2025年安徽省中考化学一轮复习第八单元金属和金属材料课件

第一部分　教材知识复习 第八单元　金属和金属材料 纯金属 合金 金属光泽 导电 导热 延展 铜 金 汞 银 钨 金属或非金属 金属特征 更高 更好 较低 钛合金 生铁 钢 含碳量 致密的氧化铝薄膜 4Al＋3O2===2Al2O3 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑ Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 浅绿色 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 红 无色 2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu 银白 蓝色 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag 单质 化合物 单质 化合物 由强逐渐减弱 强 氢气 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 赤铁矿石 焦炭 高炉 生铁 空气中的氧气、水蒸气 涂油 刷漆 合金 D D C 过滤 引流 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu FeSO4、ZnSO4 没有气泡产生 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ Zn ＞ 气泡 氢 氢 强 强 D 红 Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu 蓝 能 稀盐酸(或氯化钠溶液等) 白色沉淀 硫酸锌也能与硝酸钡反应产生白色沉淀 Zn2+ AC ①② 氧气 水蒸气 氧气 氧气 氧气 水蒸气 氧气 水 B 除去水中溶解的氧气 氧气和水 烧杯中的水流入锥形瓶内 红棕 加快铁锈蚀的速率 进入集气瓶中水的体积 保持装置气密性良好 更环保 铁与空气中的氧气、水发生反应生成铁锈，消耗氧气，使集气瓶内气体减少 放热 生锈过程放出的热量小于散失的热量 t3 D 石灰石(或大理石)和稀盐酸 吸收二氧化碳 红棕色固体变黑色 收集一氧化碳气体 CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 澄清石灰水变浑浊 提高了CO的利用率 谢谢观看！ 　金属材料 1．金属材料的分类 项目 种类 举例 类属 金属材料 __________ 铁、铜、铝、银等 纯净物 ________ 青铜、黄铜、生铁等 混合物 2.金属的物理性质 (1)共性：常温下，大多数金属都是固体，有____________、有优良的________性、________性和________性。 (2)特性 ①颜色：铁、铝等大多数金属呈银白色，而______呈红色，______呈黄色。 ②状态：大多数金属为固体，而______为液体。 ③不同的金属性质不同，______的导电性最强；熔点最高的金属是______。 3．物理性质与用途之间的关系 金属的物理性质 应用 易导电 制电线、电缆 易导热 制炊具 有延展性 拉成丝、压成薄片 机械强度好 制造车辆、防盗门窗、机械等 有金属光泽 制装饰品 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 4．合金 在纯金属中加热熔合某些________________，就可以制得具有____________的合金。 (1)合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属________，抗腐蚀性能等也________，熔点________。合金具有广泛的用途，如__________可制“人造骨骼”等，被誉为21世纪的重要金属材料。 (2)常见的铁合金是________和______，其主要区别是__________不同。 (3)比较合金与其组分金属性质的方法 ①用刻画法可比较硬度的大小，用合金在组分金属上刻画，组分金属上留有痕迹。 ②用加热法可比较合金与组分金属的熔点高低，同时加热合金及其组分金属，合金先熔化。 (1)合金一定是混合物，可由多种金属或金属和非金属熔合而成，该过程没有生成新物质，属于物理变化。 (2)合金中一定有金属存在，但不一定都是金属与金属熔合而成，还有可能是金属与非金属。 　金属的化学性质 1．金属＋氧气→金属氧化物 (1)铝的抗腐蚀性好，是因为其在空气中与氧气反应，表面生成一层__________________，从而阻止铝进一步被氧化，其反应的化学方程式为____________________________。 (2)铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为__________________________________。 (3)铜与氧气反应的化学方程式为_____________________________。 (4)“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应。 3Fe＋2O2Fe3O4 2Cu＋O22CuO ◆注意：铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时，生成一层致密的保护膜；金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定，不与氧气反应。 2．金属＋酸―→盐＋氢气 金属 现象 反应的化 学方程式 稀盐酸 稀硫酸 镁 反应剧烈，产生气泡，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰，反应后溶液仍为无色 ______________________________、 _______________________________ 金属 现象 反应的化 学方程式 稀盐酸 稀硫酸 锌 反应较快，产生气泡，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰，反应后溶液仍为无色 ______________________________、 _______________________________ 金属 现象 反应的化 学方程式 稀盐酸 稀硫酸 铁 反应缓慢，产生气泡，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰，溶液由无色逐渐变成__________ ______________________________、 _______________________________ 铜 无明显现象 不反应 3.金属＋盐→新盐＋新金属 实验设计 实验现象 化学方程式 铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝表面有______色固体析出，溶液由蓝色变为________ ____________________________________ 铜丝浸入硝酸银溶液中 红色的铜丝表面附着一层________色物质，溶液由无色变为________ _____________________________________ 单质铁与酸或盐溶液发生置换反应时，生成的是亚铁盐(即铁元素为＋2价)，如FeCl2和FeSO4等，且亚铁盐溶液都为浅绿色。 　置换反应 1．定义：由一种________与一种__________反应，生成另一种________和另一种__________的反应叫作置换反应。置换反应是化学反应的基本类型之一。 2．特征：反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。通式为A＋BC―→B＋AC。 3．常见的置换反应 (1)活泼金属与稀盐酸、稀硫酸反应，如Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。 (2)活动性强的金属与活动性弱的金属的盐溶液反应，如Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 (3)C、H2还原金属氧化物的反应，如C＋2CuO2Cu＋CO2↑。 由于置换反应是单质与化合物反应生成新的单质和新的化合物，单质中元素的化合价为0，化合物中元素的化合价不为0，因此置换反应中一定有元素化合价发生改变。 　金属活动性顺序及其应用 1．常见金属的活动性顺序 2．金属活动性顺序判断的依据 (1)金属与氧气、盐酸、稀硫酸及盐溶液的反应：金属与氧气反应越容易或与酸反应越剧烈，说明金属活动性越强；金属与盐溶液能发生反应，说明该金属的活动性比盐溶液中金属的活动性强(K、Ca、Na除外)。 (2)金属活动性顺序：金属越靠前，活动性越强。 (3)化学方程式：反应物中金属的活动性比生成物中金属的活动性强。 (4)在自然界的存在形式：以化合态存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强。 利用金属与稀盐酸或稀硫酸能否反应以及反应的剧烈程度可以判断金属的活动性强弱。金属与酸反应越剧烈，金属越活泼。但要注意酸的种类、浓度、体积及金属表面积、温度等因素也会影响金属与酸反应的剧烈程度，设计实验应注意控制变量。 3．金属活动性顺序的应用 (1)比较常见金属的活动性：金属的位置越靠前，它的活动性就越______。 (2)判断金属与酸能否发生反应：排在氢前面的金属能与酸反应放出________。(酸不包括浓硫酸和硝酸，因为它们具有强氧化性，与金属反应不生成H2) (3)判断金属与盐溶液能否发生反应：位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液里置换出来(盐必须可溶于水，金属不包括K、Ca、Na，因为K、Ca、Na太活泼，会与水反应)。 (4)根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分 将某一较活泼金属的单质A放入含有两种较不活泼金属B和C(金属活动性：B＜C)的盐溶液中，优先与最不活泼金属的盐溶液反应，该溶液完全反应后再与较活泼金属盐溶液反应。反应后的成分判断如下： 临界点： b点：滤液为A的盐溶液、C的盐溶液；滤渣为B； c点：滤液为A的盐溶液；滤渣为B、C。 反应区间： ab段：滤液为A的盐溶液、B的盐溶液、C的盐溶液；滤渣为B； bc段：滤液为A的盐溶液、C的盐溶液；滤渣为B、C； 大于c点：滤液为A的盐溶液；滤渣为A、B、C。 4．金属活动性顺序的探究(见实验剖析) 　金属资源的利用与保护 1．地球上的金属资源 (1)金属资源的存在形式 存在于 地壳和海洋中 存在形式 单质(少数很不活泼的金属，如金、银等) 化合物(金、银等以外的其他金属) (2)常见的金属矿石 名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要 成分 ______________ _______________ ____________ Cu2O TiO2 MnO2 2.金属的冶炼 (1)铁的冶炼(见实验剖析) (2)工业炼铁 ①原料：____________、________、石灰石、空气。 ②原理：_______________________________________(用化学方程式表示)。 ③设备：________。 ④产品：________。 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 3．金属的锈蚀与防护 (1)铁锈蚀的原理：与________________________等发生反应。 (2)防止铁生锈的方法：在铁制品表面________、________、镀耐磨和耐腐蚀的铬，以及制造耐腐蚀的________等。 (3)铁钉生锈条件的探究(见实验剖析) 防止铁生锈常采用的方法 (1)干：保持铁制品表面洁净和干燥。 (2)膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。 (3)镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。 (4)烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝等。 (5)改：改善金属的本质，添加合金元素，如在铁制品中加入镍制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。 4．保护金属资源 (1)防止金属腐蚀。 (2)回收利用废旧金属。 (3)有计划、合理地开采金属矿物，严禁不顾国家利益地乱采矿。 (4)寻找金属的代用品。 　金属与酸反应的图像分析 金属与酸反应的图像分析 (1)等质量金属与足量的酸反应 酸是足量的，说明金属完全反应，所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。可用右图表示。 此图反映出： ①金属越活泼，图示反应物的曲线越陡，如Mg线比Zn线陡，Zn线比Fe线陡。 ②当金属在化合物中化合价相同时，金属的相对原子质量越小，与酸反应产生的氢气越多，曲线的拐点越高。可简单概括为越陡越活，越高越小。 (2)足量的金属与等量的酸反应 金属是足量的，说明酸完全反应，最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算，所以最终生成氢气的质量相等。可用下图表示。 1．(2024·安徽模拟)小明同学取表面积相同的镁、铝、锌三种金属片，分别放入盛有质量和质量分数都相等的稀盐酸的锥形瓶中，密封装置，采集数据，得到如图所示的压强变化曲线。下列说法正确的是(　 　) A．曲线A对应金属锌与稀盐酸反应 B．曲线A一段时间后呈下降趋势，说明装置漏气 C．反应后锥形瓶内的气体可直接点燃 D．曲线B前200 s压强变化不明显，是因为铝表面有一层致密的氧化铝薄膜 解析：三种金属中镁的金属活动性最强，反应速率最快，所以金属镁对应的气压变化曲线是A；A曲线是金属镁与盐酸的反应，该反应放出大量的热，一段时间后曲线A呈下降趋势，是热量散失导致气压减小；镁、铝、锌与稀盐酸反应产生氢气，反应后锥形瓶中的气体是氢气，氢气不纯会产生爆炸，则需要验纯后再点燃；铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铝反应完，铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，所以铝对应的曲线是B，反应速率先慢后快。 2．(数字化实验)(2024·安徽合肥庐阳区二模)小明同学在探究金属与酸的反应时，将足量镁片、铝片(均已去除氧化膜)分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应(装置如图甲)，用压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法错误的是(　 　) 　 A．反应结束后二者产生氢气的体积相等 B．曲线②为铝与盐酸反应的压强变化曲线 C．反应结束后，消耗质量较多的金属是Mg D．AB段下降的原因是随着反应的进行盐酸浓度逐渐减小 解析：最终稀盐酸完全反应，生成氢气质量相等；镁比铝活泼，镁和盐酸反应的速率更快，曲线②为铝与盐酸反应的压强变化曲线；最终压强相等，说明反应生成的氢气体积相等，生成的氢气质量相等时，消耗镁的质量较大；AB段下降的原因是完全反应后不再放热，也不再产生气体，气压减小。 　金属活动性顺序的应用 金属活动性顺序的常见应用 (1)判断某些置换反应能否发生 ①判断金属与酸能否反应 条件 ②判断金属与盐溶液能否反应 条件 (2)根据金属与酸反应的剧烈程度或产生氢气的速率判断金属活动性顺序 如镁、锌、铁三种金属与同溶质质量分数的稀硫酸反应产生氢气的速率：Mg>Zn>Fe，则金属活动性顺序为Mg>Zn>Fe。 (3)根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分 如向Cu(NO3)2、AgNO3混合液中加铁粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分。 铁与Cu(NO3)2和AgNO3溶液反应有先后顺序，如果铁足量，先将AgNO3中的Ag完全置换后再置换Cu(NO3)2中的Cu，那么滤液中只有Fe(NO3)2；如果铁的量不足，依据“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分。 3．(模型构建)(2024·安徽六安舒城县模拟)模型能够直观反映化学变化的结果。将一定质量的镁条放入某一溶液(如图)，其溶质硫酸锌和硫酸亚铁的质量相同，充分反应后烧杯内固体的组成和质量大小关系不可能的是(　 　) 　　　 解析：将镁条加入硫酸锌和硫酸亚铁的溶液中，镁先与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁，硫酸亚铁完全反应之后，若镁还有剩余，镁再与硫酸锌反应生成硫酸镁和锌。由图A知，镁无剩余，且硫酸锌反应了一部分，则硫酸亚铁完全反应，则生成的铁和锌的质量可能相等；由图B知，镁无剩余，且硫酸锌反应了一部分，则硫酸亚铁完全反应完，则生成的铁的质量可能大于生成的锌的质量；由图C知，镁有剩余，则硫酸亚铁和硫酸锌均反应完全，等质量的硫酸锌和硫酸亚铁完全反应，生成铁的质量一定小于生成锌的质量，而图示中生成铁和锌的质量相等是不合理的；由图D知，镁有剩余，硫酸亚铁和硫酸锌均反应完全，等质量的硫酸锌和硫酸亚铁完全反应，生成铁的质量一定小于生成锌的质量。 4．(2024·安徽马鞍山二模)实验室有100 g废液，其中含有硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌。现对废液进行处理得到铜和硫酸锌溶液，实验流程如图所示。 (1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均包含的操作名称是________，实验室进行此操作需要玻璃棒的作用是________。 (2)步骤Ⅰ反应的化学方程式________________________________________。滤液B的主要成分是____________________________(填化学式)。 (3)步骤Ⅱ当观察到________________时，说明滤渣A中铁已经完全反应，该反应的化学方程式为____________________________________________________。 (4)步骤Ⅲ中加入的X是________(填化学式)，理论上所得硫酸锌溶液的质量______(填“＞”“＜”或“＝”)原废液中硫酸锌溶液的质量。 解析：100 g废液中含有硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌，加入过量的铁，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，所以滤渣A中含有铜、铁，滤液B中含有硫酸锌和硫酸亚铁，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以C中含有硫酸亚铁和硫酸，滤液B、C中加入过量的X得到硫酸锌，所以X是锌。(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均包含的操作名称是过滤，实验室进行此操作需要玻璃棒的作用是引流。(2)步骤Ⅰ的反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，滤液B的主要成分是FeSO4、ZnSO4。(3)步骤Ⅱ当观察到没有气泡产生时，说明滤渣A中铁已经完全反应，该反应是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。(4)步骤Ⅲ中加入的X是Zn；由于有硫酸锌生成，所以理论上所得硫酸锌溶液的质量大于原废液中硫酸锌溶液的质量。 　金属活动性顺序的探究 1．实验原理及判断方法 借助金属与酸溶液、盐溶液能否发生反应及反应的速率来判断金属的活动性强弱。 判断方法 操作方法 现象与结论 金属能否与稀硫酸或稀盐酸反应 将金属插入稀硫酸或稀盐酸中，观察是否产生气泡 有________产生，说明该金属在金属活动性顺序中排在______之前，否则排在______之后 金属与稀硫酸或稀盐酸反应的速率 将表面积相等的金属插入等浓度等质量的稀硫酸或稀盐酸中，观察气泡产生的快慢 产生气泡速率快的比产生气泡速率慢的活动性______ 判断方法 操作方法 现象与结论 金属能否与盐溶液发生置换反应 将金属插入某盐溶液中，观察现象(金属表面是不是有另一种金属析出及溶液颜色变化) 如果能将盐溶液中的金属置换出来，说明插入溶液中的金属的活动性较盐溶液中所含金属的活动性______，否则相反 2.设计实验 (1)比较两种金属的活动性强弱(以锌、铜为例) 实验方案 判断方法 方案一 将金属锌放入铜的盐溶液中或将金属铜放入锌的盐溶液中 根据置换反应能否发生(或实验现象)判断 实验方案 判断方法 方案二 将金属锌、铜分别放入稀盐酸中 根据能否与酸反应判断 方案三 将金属锌、铜同时放入金属活动性位于两者中间的金属的可溶性盐溶液(如FeSO4溶液)中或将金属活动性位于两者中间的一种金属分别放入锌、铜的可溶性盐溶液中 根据置换反应能否发生(或实验现象)判断 (2)比较三种金属的活动性强弱 实验方案 判断方法 方案一 两两组合 根据比较两种金属的活动性强弱的方法进行判断 方案二 “两盐夹一金”：选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及另两种金属的可溶性盐溶液作为试剂进行验证 根据金属单质分别与两种金属盐溶液反应的情况进行判断 实验方案 判断方法 方案三 “两金夹一盐”：选用三种金属中活动性最强和最弱的金属单质及另一金属的可溶性盐溶液作为试剂进行验证 根据两种金属单质分别与金属盐溶液反应的情况进行判断 3.实验注意事项 (1)实验前必须除去金属表面的锈。 (2)做金属与酸的反应时一般用稀盐酸或稀硫酸，不能用硝酸或浓硫酸。 (3)金属与盐溶液的反应，盐必须可溶。 (4)并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如K、Ca、Na。 (5)在比较金属活动性时需要注意控制变量法的应用，如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积，金属的形状、表面积需保持一致。 1．(2024·安徽阜阳期末)化学兴趣小组设计了如图实验方案判断金属的活动性顺序。下列说法正确的是(　 　) 　　 A．实验前铝丝和铜丝均不需要打磨 B．试管①中铝丝表面出现银白色固体 C．试管②中铜丝表面出现红色固体 D．通过试管②和③中现象可以判断铝、铜、银的活动性 解析：由于铝丝和铜丝均能和空气中的氧气反应生成氧化膜，实验前打磨铝丝和铜丝的目的是除去表面的氧化膜。试管①中将铝丝插入硫酸铜溶液中，生成硫酸铝溶液和铜，观察到铝丝表面有红色固体附着。试管②中将铜丝插入硝酸银溶液中，生成硝酸铜溶液和银，观察到铜丝表面有银白色固体附着。试管②，铜能与硝酸银溶液反应，说明铜的金属活动性比银强；试管③中铜丝和硫酸铝不反应，说明铜的金属活动性比铝弱，则三种金属活动性由强到弱的顺序为Al＞Cu＞Ag。 2．(2024·安徽六安金安区期末)学习小组同学在探究Zn、Cu、Ag的活动性顺序时，做了如下两个实验，并由此展开了一系列学习探究活动。 　 【学习交流】 (1)实验中观察到，甲中锌丝表面覆盖一层______色固体，反应的化学方程式是____________________________，乙中溶液颜色变为______色。 (2)你认为通过上述实验______(填“能”或“不能”)得出三种金属的活动性强弱。 【拓展探究】 上述实验后，同学们想进行废液的处理与回收，于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中，观察到混合溶液(即废液)澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的CuSO4和AgNO3，为此，他们进行了实验并记录如表： 序号 实验操作 实验现象 实验结论 实验1 取少量废液于试管中，加入____________________________ (填名称) 无明显 现象 废液中没有 AgNO3 实验2 取少量废液于试管中，加入Ba(NO3)2溶液 产生 ____________ 废液中含有未反应完的CuSO4 【反思评价】 讨论后大家一致认为实验2所得结论不合理，你认为理由是______________________________________。 【拓展应用】 同学们尝试从废液中回收铜，将过量锌粉加入废液中，充分反应后过滤，滤液中存在的金属阳离子是_____________(写离子符号)。 解析：【学习交流】(1)锌活动性比铜强，锌能和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，故锌丝表面覆盖一层红色固体；铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，乙中溶液颜色变为蓝色。(2)实验甲中锌与硫酸铜能反应说明锌排在铜前，实验乙中铜能与硝酸银反应说明铜排在银的前面，故推知锌＞铜＞银。【拓展探究】实验1，根据实验结论是废液中没有硝酸银说明实验是检验硝酸银，故加入的试剂应为含有氯离子的物质，原因是氯离子能和银离子结合成氯化银沉淀。实验2，取少量废液于试管中，加入硝酸钡溶液，根据结论是废液中含有未反应完的硫酸铜，硝酸钡和硫酸铜反应能生成硫酸钡沉淀和硝酸铜，故实验现象是产生白色沉淀。【反思评价】因为废液中含有硫酸锌，硫酸锌与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸锌，故也出现白色沉淀，则不能证明是由于硫酸铜剩余造成的。【拓展应用】将过量锌粉加入废液中，由于铜和银都排在锌的后面，锌过量，则所有的铜离子和银离子都会被置换出去，故充分反应后过滤，滤液中存在的金属阳离子是锌离子。] (1)为验证锌、铁、银的金属活动性顺序，同学们设计了如图所示的金属与溶液混合的6种方案。 下列实验组合，能达到实验目的的是________(填序号)。 A.①② B．②④ C．③④⑥ (2)如图是探究金属化学性质的四个实验，要证明铜、铁、银的金属活动性，一定要做的实验是_________。 　　　 　铁钉生锈条件的探究 1．实验原理 铁与空气中的________、__________等物质发生化学反应。 2．实验操作 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 实验 条件 铁钉与空气和水同时接触 铁钉全部浸入蒸馏水中 铁钉在干燥的空气中 实验 图示 3.注意事项 实验中所用蒸馏水经煮沸并迅速冷却，煮沸的目的是将溶解在水中的________除去，迅速冷却的目的是减少(或防止)空气中的________溶入水中；植物油的作用是将蒸馏水和空气隔绝，防止空气中的________溶解到水中；干燥剂的目的是干燥空气，使铁钉不与__________接触。 4．实验现象及分析 实验装置 实验现象 分析 Ⅰ 铁钉生锈 Ⅰ和Ⅱ对比可知影响铁生锈的因素是______； Ⅰ和Ⅲ对比可知影响铁生锈的因素是______ Ⅱ 铁钉没有生锈 Ⅲ 铁钉没有生锈 5.装置创新 6．拓展应用 (1)铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。如图是探究影响铜锈蚀条件的实验。要证明铜锈蚀与二氧化碳有关，需要进行的是实验AD。 　　 　　 (2)若铁锈蚀条件的探究在密闭容器中进行，由于氧气的消耗会使容器内的压强变小，据此原理可用于测定空气中氧气的含量。 3．(创新装置)(2024·安徽蚌埠固镇县二模)某同学用如图装置探究铁生锈的条件。下列有关说法错误的是(　 　) A．水面处的铁钉最先出现红色锈渍 B．反应后，U形管液面左低右高 C．铁钉应保存在干燥的环境中 D．可用稀盐酸除去铁钉表面的铁锈 4．(科学探究与实践)(2024·安徽亳州蒙城县模拟)某“暖宝宝”取暖贴的透气无纺布袋内装有铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质，兴趣小组同学对此展开探究。 【活动一】用铁钉探究铁的锈蚀 某同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计了如图所示的实验。 　　 (1)该实验中将蒸馏水煮沸的目的是______________________。 (2)经过一周的观察，试管B和试管C中的铁钉无明显变化，试管A中的铁钉明显锈蚀，说明铁锈是铁与____________发生化学反应生成的。 【活动二】用“暖宝宝”中的物质探究铁的锈蚀 用无纺布袋装入干燥的铁粉、活性炭和氯化钠，分别放在锥形瓶底部，进行如图所示的实验。 　 (3)图1所示实验，锥形瓶在短时间内发烫，冷却至室温，打开弹簧夹，观察到__________________________， 打开无纺布袋，黑色粉末有部分变成________色，图2和图3所示实验均无明显现象。 (4)与【活动一】所示实验相比较，图1所示实验可在短时间内完成，除了铁粉的因素外，你对活性炭与氯化钠作用的合理猜测是____________________(写出1点即可)。 【活动三】用“暖宝宝”测定空气里氧气的含量 (5)利用【活动二】中图1所示实验，测定空气里氧气的含量。 ①实验时，需要获得的数据有锥形瓶内空气的体积、________________________； 实验时需要注意的事项是______________________(写出1点即可)。 ②与用红磷测定空气里氧气的含量的实验相比，实验利用“暖宝宝”测定空气里氧气的含量的优点是__________(写出1条即可)。 (1)如图为某同学设计的一个改进实验，将用砂纸打磨过的细铁丝部分浸没在水中，此实验能用于测定空气中氧气含量的原因是______________________________________________________________________。 (2)如图1，将5 g铁粉和2 g碳粉加入三颈烧瓶中，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(此时没有推动注射器活塞)，采集数据。据图2分析，说明铁生锈________，t2～t3这段时间反应并未停止但温度却开始降低，原因是____________________________________。据图2、图3分析，稀盐酸注入烧瓶中的时刻是__________(填“t2”或“t3”或“t4”)。 　 　铁的冶炼(知识补充) 1．实验装置 2．实验步骤 (1)检查装置的气密性；(2)装入试剂并固定装置；(3)向玻璃管内通入CO气体；(4)加热氧化铁；(5)停止加热；(6)停止通入CO气体。 3．实验现象 红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。 4．化学方程式 (1)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2(硬质玻璃管中)； (2)Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(试管中)； (3)2CO＋O22CO2(酒精灯处)。 5．注意事项 (1)实验时先通CO的目的是排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸；实验完毕后继续通入CO直到玻璃管冷却的目的是防止氧化铁被还原成的铁粉在较高温度下重新氧化。 (2)因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要经过点燃处理或用气球收集备用，防止污染空气。 6．实验改进方案 (1)改用微型装置 该微型实验装置，不但效果明显，而且又节约试剂。 (2)改进尾气处理方法 ① CO难溶于水——用排水法或气球将CO收集起来 ② CO还可循环利用 该装置既节约了能源，又避免了一氧化碳对空气的污染。 5．(微型实验)(2024·安徽宿州萧县二模)实验室制取一氧化碳发生的化学反应是HCOOHCO↑＋H2O，用如图所示的创新实验装置制取一氧化碳并还原氧化铁时，下列说法不正确的是(　 　) A.应先滴加HCOOH一段时间，后加热盛有Fe2O3的玻璃管 B．实验中玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变成黑色 C．酒精灯加网罩的目的是集中火焰提高温度 D．可用氢氧化钠溶液吸收尾气 6．(2024·安徽模拟)某化学兴趣小组在老师的带领下利用如图装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究。 (1)实验室制取二氧化碳的试剂是______________________________。 (2)B装置的作用是________________，装置D中的现象是____________________。 (3)装置F的作用除了检验CO2，还可以____________________，请写出装置F中发生反应的化学方程式________________________________________________。 用如图所示创新实验装置利用CO和Fe2O3模拟工业炼铁。多功能瓶中能观察到的现象是____________________；该装置的优点是______________________。 $$