第九单元 第三节 金属材料的锈蚀与防护-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级下册化学(鲁教版2024)

52 第三节　金属材料的锈蚀与防护 ▶ “答案与解析”见P30 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,下列实验 中,铁钉锈蚀得最快的是 ( ) 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,进行如下实验: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,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,制成合金后再使用 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)某同学在如图甲所示 的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 别用压强、氧气和温度三种数字传感器测绘 出数据变化图像如图乙所示。下列说法正确 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开始时上升是因为铁缓慢氧化 放热 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 分铁钉露出液面,关闭止水夹放置一段时间, 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(鲁教版)九年级下 53 铁钉出现了锈蚀。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. 如图所示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 (写一点即可)。 11. (数字化实验)(2024·常州模拟) 已知铁制品的含碳量通常约为 2%,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①② ③中加入试剂,采集数据,得到相应的氧气 的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有 (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300s内,对比广口瓶②③ 中氧气的体积分数的变化,可以得出的结论 是 。 (4) 实验前需将铁粉、木炭粉及食盐混合均 匀并密封分装,密封的目的是 。 (5) 欲探究纯铁粉与含少量碳的铁粉的锈 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中应装入的试剂及用量为 。 (6) 实验表明,足够长的时间后曲线②③均 下降至0。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、木 炭粉的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 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第九单元　金　属 硫酸中,产生少量气泡,将打磨过的铬片放入稀硫酸中,产 生大量气泡,说明铬比铁活泼,将打磨过的铜片放入稀硫 酸中,无气泡,说明铜最不活泼,由此可得出金属活动性由 强至弱的顺序为Cr>Fe>Cu。[讨论交流] 小明和小红记 录的铬片放入稀硫酸中开始的现象截然不同,原因是未经 打磨的铬表面有一层致密的氧化膜,会阻止铬和稀硫酸反 应。[实验验证] 铁与硫酸亚铬溶液不反应,铁与硫酸铜溶 液反应生成红色固体铜和浅绿色硫酸亚铁溶液。[实验反 思] 铬与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸亚铬,铜不与硫酸亚 铁反应,利用铬片、硫酸亚铁溶液、铜片可以比较铁、铜、铬 的金属活动性强弱。[拓展迁移] 铬与稀硫酸反应生成 CrSO4和氢气,由此书写反应的化学方程式。 第三节　金属材料的锈蚀与防护 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、水隔绝,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,使金属和空气、 水隔绝,能防止金属生锈,A正确;合金通常具有更好的抗 腐蚀性能,将金属制成合金后再使用,能更好地保护金属 资源,B正确;在金属制品表面刷漆或涂油使金属和空气、 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,暖宝宝原料中的铁粉发 生缓慢氧化,消耗氧气,使氧气浓度降低,导致容器内压强 减小;但缓慢氧化会放出热量,使容器内气体受热膨胀,容 器内压强增大,而放热使压强增大的幅度大于因消耗氧气 而使压强减小的幅度,故在放热过程中容器内压强呈上升 趋势,但当反应完成后,温度冷却至室温,容器内压强会小 于原来的压强。由于反应消耗了氧气,所以氧气浓度变化 曲线呈下降的趋势。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,反应放热 导致压强增大的幅度大于氧气被消耗导致压强减小的幅 度,所以容器内压强先升后降,当温度冷却到室温时,容器 内压强要比原来小,曲线Ⅱ数值先增大后减小到比开始 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开始时上升 是因为铁缓慢氧化放热,C正确;即使暖宝宝原料足量,压 强也不会降至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,水面上用植物油封住,阻止了氧气溶 于水,只有植物油上部分铁钉锈蚀,而乙中铁钉水上、水下 部分都锈蚀,消耗更多的氧气,所以甲、乙中,气体中氧气的 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,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。(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) 加入食盐水后的耗氧量增 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) 铁粉5.0g、 水10滴 (6) 不能,因为空气中二氧化碳的含量是 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 铁粉与含少量碳的铁粉的锈蚀快慢,现用广口瓶④连接数 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中应装入的试剂及用量为铁粉5.0g、水10滴。 (6) 由于空气中二氧化碳的含量是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、木炭粉的混合 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 􀪅􀪅 Fe2O3·3H2O,即氢氧化铁可以看作Fe2O3·3H2O,此时 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 03 没有失水,故A错误。若生成Fe2O3·2H2O,设生成此铁 锈的质量为m。 2Fe(OH)3 214 42.8g 􀪅􀪅Fe2O3·2H2O 196 m +H2O 214 196= 42.8g m m=39.2g 若生成Fe2O3·H2O,设生成此铁锈的质量为n。 2Fe(OH)3 214 42.8g 􀪅􀪅Fe2O3·H2O 178 n +2H2O 214 178= 42.8g n n=35.6g 若生成Fe2O3,设生成此铁锈的质量为x。 2Fe(OH)3 214 42.8g 􀪅􀪅Fe2O3 160 x +3H2O 214 160= 42.8g x x=32g 故B、D错误,C正确。 专题特训（五）　物质的转化、推断与制备 1. A [解析] 铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,硝酸铜与 氢氧化钾反应生成硝酸钾和氢氧化铜,均能通过一步反应 实现,A正确;铁生锈能生成氧化铁,氧化铁与盐酸反应生 成氯化铁,不能通过一步反应生成氯化亚铁,B不正确;硫 酸钠与硝酸钡反应生成硝酸钠和硫酸钡,硝酸钠不能通过 一步反应生成氯化钠,C不正确;氢氧化钾不能通过一步反 应生成氢氧化钡,氢氧化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡和氢 氧化钠,D不正确。 2. B [解析] 甲、乙是金属单质,且甲能转化为乙,说明甲 的金属活动性强于乙,A正确。甲可以是铝、锌、铁等金属, 乙可以是锌、铁、铜等金属,若甲是铝,乙可以是铁,丙可以 是硫酸铝,丁可以是氧化铝,铁能与酸发生反应,B错误。 由于只有金属氧化物和盐能与对应金属相互转化(如甲是 铁,乙是铜,丙是硫酸亚铁,丁是四氧化三铁),所以若丙、丁 类别不同,则一定为氧化物和盐,C正确。甲、乙是金属单 质,甲能转化为乙,该转化属于置换反应,则转化中的基本 反应类型一定有置换反应,D正确。 3. D [解析] 由图示可知,甲能和乙、丙反应,丙能和丁反 应,丁能转化成乙,乙能和丙相互转化。氢气不能通过一 步反应转化成硫酸,A不符合题意。四氧化三铁不能和氧 气反应,B不符合题意。氧气不能和二氧化碳反应,C不符 合题意。氢氧化钙能和二氧化碳、碳酸钠反应,碳酸钠能和 盐酸反应,盐酸能转化为二氧化碳,二氧化碳能与碳酸钠 相互转化,D符合题意。 4. (1) CaCO3 Fe 3+ (2) 复分解反应 (3) 3CO+ Fe2O3 高温 􀪅􀪅2Fe+3CO2 (4) 固体逐渐溶解,有气泡产生, 溶液由无色逐渐变为浅绿色 (5) 配制农药波尔多液(或 改良酸性土壤等合理答案均可) [解析] 根据题目信息,D 为红棕色粉末,则D是氧化铁;B能与氧化铁反应且有毒, 则B为一氧化碳;氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应 生成二氧化碳和铁,C能转化为一氧化碳,则C为二氧化 碳,E为铁;A、B、C均含同一种元素,且A为单质,则A可 以是碳或氧气;I俗称生石灰,则I为氧化钙;F在高温的条 件下会生成氧化钙,则F是碳酸钙;碳酸钙与酸反应生成 二氧化碳,因此M可以是盐酸;氧化铁与盐酸反应会生成 氯化铁,则H可以是氯化铁;氧化钙能转化为J,H与J反 应生成红褐色沉淀(氢氧化铁),则J为氢氧化钙。代入图 中验证,推断合理。(1) 根据推断可知,F是碳酸钙,其化 学式为CaCO3,H溶液中的金属阳离子为铁离子(Fe 3+)。 (2) 反应②是碳酸钙与酸的反应,该反应属于复分解反应。 (3) B为一氧化碳,D为氧化铁,C为二氧化碳,E为铁,因 此反应①为一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成 铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为3CO+Fe2O3 高温 􀪅􀪅 2Fe+3CO2。(4) E为铁,M可以为盐酸,铁与盐酸反应生 成氢气和氯化亚铁,该反应的现象为固体逐渐溶解,有气 泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色。(5) J为氢氧化钙, 氢氧化钙在生活、生产中可以用于配制农药波尔多液,或 改良酸性土壤,或作建筑材料等。 推断题的解题方法 推断类试题的形式通常有文字描述推断、文字描述 与反应式结合推断和框图推断等。解推断类试题的步 骤:首先,读审———仔细读题、审清题意,即弄清题意和 要求,明确已知条件和未知条件,找出明显条件和隐藏 条件。其次,找突破口或“题眼”———通过分析结构特 征、性质特征、反应特征和现象特征及特征数据等,确定 某一物质或成分的存在,以此作为解题突破口。再次, 推理———从突破口向外扩展,通过顺推法、逆推法、假设 法得出初步结论。最后,做全面检查,验证推论是否符 合题意。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 13