6.4 金属的腐蚀-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级下册化学(科粤版2024)

观察到玻璃管中的粉末由红棕色逐渐变为黑色,因为铁、 四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体,所以通过实验现象 不可以判断氧化铁是否完全转化为铁,B错误。该实验发 生的所有化学反应中,最后一步一氧化碳在空气中点燃生 成二氧化碳,其中氧气为单质,氧元素显0价,生成物二氧 化碳中氧元素显-2价,化合价发生变化,C错误。Fe2O3、 Fe3O4 和 FeO 中 铁 元 素 的 质 量 分 数 分 别 为 56×2 56×2+16×3×100%=70% 、 56×3 56×3+16×4×100% ≈ 72.4%、 5656+16×100%≈77.8% 。随着反应的进行,可知 氧化铁反应生成四氧化三铁时,铁的质量分数变大,当全 部生成四氧化三铁时铁元素的质量分数约为72.4%,四氧 化三铁反应生成氧化亚铁时,铁的质量分数变大,当全部 生成氧化亚铁时铁元素的质量分数约为77.8%。当硬质 玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时(介于72.4% 和77.8%之间),此时固体成分是Fe3O4 和FeO的混合 物,D正确。 6.4　金属的腐蚀 1. A 2. B 3. D 4. D 5. (1) 铁粉与空气的接触面积更大,有利于充分吸收水和 氧气 (2) 该“双吸剂”仍有效 6. A [解析] 环境温度越高,金属越容易锈蚀,A错误;剑 身表面经过处理,形成一层致密的保护膜,可以使内部物 质与外界空气隔绝,达到防锈的目的,B正确;埋藏的环境 中氧气少,金属不易锈蚀,C正确;宝剑的主要成分是青铜, 青铜是一种合金,抗腐蚀性能好,D正确。 7. D [解析] 在金属制品表面镀保护层,使金属与空气或 水隔绝,能防止金属生锈,A正确;合金通常具有更好的抗 腐蚀性,将金属制成合金后使用,能更好地保护金属资源, B正确;在金属制品表面涂油,使金属与空气或水隔绝,能 防止金属生锈,C正确;稀盐酸是酸性物质,用稀盐酸定期 清洗铁制品,会加速铁的锈蚀,D错误。 8. C [解析] 通过题中信息可知,暖宝宝原料的主要成分 为铁粉和木炭粉,滴加几滴水后,暖宝宝中的物质发生缓 慢氧化,消耗氧气,使氧气浓度降低,导致容器内气压减 小;但缓慢氧化会放出热量,使容器内气体受热膨胀,容器 内气压增大,而放热使气压增大的幅度大于因氧气消耗而 使气压减小的幅度,故在放热过程中容器内气压呈上升趋 势,但当反应完成后,温度冷却至室温,容器内气压会小于 原来的气压。由于反应消耗了氧气,所以氧气的浓度呈一 直下降的趋势。反应过程中放出大量热量,温度升高,待反 应结束后,温度恢复到室温。曲线Ⅰ反应前后数值相等,为 温度变化曲线,A错误;由分析可知,刚开始时,反应放热导 致气压增大的幅度大于氧气被消耗导致气压减小的幅度, 所以容器内气压先升后降,当温度冷却到室温时,容器内 气压要比原来低,曲线Ⅱ数值先增大后减小到比开始更 小,为压强变化曲线,B错误;根据分析可知,曲线Ⅰ是温度 变化曲线,曲线Ⅱ是压强变化曲线;曲线Ⅰ、Ⅱ刚开始上升 是因为铁缓慢氧化放热,C正确;如果暖宝宝原料足量,压 强不会降至0,因为容器内还有不能被消耗的氮气、稀有气 体等,D错误。 9. C [解析] 甲中的植物油中没有溶解氧气,且植物油把 空气与油面下的水隔离,乙中铁钉生锈消耗了一部分氧 气,所以甲、乙中,气体所含氧气的体积分数不相等,A正 确;甲中铁钉在植物油内的部分没有锈蚀,因为该部分没 有与水、氧气接触,B正确;乙中铁钉在水面下的部分锈蚀 不严重,在水面与空气接触的部位锈蚀最严重,C错误;铁 钉生锈消耗了氧气,使乙瓶内气体压强减小,在外界大气 压的作用下导致丙中导管内液面上升,D正确。 10. (1) ① (2) Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+Cu (3) 节约 金属资源(合理答案均可) [解析] (1) ①是用铁矿石炼 铁,生成了新物质,是化学变化;②是用生铁制造铁制品,可 能没有生成新物质,可能是物理变化;③是铁制品废弃,没 提到铁制品生锈,可能没有生成新物质,可能没有发生化 学变化。故一定发生化学变化的是①。(2) 不能用铁制容 器盛放硫酸铜溶液是因为铁能与硫酸铜溶液反应生成铜 和硫酸亚铁溶液。(3) 废旧金属“循环利用”的意义:有利 于实现资源的充分利用,节约金属资源;有利于减少废旧 金属对环境的污染,保护生态环境等。 11. (1) ②③ (2) ①② (3) 加入食盐后的耗氧量增加 (或食盐能加速铁的锈蚀) (4) 防止与空气中的水和氧气 接触,影响实验结果(合理答案均可) (5) 5.0g铁粉、 10滴水 (6) 不能,因为空气中二氧化碳的体积含量是 0.03%,铜 不 能 把 装 置 中 的 氧 气 耗 尽 (7) C [解析] (5) 根据控制变量法的要求,铁粉与水的用量应相 同,所以欲探究纯铁粉与含少量活性炭的铁粉的锈蚀快 慢,则在广口瓶④中应装入的药品及用量为5.0g铁粉、10 滴水。(6) 由于空气中二氧化碳的体积含量是0.03%,则 铜不能把装置中的氧气耗尽,所以将广口瓶②中的铁炭混 合物换成足量的铜粉进行实验,足够长的时间后不能比较 准确地测定空气中氧气的含量。(7) 由于2Fe(OH)3􀪅􀪅 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7 Fe2O3·3H2O,即氢氧化铁可以看作 1 2Fe2O3 ·3H2O,此 时没有失水,A 错误;若生成Fe2O3·2H2O,设生成此铁锈 的质量为m,则 2Fe(OH)3 214 42.8g 􀪅􀪅Fe2O3·2H2O 196 m +H2O 214 196= 42.8g m m=39.2g 39.2g≠35.6g,不满足题意,B错误;若生成Fe2O3· H2O,设生成此铁锈的质量为n,则 2Fe(OH)3 214 42.8g 􀪅􀪅Fe2O3·H2O 178 n +2H2O 214 178= 42.8g n n=35.6g 满足题意,C正确;若生成Fe2O3,设生成此铁锈的质量为 x,则 2Fe(OH)3 214 42.8g 􀪅􀪅Fe2O3 160 x +3H2O 214 160= 42.8g x x=32g 32g≠35.6g,不满足题意,D错误。 第六单元复习 ［知识体系构建］ 固 液 金属 延展 导电 导热 3Fe+2O2 点燃 􀪅􀪅 Fe3O4(合理答案均可) Fe+2HCl􀪅􀪅FeCl2+H2↑(合 理答案均可) Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+Cu(合理答案均 可) K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)> Cu>Hg>Ag>Pt>Au 湿法炼铜(合理答案均可) 由一 种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合 物的反应 Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+Cu(合理答案均可) 由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特 性的物质 一般优于组成它们的成分金属 3CO+Fe2O3 高温 􀪅􀪅3CO2+2Fe 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 高炉 生 铁 与空气(或氧气)、水直接接触 涂油、刷漆(合理答案 均可) 有计划、合理地开采金属资源(或寻找金属的代用 品;或加强废旧金属的回收和再利用;或防止金属锈蚀等 合理答案均可) ［高频考点突破］ 典例1 (1) H2 (2) 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 (3) ①③ [解析] (1) 镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是氢 气,其化学式为H2。(2) 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,故铝对应的曲 线是B,反应速率先慢后快。(3) ① 镁、铝、锌三种金属中 镁的金属活动性最强,反应速率最快,则金属镁对应的气 压变化曲线是A。② M 点时A、C 曲线对应的气压相等, 即生成氢气的质量相等,生成等质量的氢气,消耗的锌的 质量多,则M 点时参加反应的镁、锌质量不相等。③ 稀盐 酸的质量相等,最终铝产生的氢气的质量大于镁,等质量 的镁和铝与足量的酸反应,铝产生氢气的质量多,则实验 时取用的镁、铝质量可能相等。故结论正确的是①③。 [跟踪训练] 1. D [解析] 锌的金属活动性大于铁,反应开 始时左盘产生氢气的速率较快,故天平指针先向右偏转; 若稀硫酸完全反应,则反应结束后左、右两盘中产生氢气 的质量相等,且加入的金属质量也相等,那么反应结束后 天平指针居中;若稀硫酸过量,设锌粒和铁粒的质量均为 x,产生的氢气的质量分别是y、z。 Zn 65 x +H2SO4􀪅􀪅ZnSO4+H2 2 y ↑ 65 2= x y y= 2x 65 Fe 56 x +H2SO4􀪅􀪅FeSO4+H2 2 z ↑ 56 2= x z z= 2x 56 因为y z= 56 65<1 ,所以左盘产生的氢气质量小于右盘,故反 应结束后天平指针偏左。故本题选D。 典例2 A [解析] 反应前第1支试管中溶液为无色,稀 盐酸与锌反应生成氯化锌和氢气,溶液仍为无色;反应前 第2支试管中溶液为无色,稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁 和氢气,溶液变为浅绿色;反应前第3支试管中溶液为蓝 色,镁与氯化铜溶液反应生成氯化镁和铜,溶液可能变为 无色。由此可知,①结论错误。当把三支试管中的物质全 部倒入一只洁净的烧杯中后,得到无色溶液和固体。由此 可知,溶液中的氯化亚铁和氯化铜都已完全反应,则固体b 中至少含有铁和铜两种金属,②结论错误。若图甲实验中 镁粉过量,将三支试管中物质倒入烧杯后,镁会和氯化亚 铁、氯化锌反应,把铁、锌置换出来,则溶液a中只存在 Mg2+一种金属离子,固体b中含有镁、锌、铁、铜四种金属, 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 11 6.4　金属的腐蚀 ▶ “答案与解析”见P7 1. 下列认识中,错误的是 ( ) A. 钢都不生锈 B. 铁生锈后产生的铁锈不能阻止铁继续被锈蚀 C. 隔绝空气和水可以防止铁生锈 D. 被锈蚀的铁制品应该加以回收 2. (2024·泉州质检)在通常情况下,如图实验 中,铁钉锈蚀速度最快的是 ( ) A. B. C. D. 3. (2023·青岛)防止金属锈蚀能有效保护金属 资源。下列防锈方法中,与其他三种方法原 理不同的是 ( ) A. 表面涂油 B. 表面刷漆 C. 覆盖塑料 D. 制成合金 4. (2023·广西)下列做法中,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 5. 铁粉常用作食品袋内的“双吸剂”,其原理是 铁粉跟空气中的氧气和水反应。 (1) 用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是 。 (2) 为检验使用一段时间后的“双吸剂”是否 仍有效,进行以下实验:取少量样品于试管 中,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,得 出的结论是 。 6. (2023·威海期末)埋藏在地下两千多年的 “越王勾践剑”,出土时依然光彩夺目,没有锈 蚀。下列原因与之无关的是 ( ) A. 埋藏的环境温度高 B. 剑身表面经过处理,形成一层致密的保护膜 C. 埋藏的环境中氧气少 D. 宝剑的主要成分是青铜,其抗腐蚀性能好 7. 下列金属防护措施中,错误的是 ( ) A. 在金属制品表面镀保护层 B. 改变金属结构制成合金使用 C. 在金属制品表面涂油 D. 用稀盐酸定期清洗铁制品 8. (2023·阜阳颍州一模)某同学在图 甲三颈烧瓶中加入一定量的暖宝宝 原料(主要成分为铁粉和木炭粉), 并滴加几滴水,分别用压力、氧气浓度和温度 三种数字传感器绘制出的数据变化图像如图 乙所示,则下列说法中,正确的是 ( ) (第8题) A. 曲线Ⅰ为氧气浓度变化曲线 B. 曲线Ⅱ为温度变化曲线 C. 曲线Ⅰ、Ⅱ刚开始上升是由铁缓慢氧化放 热所致 D. 如果暖宝宝原料足量,压强可降至0 9. (2024·淄博沂源期末)如图所示,将两枚光 亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第六单元　金属和金属材料 12 分铁钉露出液面,夹紧弹簧夹,放置一段时 间,均出现了锈蚀。下列说法不正确的是 ( ) (第9题) A. 甲、乙中,气体中氧气的体积分数不相等 B. 甲中铁钉在植物油内的部分没有锈蚀 C. 乙中铁钉在水面下的部分锈蚀最严重 D. 丙中导管内上升一段水柱 10. 如图为铁制品循环利用的示意图,根据图示 回答问题: (第10题) (1) ①②③中,一定发生了化学变化的是 (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 (写出一点即可)。 11. (数字化实验)(2024·常州模拟) 已知铁制品通常含碳约2%,某兴 趣小组同学利用图甲装置探究铁 制品锈蚀的影响因素,在广口瓶①②③中加 入药品,采集数据,得到相应的氧气体积分 数的变化如图乙所示。 (第11题) (1) 图甲中,能观察到铁粉生锈的广口瓶为 (填序号)。 (2) 图乙中,能说明铁生锈需要氧气和水共 同作用的曲线是 (填序号)。 (3) 实验开始至约300s内,对比广口瓶② ③中氧气体积分数的变化,可以得出的结论 是 。 (4) 实验前需将铁粉、活性炭粉及食盐混合 均匀并密封分装,密封的目的是 。 (5) 欲探究纯铁粉与含少量活性炭的铁粉 的锈蚀快慢,现用广口瓶④连接以上数据采 集器,在其他条件相同的情况下完成实验, 则在广口瓶④中应装入的药品及用量为 。 (6) 实验表明,足够长的时间后曲线②③均 下降至0刻度。已知铜能与空气中的氧气、 水、二氧化碳反应而锈蚀生成铜绿[主要成 分为Cu2(OH)2CO3],若将广口瓶②中的铁 炭混合物换成足量的铜粉进行实验,足够长 的时间后能否比较准确地测定空气中氧气 的含量,你的判断和理由是 。 (7) 铁制品生锈是一个复杂的过程,铁在潮 湿的空气中会先转变成 Fe(OH)3,然后逐 步失水形成不同的铁锈。现取 Fe(OH)3粉 末42.8g,经失水后得到35.6g铁锈,则该 铁锈的化学式可能是 (填字母)。 A. Fe2O3·3H2O B. Fe2O3·2H2O C. Fe2O3·H2O D. Fe2O3 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(科粤版)九年级下