上述实验可推知，铜生锈的条件是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果； （7）铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果，防锈的措施是隔绝铜氧气、水和二氧化碳，故铜制品保存时保持其表面干燥洁净。 【知识梳理4 废金属的回收利用】 1.保护金属资源的重要性 ①金属资源是有限的。 2 废旧金属的随意丢弃，不仅会造成资源浪费，还会造成_环境污染。 2. 保护金属资源的有效途径 ①防止金属锈蚀 。 ②废旧金属回收利用。 ③有计划、合理地开采矿物，严禁乱采滥挖。 ④寻找金属的代用品。 【题型4 废金属的回收利用】 【例4】2024年3月18日~21日，习近平总书记在湖南考察。期间，习近平考察了巴斯夫杉杉电池材料有限公司。这是一家主营锂离子电池正极材料研发、生产和销售的企业。目前该公司致力于创造正极材料化学新作用，加快发展新质生产力、扩大高水平对外开放，追求可持续发展的未来。 （1）锂原子（Li）容易 电子（填“得到”或“失去”），变成锂离子（Li+）。 （2）锂离子电池材料之一是钴酸锂（），其中钴元素（Co）的化合价为 价。 （3）由于废旧的锂电池处理不当会对人类和环境造成危害，所以废旧锂电池需要回收处理。下列有关说法错误的是___________（填字母代号）。 A．回收废旧锂电池可以将有害物质转移到专门的机构进行处理 B．回收废旧锂电池可以将有价值的金属元素回收再利用 C．废旧锂电池可以随意混放于普通垃圾中进行回收处理 D．回收废旧锂电池有助于环境保护和促进可持续发展 【答案】 （1）失去 （2）+3 （3）C 【详解】 （1）Li为3号元素，其最外层电子数是1，小于4个，在化学反应中易失去电子，故填：失去； （2）钴酸锂（LiCoO2）中锂元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，设钴元素（Co）的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，得，即钴元素（Co）的化合价为+3，故填：+3； （3）A、回收废旧锂电池可以将有害物质转移到专门的机构进行处理，防止产生污染，故A不符合题意； B、电池中含有金属锂，回收废旧锂电池可以将有价值的金属元素回收再利用，故B不符合题意； C、废旧锂电池不可以随意混放于普通垃圾中进行回收处理，正确的废旧锂电池回收方法：将其与其他垃圾分开，找到指定废旧电池回收站点进行回收，故C符合题意； D、回收废旧锂电池有助于环境保护和促进可持续发展，故D不符合题意。 故选C。 【变式4-1】垃圾分类是生态文明建设的重要措施。从垃圾分类角度，易拉罐属于 A．B．C． D． 【答案】B 【详解】A、厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，不符合题意； B、可回收物就是再生资源，指生活垃圾中未经污染、适宜回收循环利用的废物。 主要包括废弃电器电子产品、废纸张、废塑料、废玻璃、废金属等五类，易拉罐属于废弃金属，属于可回收物，符合题意； C、其它垃圾指除可回收物、有害垃圾、餐厨垃圾外的其他生活垃圾，即现环卫体系主要收集和处理的垃圾，一般都采取填埋、焚烧等方法处理，不符合题意； D、有害垃圾指生活垃圾中对人体健康或自然环境造成直接或潜在危害的物质，必须单独收集、运输、存贮，由环保部门认可的专业机构进行特殊安全处理。常见的有害垃圾包括废灯管、废油漆、杀虫剂、废弃化妆品、过期药品、废电池等，不符合题意。 故选B。 【变式4-2】城市的废旧电器是一座“金属矿山”，某废旧电器中含有锌、铜、镍（）三种金属，兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍，做了如下的探究。 已知：硫酸镍（化学式）能溶于水。 实验一：探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱 【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序，提出了以下猜想。 （1）猜想一：；猜想二：；猜想三： ； 【进行实验】 （2）兴趣小组进行了如下的实验，请完成实验报告。 实验步骤 实验现象 解释与结论 取三支试管，分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。 锌片表面产生的气泡较快；镍片表面产生的气泡较慢；铜片无明显现象。 猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。 实验二：从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍 【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。 （3）步骤①中得到的金属是 （填化学式）。 【反思与评价】 （4）废旧电池回收利用的意义 （任写一点）。 【答案】 （1）Ni＞Zn＞Cu （2） 一 （3） （4）节约金属资源，减少污染，保护环境（合理即可） 【详解】 （1）由金属活动性顺序可知，金属活动性：Zn＞Cu，镍的金属活动性未知，故可作出猜想：猜想一： Zn>Ni>Cu ；猜想二： Zn>Cu>Ni ；猜想三：Ni＞Zn＞Cu； （2）取三支试管，分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。锌片表面产生的气泡较快；镍片表面产生的气泡较慢；铜片无明显现象，说明在金属活动性顺序里，锌、镍排在氢前，且锌比镍活泼，铜排在氢后，故三种金属的活动性顺序为：Zn＞Ni＞Cu，故猜想一正确； 镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气，该反应的化学方程式为：； （3）步骤①中加入过量稀硫酸，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，镍和稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气，铜和稀硫酸不反应，故得到的金属A是Cu； （4）废旧电池回收利用，可以节约金属资源，减少污染，保护环境。 【变式4-3】废旧手机电路板含有Ni、Fe、Cu、Ag等金属，回收利用既能减少环境污染还能实现资源重复利用。某兴趣小组开展了废旧手机回收大行动。 （1）收回：废旧手机电路板及手机电池应分类投放垃圾桶，其中电路板应投入如图所示的 垃圾桶中（填“有害”或“可回收物”）。 （2）溶解：往电路板中加入过量的 （填一种酸溶液），可以去除电路板中的活泼金属得到Cu和Ag。 （3）探究：Ni、Fe、Cu三种金属的活泼性。教师提供镍片、铁片、铜片、氯化亚铁溶液、氯化铜溶液、稀盐酸等试剂。 【查阅资料】镍是银白色固体。 【提出问题】Ni、Fe、Cu三种金属的活泼性顺序是如何呢？ 【作出猜想】猜想1：Ni>Fe>Cu  猜想2： 。  猜想3：Fe>Cu>Ni 【实验探究】 实验序号 操作 现象 解释与结论 1 将镍片、铁片、铜片分别加入稀盐酸溶液中，观察现象 镍片、铁片表面产生气泡，铜无明显现象 猜想3不正确。镍与稀盐酸发生置换反应，生成显+2价的氯化镍，反应的化学方程式是 。 2 将铁片放入盛有氯化镍溶液的试管中，观察现象 。 猜想2成立 【拓展延伸】兴趣小组还可以选用上述试剂中的氯化亚铁溶液、 、氯化铜溶液进行实验能得出三种金属的活动性顺序。 【应用反思】每年的6月5日是世界环境保护日，调查小区居民在对废旧手机处理的做法中正确的是 （多选，填字母）。 A．随厨余垃圾丢弃       B．清除数据后回收 C．直接焚烧处理       D．捐赠他人二次使用 【答案】 （1）可回收物 （2）稀硫酸（合理即可） （3） Fe＞Ni＞Cu 有银白色固体析出，溶液由无色变为浅绿色 镍片/Ni/镍 BD 【详解】 （1）废旧手机电路板含有Ni、Fe、Cu、Ag等金属，可回收利用，故属于可回收物； （2）活泼金属能与稀硫酸反应，故可加入过量稀硫酸除去活泼金属； （3）作出猜想：在金属活动性顺序里，铁排在铜前，镍的位置未知，结合猜想1、3，故猜想2为：Fe＞Ni＞Cu； 实验探究：1、置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，故镍与稀盐酸发生置换反应，生成显+2价的氯化镍，还应生成了氢气，该反应的化学方程式为：； 2、结论为猜想2成立，则铁比镍活泼，则将铁片放入盛有氯化镍溶液的试管中，则铁与氯化镍反应生成氯化亚铁和镍，现象为：有银白色固体析出，溶液由无色变为浅绿色； 拓展延伸：还可以选用上述试剂中的氯化亚铁溶液、镍片、氯化铜溶液进行实验能得出三种金属的活动性顺序，镍和氯化亚铁不反应，无明显现象，说明铁比镍活泼，镍和氯化铜反应生成氯化镍和铜，有红色固体析出，说明镍比铜活泼，可以得出三种金属的活动性顺序； 应用反思：A、废旧电池中的电路板中含有金属，应回收利用，不能随厨余垃圾丢弃，不符合题意； B、清除数据后回收，可以实现资源的有效利用，减少污染物的排放，保护环境，符合题意； C、直接焚烧处理，会产生大量的污染物，污染空气，不符合题意； D、捐赠他人二次使用，可以节约资源，符合题意。 故选BD。 【知识梳理5 铁锈蚀的利用】 【题型5 铁锈蚀的利用】 【例5】铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石（保温作用）和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用左图装置进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是 A．“暖宝宝”发热原理是Fe粉与H2O、O2反应 B．由O2浓度变化推测，Fe粉可用作食品脱氧剂 C．封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料 D．“暖宝宝”能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物状态是影响反应速率的因素之一 【答案】C 【详解】A、铁的锈蚀是缓慢氧化，此反应过程中会放出热量，因此“暖宝宝”发热原理是Fe粉与H2O、O2反应，选项说法正确； B、由图示信息可知，装置内的氧气的浓度降至较低浓度，因此Fe粉可用作食品脱氧剂，选项说法正确； C、封装“暖宝宝”的外包装袋应选不透水、不透气的材料，这样才能保证“暖宝宝”不失效，选项说法错误； D、“暖宝宝”中的铁粉是粉末状的，能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物的表面积是影响反应速率的因素之一，选项说法正确。 故选C。 【变式5-1】某些食品包装袋内常有一小包“双吸剂”，用来吸收氧气和水分，以防食品腐蚀变质。下列物质可作“双吸剂”的是 A．生石灰 B．铁粉 C．炭粉 D．烧碱 【答案】B 【详解】A、生石灰只能吸收水分，不能与氧气反应，不能用作“双吸剂”，故选项错误； B、铁粉能和水、氧气反应生成铁锈，铁锈很疏松，易吸水，可以用作“双吸剂”，故选项正确； C、炭粉常温下不与氧气、水分反应，不能用作“双吸剂”，故选项错误； D、烧碱具有吸水性，但不与氧气反应，不能用作“双吸剂”，故选项错误。 故选：C。 【变式5-2】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）全国资源的利用：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 。 【答案】 （1）氧气 （2）密封 （3）好处：铁生锈可以吸收氧气和水，作干燥剂/双吸剂；坏处：浪费金属资源（开放题合理即可） 【详解】 （1）全国资源的利用：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。 【变式5-3】蒸汽眼罩是我们日常生活中常见的缓解眼睛疲劳的产品，简单实用。某化学兴趣小组的同学对蒸汽眼罩开展了以下研究。 【查阅资料】 ①蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成，发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石（保温作用，可以减缓热量散失）、高吸水树脂（良好保水性能，为眼罩提供水蒸气）等。 ②铁粉、四氧化三铁均能被磁铁吸引 （1）任务一    验证蒸汽眼罩发热体内含有铁粉和氯化钠 Ⅰ. 甲同学用磁铁吸引了部分发热体内固体粉末，放入试管中，滴加硫酸铜溶液，观察到有红色固体析出，证明发热体内含有铁粉。 Ⅱ. 乙同学另取少量发热体内固体粉末于烧杯中，加入足量水，用玻璃棒搅拌.静置后，取上层清液于试管中，加入 溶液，产生白色沉淀，证明发热体内含有氯化钠.写出该反应的化学方程式 。 （2）任务二    探究蒸汽眼罩的发热原理 根据“使用方法——打开蒸汽眼罩包装，接触空气即开始发热”，小组同学进行了以下实验：取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中，通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如图。 据图回答：发热体内的物质和空气中的 发生了反应，理由是 。 实验后，同学们观察到部分黑色固体变为红棕色，分析蒸汽眼罩的热量来源于铁粉生锈。有同学提出疑问，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，但是蒸汽眼罩打开后会迅速升温，这是为什么呢？他们又设计了以下实验方案进行验证. 方案 药品 分钟前后氧气含量变化 1分钟前后温度变化 实验1 4g铁粉、2mL水 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验2 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验3 4g铁粉、2mL水、 g活性炭 20.1%→20.1% 16℃→16℃ 实验4 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠、2g活性炭 20.1%→15.0% 16℃→55℃→26℃ 实验3中应取用活性炭的质量是 g。实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与氧气和 共同作用的结果。 【拓展延伸】工厂在蒸汽眼罩密封装袋时，应确保 。 【答案】 （1）硝酸银 NaCl + AgNO3=AgCl↓+ NaNO3 （2）氧气 氧气的含量降低，二氧化碳的含量不变 2 水、氯化钠、活性炭 干燥 【详解】 （1）氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，则可加入硝酸银溶液； 反应的化学方程式为：NaCl + AgNO3=AgCl↓ + NaNO3。 （2）根据图中信息可知，氧气含量较少，二氧化碳含量几乎不变，说明物质和空气中的氧气发生了反应。对比实验中要控制变量，实验4中加入2g活性炭，则实验3加入的活性炭的质量应为2g； 对比表中数据，实验1、2、3中温度都没变化，而实验4温度明显升高，说明温度迅速上升的原因是铁粉与氧气和水、氯化钠、活性炭共同作用的结果。 [拓展延伸]工厂在蒸汽眼罩密封装袋时，应确保干燥，防止其反应。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$