第3节 金属防护和废金属回收（同步讲义） 化学沪教版2024九年级上册

第6章 金属资源综合利用 第3节 金属防护和废金属回收 教学目标 1.能认识钢铁生锈的影响因素，根据防止金属腐蚀的常用方法提出防护措施； 2.能认识废金属对环境的影响，体会金属回收再利用的价值，感悟化学科学对环境保护作出的重要贡献。 重点和难点 重点：钢铁生锈的影响因素。 难点：探究钢铁生锈的影响因素。 ◆知识点一 钢铁的锈蚀与防护 1.铁在密闭容器里生锈引起气压变化 实验现象：铁丝网表面有少量的红棕色物质出现；烧杯中滴有红墨水的水沿导管上升一段距离，形成一段红色水柱。 现象解释：红棕色物质是铁锈，铁生锈消耗了氧气，使锥形瓶内的气压减小，烧杯内滴有红墨水的水被倒吸入导管中。 2．探究钢铁锈蚀的条件 条件 铁钉在干燥的空气中 铁钉全部在蒸馏水中 铁钉与空气和 蒸馏水同时接触 铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触 图示 ① ② ③ ④ 生锈程度 不生锈 不生锈 易生锈 最易生锈 结论 （1）通过①③对比可知，影响铁生锈的因素是 水 （2）通过②③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 （3）通过③④对比可知，盐溶液的存在会 加快 铁的锈蚀。 教材拓展： 控制变量法：把多因素问题变成多个单因素，每次只改变一个因素。 3.钢铁的锈蚀过程 （1）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质作用（水和氧气必须同时存在，铁才会生锈），发生一系列复杂的化学反应，转化为铁的化合物的过程。稀硫酸、醋酸溶液和氯化钠溶液等物质存在时会加速铁的锈蚀。 特别提醒： 铁生锈有氧气参加，且反应很慢不易被察觉，属于缓慢氧化。 （2）铁锈是一种混合物，成分复杂，主要成分是氧化铁(Fe2O3) 。铁锈是一种疏松多孔的物质，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透（铁制品表面的铁锈若不及时除去,会加速其锈蚀），持续与铁反应，直至铁被完全锈蚀。 4． 防止钢铁锈蚀的方法 （1）钢铁防锈的原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝空气或水。 （2）钢铁防锈的方法 ①保持铁制品的洁净和干燥。 ②铁制品表面覆盖保护层，如涂油、刷油漆、烧制搪瓷、镀一层金属如铬、烤蓝（在金属表面生成一层致密的氧化膜）。 ③改变其内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。 （3）铝的“自我保护” （1）铝的化学性质比较活泼，比铁更容易与氧气和其他物质发生化学反应。 （2）实际上铝制品一般不需要采取防锈措施，因为铝在空气中与氧气反应，生成一层致密而结实的氧化铝膜覆盖在铝的表面，防止内部的铝继续与氧气反应，从而起到“自我保护”的作用。 即学即练 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 2.如图是探究铁钉锈蚀条件的3个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是 A．比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是乙 B．对比②③说明铁生锈需要水和空气 C．②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂 D．④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀 ◆知识点二 废金属的回收利用 1、废金属的概述：主要指冶金工业、金属加工业产生的金属碎屑和碎块，以及日常生活中锈蚀和报废的金属器具等。 2.废金属的危害：①造成资源浪费；②污染环境。 3.回收利用废金属的意义：①节约铁矿石等资源；②节约能源；③减少环境污染。 4.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。日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。 即学即练 1．下列做法不利于保护金属资源的是 A．铁制品表面刷漆 B．废旧电池随意丢弃 C．回收铝制饮料罐 D．用塑料代替合金制造汽车部件 2.下列有关金属资源的叙述不正确的是 A．防止金属腐蚀是保护金属资源的途径之一 B．我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，铜、铝、锰等储量在世界占有重要地位 C．废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且可以减少对环境的污染 D．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30%～50% 一、钢铁锈蚀的条件探究实验易错点 1.植物油的作用是隔绝空气（或氧气）； 2.将蒸馏水煮沸的目的是除去水中的氧气； 3.实验开始前，需用砂纸打磨铁钉的表面，其目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。 4.实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水，从而排除氧气的干扰。 二、依据物质的性质合理使用物质 物质的性质包括物理性质和化学性质，这些性质会直接影响物质的保存和使用。 例如，对金属而言，常常利用金属的导电性制作电线、电缆，但有时也要采用各种方法来避免或减缓某些会影响金属使用寿命的化学反应的发生，如防止金属发生锈蚀等。 实践应用 1.某化学小组对钢铁制品锈蚀的条件进行了探究，设计了如图所示的实验，据此回答下列有关问题：    (1)三天后，观察到序号为 的试管中的铁钉明显生锈。 (2)②中植物油的作用是： 。 (3)对照实验①和③，可知铁锈蚀的条件是： 。 2.铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究： (1)探锈 现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①A中玻璃仪器的名称是 。 ②用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”的目的是 。 (2)除锈 取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁锈消失，铁钉表面开始有少量气泡产生。产生气泡的原因是 (用化学方程式表示)。 考点一 钢铁锈蚀的条件探究 【例1】某同学为了探究生锈的条件，做了以下实验，一周后观察。下列说法错误的是 A．①中甲、乙、丙三处中生锈的只有乙处 B．②中植物油的作用是隔绝空气 C．③中氯化钙的作用是作干燥剂 D．对比①②③实验可充分得出铁生锈的条件是与氧气、水同时接触 解题要点 本知识点主要考察钢铁锈蚀的条件探究，解题时需注意（1）铁生锈是铁与氧气、水分子发生化学反应的结果；（2）铁生锈需要氧气和水同时存在，干燥空气和植物油可以防止铁生锈；（3）铁锈是一种松脆多孔的物质，不能保护里层的铁不被锈蚀，因此应采取有效措施防止铁生锈。 【变式1-1】根据如图所示的实验回答问题。 (1)甲为实验室制备二氧化碳的发生装置。仪器a的名称是 ；将产生的气体通入澄清石灰水中一直没观察到浑浊现象，其原因可能是 。 (2)乙为探究铁钉锈蚀条件的实验，蒸馏水需煮沸并迅速冷却，煮沸的目的是 。B中植物油的作用是 。几天后观察，能证明铁钉锈蚀与水有关的现象是 。 考点二 钢铁的防护 【例2】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 解题要点 本知识点主要考察钢铁的防护，解题时应掌握防止钢铁锈蚀的原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝氧气或水（只要破坏其中一个条件，铁就不能生锈）。常见的除锈方法，如：用砂纸打磨、用酸清洗（酸不能过量，以防内部金属被腐蚀）等。 【变式2-1】金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是 A．人们使用的金属材料全部是纯金属 B．切完菜后将菜刀及时清洗干净并擦干 C．所有的金属都能与氧气反应 D．金属锈蚀后没有回收价值 【变式3-1】下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是 A．经常用食盐水清洗铁制品 B．保持铁制品表面清洁干燥 C．在铁制品表面涂油漆 D．在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属 考点三 废金属的回收利用 【例4】下列做法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．导电性最好的银取代铜、铝制作导线 解题要点 本知识点主要考察废金属的回收利用，解题时需掌握好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寻找金属的代用品等。 【变式4-1】青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是 A．将铁制品放在潮湿的空气里 B．在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈 C．废旧金属回收利用可以节约金属资源 D．有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径 基础达标 1．下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是 A．涂油 B．喷漆 C．埋在潮湿的土壤中 D．镀一层耐腐蚀的金属 2．实验小组利用如图所示实验探究铁钉生锈的条件，一周后发现只有①中铁钉生锈。下列说法不正确的是 A．①②说明铁生锈需要与O2接触 B．①③说明铁生锈需要与H2O接触 C．②③说明铁生锈需要与O2和H2O同时接触 D．蒸馏水需要煮沸后使用，以除去水中溶解的O2 3．某兴趣小组探究铁生锈的条件。如下图所示，取三根洁净无锈的铁钉，分别放置在三个不同环境中，一周后观察铁钉生锈情况并记录如下。 已知：氧气在一定量的水中的溶解量随温度升高而降低，在植物油中非常难溶。 实验 ① ② ③ 现象 在液面附近，铁钉生锈严重 铁钉无明显变化 铁钉无明显变化 下列说法不正确的是 A．①和②中煮沸蒸馏水是为了除去水中 B．②和③中，铁钉没有生锈的原因相同 C．对比①和②，可知铁钉生锈的条件是铁钉与氧气接触 D．对比①和③，可知铁钉生锈的条件是铁钉与水接触 4．通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下最容易生锈 A．在干燥的空气中 B．在潮湿的空气中 C．浸没在植物油中 D．部分浸入食盐水中 5．下列环境中，铸铁管道腐蚀最慢的是 A．在潮湿的环境中 B．在疏松透气的土壤中 C．在干旱的内陆沙漠中 D．在海水浸泡的海边中 6．下列措施能保护金属资源的是 A．废旧金属不需要回收利用 B．矿物资源无限，可以任意开采 C．寻找金属代用品 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 7．根据以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是 A．对比甲、丙实验，说明铁生锈一定要有水参加 B．对比甲、乙实验，说明铁生锈一定要有氧气参加 C．对比丙、丁实验，说明铁在水面附近生锈的速度较快 D．对比乙、丙实验，说明铁生锈一定要有氧气参加 8．下列说法中正确的是(　　) A．废旧电池可以随意丢弃 B．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 C．被腐蚀的铁制品应该加以回收利用 D．铁矿石可以随意开采 9．为保证船舶的使用寿命，船舶要进行防锈处理，下列防锈措施不可行的是 A．刷防锈漆 B．用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶的零部件 C．给某些部位涂油 D．船体表面镀一层黄金 10．下列与金属材料有关的说法中，正确的是（　　） A．黄铜片比铜片硬度小 B．钢的性能优良，是很纯的铁 C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快 D．为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆 11．下列说法正确的是（　　） A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈 C．多数合金的熔点高于它的成分金属 D．高炉炼铁得到的产品是纯铁 12．实验小组利用如图所示实验探究铁钉生锈的条件，一周后发现只有①中铁钉生锈。下列说法不正确的是    A．①②说明铁生锈需要与O2接触 B．①③说明铁生锈需要与H2O接触 C．②③说明铁生锈需要与O2和H2O同时接触 D．蒸馏水需要煮沸后迅速冷却，以除去水中溶解的O2 13．如表是某同学对铁制品生锈情况的调查： 调查内容 掉漆的自行车 裸露在混凝土外的钢筋 涂油的无锈铁钉 镀铬的铁质剪刀 铁制品锈蚀的现象 风吹雨淋，时间长了掉漆的部分会生锈 在潮湿的空气中，时间长了，裸露的钢筋表面会出现锈层 铁钉较长时间不生锈 剪刀较长时间不生锈 （1）从以上调查中，可知铁制品生锈的主要条件是与空气和 直接接触． （2）下列保护铁资源的建议，正确的是 （填字母）。 A 防止铁制品腐蚀    B 回收利用废旧铁制品    C 任意开采铁矿石 （3）请你写出一种防止铁制品生锈的方法 。 14．防锈方法： (1)保持铁制品表面 。 (2)在铁制品表面 ，如刷油漆、涂油等。 在铁制品表面镀一层其他金属，如镀耐磨和耐腐蚀的铬。 (3)改变铁的组成和结构，可制成耐腐蚀的 ，如不锈钢。 15．金属材料在生产、生活中应用广泛。 (1)用铜作导线是因为其具有良好的 性。机器轴承用青铜而不用纯铜制，是因为青铜的硬度比纯铜的 。 (2)工业上用赤铁矿（主要成分为）和一氧化碳炼铁的化学方程式为 。生铁和钢都是铁的合金，从组成上看，二者的 不同。铁制品与空气中的 接触时容易锈蚀，防止铁制品锈蚀的方法之一是 。 16．减缓钢铁锈蚀的方法 (1)保持铁制品表面的 和 、 (2)在金属表面涂覆 (如 、 、 等)。 (3)在金属表面镀上一层 或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。 (4)改变金属的 制成 等。 综合应用 17．某兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动。 【探究一】铁生锈的条件 （1）该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于上图所示装置中，经过一段时间观察， （填序号）装置中出现了明显的锈迹。他们的结论是：铁生锈是因为铁与空气中的 等发生了化学反应。 （2）卓玛同学提出疑问：空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗？为卓玛同学释疑的实验可设计为： ，观察并记录现象即可证明。 【探究二】影响铁生锈速率快慢的因素 拉姆说：妈妈常说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗？ 她查阅资料：导电性强（即离子浓度大）的溶液都可加速铁的生锈。 （3）将上述A装置中的蒸馏水改为下列液体中的 （填序号），可使铁生锈速率加快。 a．硫酸钠溶液            b．无水乙醇 （4）酸性物质也能腐蚀钢铁，写出稀硫酸与铁反应的化学方程式 。 18．钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。为测定某钢铁厂生铁样品中的含碳量，同学们取样品进行实验：向四份不同质量的生铁样品(假定其中只含单质铁和单质碳)分别加入200g溶质质量分数相同的稀硫酸，充分反应后，测得的实验数据如表所示： 实验序号 1 2 3 4 生铁样品的质量/g 20 40 60 80 生成气体的总质量/g 0.7 1.4 1.5 m 回答下列问题： (1)每年钢铁锈蚀都会造成巨大的经济损失，请写出一条防止铁制品生锈的具体措施： 。 (2)表格中m值为 。 (3)计算该生铁样品中碳单质的质量分数 。(写出计算过程) (4)小明同学认为取一定质量铁样品加足量稀硫酸，充分反应后通过测定其它数据可更简单获取样品中的含碳量，他测定的数据是称量 的质量。 19．铁的锈蚀对社会生产造成损害，但也有有利的一面，如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某同学发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 取样品质量（g） 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 取稀硫酸质量（g） 30.0 90.0 120.0 150.0 180.0 210.0 产生气体质量（g） 0 a 0.3 0.5 0.6 0.6 （1）食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收_____（填化学式），用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是_____。 （2）a的数值为_____。 （3）第4次实验，所得到溶液中溶质的化学式为_____。 （4）计算该样品中单质铁的质量分数（保留至0.1%）。 拓展培优 20．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁制品，时至今日，社会快速发展，钢铁仍然是我国使用最多的合金材料，请围绕金属铁开展主题式学习活动． 主题一：铁的认识 (1)铁元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图所示，请回答： ①铁的原子序数为 ； ②根据铁原子结构示意图可知，第三电子层x的数值为 ，在化学变化中，铁原子容易失去电子，形成 （填“阳离子”或“阴离子”）． (2)从物质类别角度分析，纯铁属于 （填“混合物”“化合物”或“单质”）；从物质的微观构成认识，铁是由 （填微粒名称）构成的． 主题二：铁的性质及应用 (3)铝的抗腐蚀性强于铁，为什么锤子、剪刀等用铁制而不用铝制，原因是 ． (4)如图所示铁制品中，利用了金属导热性的是__________（填字母序号）． A．B． C． (5)如图是某同学绘制了铁的化学性质网络图．转化②铁在氧气中燃烧，可观察到的现象是 ．不能用铁制容器配制农业上使用的波尔多液杀菌剂（成分中含有硫酸铜），是因为转化 （填序号），反应的化学方程式为 ．转化④发生的反应属于 （填基本反应类型）． 主题三：铁的来源及冶炼 (6)铁在自然界中常以 的形式存在，工业上从含有铁元素并有开采价值的矿石中提炼金属铁． 工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如图： ①工业上用赤铁矿炼铁的化学反应方程式为 ． ②流程中焦炭的作用是 、 ． ③从物质成分的角度分析，生铁炼钢过程中，向炼钢炉中通入的目的是 ． 主题四：铁的锈蚀和防护 (7)如图为探究铁锈蚀的实验装置． ①图中三个实验中，试管 （填字母序号）中的铁钉生锈． ②通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与 ． ③通过上述实验可知，铁锈蚀是铁与空气中的 和 同时接触的结果． ④铁的锈蚀会造成资源浪费，但只要善于利用其原理，也可以将“害”转化为“利”，请举出一个对生活有利的实例： ． (8)为防止铁的锈蚀，下列采取的措施合理的是 （填字母序号）． A．为防止学校操场上的健身器材生锈，可在其表面喷漆 B．家中常用的铁锅，使用后洗净擦干，并保持表面洁净干燥 C．化学实验室的铁架台生锈了，保留其表面的铁锈，防止继续生锈 【活动总结】金属资源是自然界为人类提供的宝贵财富，请珍爱我们赖以生存的自然环境．也希望同学们通过不断的学习，今后能在金属的开采、利用及保护等方面为社会作出贡献． 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6章 金属资源综合利用 第3节 金属防护和废金属回收 教学目标 1.能认识钢铁生锈的影响因素，根据防止金属腐蚀的常用方法提出防护措施； 2.能认识废金属对环境的影响，体会金属回收再利用的价值，感悟化学科学对环境保护作出的重要贡献。 重点和难点 重点：钢铁生锈的影响因素。 难点：探究钢铁生锈的影响因素。 ◆知识点一 钢铁的锈蚀与防护 1.铁在密闭容器里生锈引起气压变化 实验现象：铁丝网表面有少量的红棕色物质出现；烧杯中滴有红墨水的水沿导管上升一段距离，形成一段红色水柱。 现象解释：红棕色物质是铁锈，铁生锈消耗了氧气，使锥形瓶内的气压减小，烧杯内滴有红墨水的水被倒吸入导管中。 2．探究钢铁锈蚀的条件 条件 铁钉在干燥的空气中 铁钉全部在蒸馏水中 铁钉与空气和 蒸馏水同时接触 铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触 图示 ① ② ③ ④ 生锈程度 不生锈 不生锈 易生锈 最易生锈 结论 （1）通过①③对比可知，影响铁生锈的因素是 水 （2）通过②③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 （3）通过③④对比可知，盐溶液的存在会 加快 铁的锈蚀。 教材拓展： 控制变量法：把多因素问题变成多个单因素，每次只改变一个因素。 3.钢铁的锈蚀过程 （1）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质作用（水和氧气必须同时存在，铁才会生锈），发生一系列复杂的化学反应，转化为铁的化合物的过程。稀硫酸、醋酸溶液和氯化钠溶液等物质存在时会加速铁的锈蚀。 特别提醒： 铁生锈有氧气参加，且反应很慢不易被察觉，属于缓慢氧化。 （2）铁锈是一种混合物，成分复杂，主要成分是氧化铁(Fe2O3) 。铁锈是一种疏松多孔的物质，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透（铁制品表面的铁锈若不及时除去,会加速其锈蚀），持续与铁反应，直至铁被完全锈蚀。 4． 防止钢铁锈蚀的方法 （1）钢铁防锈的原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝空气或水。 （2）钢铁防锈的方法 ①保持铁制品的洁净和干燥。 ②铁制品表面覆盖保护层，如涂油、刷油漆、烧制搪瓷、镀一层金属如铬、烤蓝（在金属表面生成一层致密的氧化膜）。 ③改变其内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。 （3）铝的“自我保护” （1）铝的化学性质比较活泼，比铁更容易与氧气和其他物质发生化学反应。 （2）实际上铝制品一般不需要采取防锈措施，因为铝在空气中与氧气反应，生成一层致密而结实的氧化铝膜覆盖在铝的表面，防止内部的铝继续与氧气反应，从而起到“自我保护”的作用。 即学即练 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。 2.如图是探究铁钉锈蚀条件的3个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是 A．比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是乙 B．对比②③说明铁生锈需要水和空气 C．②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂 D．④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀 【答案】B 【详解】A、铁与氧气、水共存时最易生锈，所以①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，乙处铁与水和氧气接触最充分，故A说法正确； B、②铁只与水接触，不生锈，③铁只与氧气接触，不生锈，则对比②③，不能说明铁生锈需要水和空气，故B说法错误； C、②中植物油的作用是隔绝空气，氯化钙具有吸水性，③中氯化钙的作用是作干燥剂，故C说法正确； D、④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀，故D说法正确； 故选：B。 ◆知识点二 废金属的回收利用 1、废金属的概述：主要指冶金工业、金属加工业产生的金属碎屑和碎块，以及日常生活中锈蚀和报废的金属器具等。 2.废金属的危害：①造成资源浪费；②污染环境。 3.回收利用废金属的意义：①节约铁矿石等资源；②节约能源；③减少环境污染。 4.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。日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。 即学即练 1．下列做法不利于保护金属资源的是 A．铁制品表面刷漆 B．废旧电池随意丢弃 C．回收铝制饮料罐 D．用塑料代替合金制造汽车部件 【答案】B 【详解】A、在金属制品上刷漆、涂油等，防止锈蚀，是保护金属资源有效途径，故选项错误； B、将废旧电池随意丢弃，造成土壤污染，故选项正确； C、回收废旧金属，提高废旧金属的利用率，可节约金属资源，故选项错误； D、寻找金属的代用品，是保护金属资源有效途径，故选项错误。 故选B。 2.下列有关金属资源的叙述不正确的是 A．防止金属腐蚀是保护金属资源的途径之一 B．我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，铜、铝、锰等储量在世界占有重要地位 C．废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且可以减少对环境的污染 D．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30%～50% 【答案】D 【详解】A、防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径之一，故选项说法正确； B、我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物的储量也很丰富，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位，故选项说法正确； C、废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且可以减少对环境的污染，故选项说法正确； D、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%，故选项说法不正确。 故选D。 一、钢铁锈蚀的条件探究实验易错点 1.植物油的作用是隔绝空气（或氧气）； 2.将蒸馏水煮沸的目的是除去水中的氧气； 3.实验开始前，需用砂纸打磨铁钉的表面，其目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。 4.实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水，从而排除氧气的干扰。 二、依据物质的性质合理使用物质 物质的性质包括物理性质和化学性质，这些性质会直接影响物质的保存和使用。 例如，对金属而言，常常利用金属的导电性制作电线、电缆，但有时也要采用各种方法来避免或减缓某些会影响金属使用寿命的化学反应的发生，如防止金属发生锈蚀等。 实践应用 1.某化学小组对钢铁制品锈蚀的条件进行了探究，设计了如图所示的实验，据此回答下列有关问题：    (1)三天后，观察到序号为 的试管中的铁钉明显生锈。 (2)②中植物油的作用是： 。 (3)对照实验①和③，可知铁锈蚀的条件是： 。 【答案】(1)③ (2)隔绝氧气 (3)铁与水接触 【详解】（1）试管①中铁钉只与氧气接触，不生锈，试管②中铁钉只与水接触，不生锈，试管③中铁钉与氧气和水接触，生锈，故三天后，观察到序号为③的试管中的铁钉明显生锈； （2）②中植物油的作用是隔绝氧气，防止空气中的氧气溶于水中，影响实验结果； （3）试管①中铁钉只与氧气接触，不生锈，试管③中铁钉与氧气和水接触，生锈，说明铁生锈需要与水接触。 2.铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究： (1)探锈 现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①A中玻璃仪器的名称是 。 ②用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”的目的是 。 (2)除锈 取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁锈消失，铁钉表面开始有少量气泡产生。产生气泡的原因是 (用化学方程式表示)。 【答案】(1) 试管 去除水中的溶解氧气 (2) 【详解】（1）​①A中玻璃仪器的名称是试管。 故答案为：试管。 ②煮沸可以使水中的氧气的溶解度几乎为零，如果缓慢冷却，空气里的氧气会重新溶解在水中。而迅速冷却则可以防止氧气再次溶解，得到无氧蒸馏水，这对于需要控制氧气含量的实验非常重要，所以经煮沸迅速冷却的蒸馏水的主要目的是去除水中的溶解氧和其他气体，以减缓铁钉的氧化速度。 （2）气泡的产生是因为铁与盐酸反应生成了氢气，故其反应化学方程式表示为 考点一 钢铁锈蚀的条件探究 【例1】某同学为了探究生锈的条件，做了以下实验，一周后观察。下列说法错误的是 A．①中甲、乙、丙三处中生锈的只有乙处 B．②中植物油的作用是隔绝空气 C．③中氯化钙的作用是作干燥剂 D．对比①②③实验可充分得出铁生锈的条件是与氧气、水同时接触 【答案】A 【详解】A、铁和氧气、水同时接触时会生锈，则①中三处均会生锈，但乙处生锈更严重，说法错误； B、②中植物油的作用是隔绝空气，使铁钉只和水接触，说法正确； C、③中氯化钙的作用是作干燥剂，使铁钉只和氧气接触，说法正确； D、①中铁和水、氧气共同接触，铁会生锈，②③铁均不生锈，对比①②③实验可充分得出铁生锈的条件是与氧气、水同时接触，说法正确； 故选：A。 解题要点 本知识点主要考察钢铁锈蚀的条件探究，解题时需注意（1）铁生锈是铁与氧气、水分子发生化学反应的结果；（2）铁生锈需要氧气和水同时存在，干燥空气和植物油可以防止铁生锈；（3）铁锈是一种松脆多孔的物质，不能保护里层的铁不被锈蚀，因此应采取有效措施防止铁生锈。 【变式1-1】根据如图所示的实验回答问题。 (1)甲为实验室制备二氧化碳的发生装置。仪器a的名称是 ；将产生的气体通入澄清石灰水中一直没观察到浑浊现象，其原因可能是 。 (2)乙为探究铁钉锈蚀条件的实验，蒸馏水需煮沸并迅速冷却，煮沸的目的是 。B中植物油的作用是 。几天后观察，能证明铁钉锈蚀与水有关的现象是 。 【答案】(1) 分液漏斗 澄清石灰水变质盐/酸浓度过大，二氧化碳中混有HCl (2) 除去水中的氧气 隔绝氧气，防止氧气溶于水 A中铁钉生锈，C中铁钉不生锈 【详解】（1）根据图示，仪器a是分液漏斗。 实验室通常利用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，导致澄清石灰水变浑浊。盐酸有挥发性，会挥发出HCl气体，若使用的盐酸浓度过大，会使制取的CO2中混有较多的HCl。有HCl存在的情况下，澄清石灰水先与HCl反应，生成氯化钙、水，不会变浑浊。另外，澄清石灰水能与空气中的二氧化碳发生反应生成碳酸钙沉淀、水，若澄清石灰水变质，则溶质氢氧化钙减少，可能导致无法检验CO2。故填：澄清石灰水变质（或盐酸浓度过大，二氧化碳中混有HCl）。 （2）铁钉锈蚀是铁钉与空气中的氧气、水发生反应所致。乙实验中，试管C中铁钉与氧气、水同时接触，容易生锈；试管B中植物油可以隔绝氧气，蒸馏水中的铁钉接触不到氧气，最终不生锈；试管C中氯化钙有吸水性，空气中的铁钉接触不到水，最终不生锈。 根据控制变量法的要求，除实验变量外的条件应保持一致。氧气不易溶于水，水中溶有少量的氧气，为了避免实验误差，蒸馏水需煮沸并迅速冷却，煮沸，以除去水中的氧气，故填：除去水中的氧气。 B中植物油的作用是隔绝氧气，防止氧气溶于水。 乙实验中试管A和试管C的变量是水，因此几天后观察，能证明铁钉锈蚀与水有关的现象是：A中铁钉生锈，C中铁钉不生锈。 考点二 钢铁的防护 【例2】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。 解题要点 本知识点主要考察钢铁的防护，解题时应掌握防止钢铁锈蚀的原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝氧气或水（只要破坏其中一个条件，铁就不能生锈）。常见的除锈方法，如：用砂纸打磨、用酸清洗（酸不能过量，以防内部金属被腐蚀）等。 【变式2-1】金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是 A．人们使用的金属材料全部是纯金属 B．切完菜后将菜刀及时清洗干净并擦干 C．所有的金属都能与氧气反应 D．金属锈蚀后没有回收价值 【答案】B 【详解】A、金属材料包括合金和纯金属，因此人们使用的金属材料并不全部是纯金属，说法错误，不符合题意； B、铁生锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果，因此切完菜后将菜刀及时清洗干净并擦干，可以防止生锈，说法正确，符合题意； C、并不是所有的金属都能与氧气反应，如铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应，金在高温下也不与氧气反应，说法错误，不符合题意； D、金属锈蚀后有回收价值，说法错误，不符合题意。 故选：B。 【变式3-1】下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是 A．经常用食盐水清洗铁制品 B．保持铁制品表面清洁干燥 C．在铁制品表面涂油漆 D．在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属 【答案】A 【详解】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果，因此减缓或防止钢铁锈蚀的原理是避免铁制品同时与水和空气接触； A、经常用食盐水清洗铁制品，盐水会加快铁锈蚀的速率，不能减缓或防止钢铁锈蚀，符合题意； B、保持铁制品表面清洁干燥，能减缓或防止钢铁锈蚀，不符合题意； C、在铁制品表面涂油漆，能隔绝氧气和水，能减缓或防止钢铁锈蚀，不符合题意； D、在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属，能隔绝氧气和水，能减缓或防止钢铁锈蚀，不符合题意。 故选：A。 考点三 废金属的回收利用 【例4】下列做法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．导电性最好的银取代铜、铝制作导线 【答案】D 【详解】A、防止金属腐蚀，可保护金属资源，选项不符合题意； B、寻找金属的代用品，可保护金属资源，选项不符合题意； C、回收利用废旧金属，可保护金属资源，选项不符合题意； D、银是贵金属，其价格比铜、铝都高，用于替代铜、铝制作导线不符合经济原则，不利于保护金属资源，选项符合题意； 故选D。 解题要点 本知识点主要考察废金属的回收利用，解题时需掌握好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寻找金属的代用品等。 【变式4-1】青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是 A．将铁制品放在潮湿的空气里 B．在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈 C．废旧金属回收利用可以节约金属资源 D．有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径 【答案】A 【详解】A、铁在潮湿的环境中容易生锈，不利于金属资源的利用和保护，故A符合题意； B、在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈，有利于金属资源的利用和保护，故B不符合题意； C、废旧金属回收利用可以节约金属资源，有利于金属资源的利用和保护，故C不符合题意； D、有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径，有利于金属资源的利用和保护，故D不符合题意。 故选A。 基础达标 1．下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是 A．涂油 B．喷漆 C．埋在潮湿的土壤中 D．镀一层耐腐蚀的金属 【答案】C 【分析】铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气同时接触发生的反应，防止铁生锈的原理：隔绝空气隔绝水。 【详解】A、涂油，能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，不符合题意； B、喷漆，能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，不符合题意； C、存放在潮湿的空气中，铁能与氧气、水充分接触，容易生锈，符合题意； D、镀一层耐腐蚀的金属，能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，不符合题意； 故选：C。 2．实验小组利用如图所示实验探究铁钉生锈的条件，一周后发现只有①中铁钉生锈。下列说法不正确的是 A．①②说明铁生锈需要与O2接触 B．①③说明铁生锈需要与H2O接触 C．②③说明铁生锈需要与O2和H2O同时接触 D．蒸馏水需要煮沸后使用，以除去水中溶解的O2 【答案】C 【详解】A、①（与氧气接触，生锈）②（与氧气隔绝，不能生锈）说明铁生锈需要与O2接触，故A正确； B、①（与水接触，生锈）③（与水隔绝，不能生锈）说明铁生锈需要与H2O接触，故B正确； C、②③没有控制单一变量，不能说明铁生锈需要与O2和H2O同时接触，故C不正确； D、蒸馏水需要煮沸后使用，以除去水中溶解的氧气，故D正确。 故选C。 3．某兴趣小组探究铁生锈的条件。如下图所示，取三根洁净无锈的铁钉，分别放置在三个不同环境中，一周后观察铁钉生锈情况并记录如下。 已知：氧气在一定量的水中的溶解量随温度升高而降低，在植物油中非常难溶。 实验 ① ② ③ 现象 在液面附近，铁钉生锈严重 铁钉无明显变化 铁钉无明显变化 下列说法不正确的是 A．①和②中煮沸蒸馏水是为了除去水中 B．②和③中，铁钉没有生锈的原因相同 C．对比①和②，可知铁钉生锈的条件是铁钉与氧气接触 D．对比①和③，可知铁钉生锈的条件是铁钉与水接触 【答案】B 【详解】A、①和②中加入的蒸馏水要事先煮沸，考虑温度升高，气体溶解度减小，目的是除去水中溶解的氧气，故说法正确； B、②中的铁钉只与水接触，不生锈，③中铁钉只与氧气接触，不生锈，所以铁钉没有生锈的原因不相同，故说法错误； C、①中的铁钉与水和氧气同时接触，明显生锈，②中的铁钉只与水接触，不生锈，说明铁钉生锈的条件是铁钉与氧气接触，故说法正确； D、①中的铁钉与水和氧气同时接触，明显生锈，③中铁钉只与氧气接触，不生锈，说明铁钉生锈的条件是铁钉与水接触，故说法正确。 故选B。 4．通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下最容易生锈 A．在干燥的空气中 B．在潮湿的空气中 C．浸没在植物油中 D．部分浸入食盐水中 【答案】D 【详解】铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，且盐溶液能加快铁钉的锈蚀，故部分浸入食盐水中，最容易生锈。 故选D。 5．下列环境中，铸铁管道腐蚀最慢的是 A．在潮湿的环境中 B．在疏松透气的土壤中 C．在干旱的内陆沙漠中 D．在海水浸泡的海边中 【答案】C 【分析】铁生锈是与铁与氧气和水共同作用的结果；酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈； 【详解】A、在潮湿的环境中，铸铁管道与氧气、水分能充分接触，铁容易生锈； B、在疏松透气的土壤中，铸铁管道与氧气、水分能充分接触，铁容易生锈； C、在干旱的内陆沙漠中，水分很少，铁不易生锈； D、在海水浸泡的海边中，有盐类物质存在，会加速铁生锈； 综上分析，铸铁管道腐蚀最慢的是在干旱的内陆沙漠中。 故选C。 6．下列措施能保护金属资源的是 A．废旧金属不需要回收利用 B．矿物资源无限，可以任意开采 C．寻找金属代用品 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 【答案】C 【详解】A、回收利用废旧金属能保护金属资源，减少环境污染，错误； B、矿物资源是有限的，要合理开采，错误； C、寻找金属代用品，可以节约金属资源，保护金属资源，正确； D、将铁钉放置于潮湿的空气中，铁钉易生锈，不能保护金属资源，错误。 故选C。 7．根据以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是 A．对比甲、丙实验，说明铁生锈一定要有水参加 B．对比甲、乙实验，说明铁生锈一定要有氧气参加 C．对比丙、丁实验，说明铁在水面附近生锈的速度较快 D．对比乙、丙实验，说明铁生锈一定要有氧气参加 【答案】B 【详解】A.对比甲、丙实验，甲中铁钉只与氧气接触，铁钉不生锈，丙中铁钉与氧气、水同时接触，铁钉生锈，说明铁生锈一定要有水参加，不符合题意； B. 对比甲、乙实验，甲中铁钉只与氧气接触，铁钉不生锈，乙中铁钉只与水接触，铁钉也不生锈，不能说明铁生锈一定要有氧气参加，符合题意； C. 对比丙、丁实验，说明铁在水面附近生锈的速度较快，不符合题意； D. 对比乙、丙实验，乙中铁钉只与水接触，铁钉不生锈，丙中铁钉与氧气、水同时接触，铁钉生锈，说明铁生锈一定要有氧气参加，不符合题意。 故选B。 8．下列说法中正确的是(　　) A．废旧电池可以随意丢弃 B．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 C．被腐蚀的铁制品应该加以回收利用 D．铁矿石可以随意开采 【答案】C 【详解】A、废旧电池中含有汞、镉等重金属，会污染环境，不可以随意丢弃，故A错误； B、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不是氧化铁，故B错误； C、被腐蚀的铁制品应该加以回收利用，不仅节约金属资源，还能保护环境，故C正确； D、铁矿石不可以随意开采，应该有计划的开采，故D错误。故选C。 9．为保证船舶的使用寿命，船舶要进行防锈处理，下列防锈措施不可行的是 A．刷防锈漆 B．用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶的零部件 C．给某些部位涂油 D．船体表面镀一层黄金 【答案】D 【详解】A、刷防锈漆能隔绝氧气和水，防止生锈，能延长船舶的使用寿命，选项正确，不符合题意； B、用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶零部件，合金抗腐蚀性强，能延长船舶的使用寿命，选项正确，不符合题意； C、给某些部位涂油能隔绝氧气和水，防止生锈，能延长船舶的使用寿命，不符合题意。 D、黄金的价格昂贵，通过船体表面镀一层黄金防锈，方法不可行，选项错误，符合题意； 故选D。 10．下列与金属材料有关的说法中，正确的是（　　） A．黄铜片比铜片硬度小 B．钢的性能优良，是很纯的铁 C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快 D．为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆 【答案】D 【详解】A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，黄铜片比铜片硬度大，故选项说法错误。 B、钢的性能优良，钢是铁的合金，不是很纯的铁，故选项说法错误。 C、沙漠地区的铁制品，不易与水蒸气接触，不易生锈，故选项说法错误。 D、为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆，以隔绝氧气和水，故选项说法正确。 故选D。 【点睛】本题难度不大，掌握铁锈蚀的条件、防止铁制品生锈的原理（隔绝氧气和水）与措施是正确解答本题的关键。 11．下列说法正确的是（　　） A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈 C．多数合金的熔点高于它的成分金属 D．高炉炼铁得到的产品是纯铁 【答案】B 【详解】A. 地壳中含量最多的金属元素是铝元素，不是铁，选项错误； B. 铁与水、氧气共存时才能生锈，所以铁制品在潮湿的空气中容易生锈，选项正确； C. 多数合金的熔点低于它的成分金属的熔点，选项错误； D. 高炉炼铁得到的铁含有碳等杂质，属于生铁，选项错误，故选B。 63． 12．实验小组利用如图所示实验探究铁钉生锈的条件，一周后发现只有①中铁钉生锈。下列说法不正确的是    A．①②说明铁生锈需要与O2接触 B．①③说明铁生锈需要与H2O接触 C．②③说明铁生锈需要与O2和H2O同时接触 D．蒸馏水需要煮沸后迅速冷却，以除去水中溶解的O2 【答案】C 【详解】A.①中铁钉可以和氧气、水接触,②中由于植物油存在，铁锯只能和水接触而①生锈而②未生锈。则①②说明铁生锈需要有O2参与，故A正确； B.③中为干燥氧气，而①中既有O2又有水、则①③说明铁生锈需要与水接触，故B正确； C.②③中铁钉不生锈．无法说明铁生锈需要和O2和H2O同时接触，故C错误； D.蒸馏水煮沸后需迅速冷却、目的为除去溶解的O2，故D正确。 13．如表是某同学对铁制品生锈情况的调查： 调查内容 掉漆的自行车 裸露在混凝土外的钢筋 涂油的无锈铁钉 镀铬的铁质剪刀 铁制品锈蚀的现象 风吹雨淋，时间长了掉漆的部分会生锈 在潮湿的空气中，时间长了，裸露的钢筋表面会出现锈层 铁钉较长时间不生锈 剪刀较长时间不生锈 （1）从以上调查中，可知铁制品生锈的主要条件是与空气和 直接接触． （2）下列保护铁资源的建议，正确的是 （填字母）。 A 防止铁制品腐蚀    B 回收利用废旧铁制品    C 任意开采铁矿石 （3）请你写出一种防止铁制品生锈的方法 。 【答案】 水 AB 涂油或刷油漆等 【详解】（1）由表可知，铁与空气和水分接触时容易生锈，而铁与空气或水分隔绝时不易生锈，所以铁制品生锈的主要条件是与空气和水直接接触，故填水。 （2）A  防止铁制品腐蚀能够延长铁制品的使用寿命，能够节约铁资源，选项正确； B  回收利用废旧铁制品可以实现铁资源的重新利用，节约铁资源，选项正确； C  任意开采铁矿石既污染环境，也会造成资源的浪费，选项错误，故填AB。 （3）铁制品生锈的主要条件是与空气和水直接接触，则防止铁制品生锈可以采用铁与空气和水隔绝的方法，如在铁制品表面涂油或刷油漆等，故填涂油或刷油漆等。 14．防锈方法： (1)保持铁制品表面 。 (2)在铁制品表面 ，如刷油漆、涂油等。 在铁制品表面镀一层其他金属，如镀耐磨和耐腐蚀的铬。 (3)改变铁的组成和结构，可制成耐腐蚀的 ，如不锈钢。 【答案】(1)干燥 (2)涂保护膜 (3)合金 【详解】（1）铁生锈是铁与氧气和水同时作用的结果，防止铁生锈就是破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品与氧气、水隔绝或保持铁制品表面干燥； （2）防止铁生锈可以在铁制品表面涂保护膜，让铁制品与氧气、水隔离，如刷油漆、涂油等； （3）防止铁生锈可以改变铁的组成和结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。 15．金属材料在生产、生活中应用广泛。 (1)用铜作导线是因为其具有良好的 性。机器轴承用青铜而不用纯铜制，是因为青铜的硬度比纯铜的 。 (2)工业上用赤铁矿（主要成分为）和一氧化碳炼铁的化学方程式为 。生铁和钢都是铁的合金，从组成上看，二者的 不同。铁制品与空气中的 接触时容易锈蚀，防止铁制品锈蚀的方法之一是 。 【答案】(1) 导电 大 (2) 含碳量 氧气和水 保持铁制品表面洁净干燥（合理即可） 【详解】（1）用铜作导线是利用其有良好的导电性；用青铜（铜锡合金）制机器零件不易变形，是因为青铜的硬度比纯铜的大； （2）工业上用赤铁矿（主要成分Fe2O3）炼铁时发生反应的化学方程式为：；生铁和钢是两种铁合金，从组成上看，二者的含碳量不同；金属铁的锈蚀条件：铁与氧气、水同时接触就会生锈；根据防止铁制品生锈的常用措施可知，防止铁锅锈蚀的一种方法是：保持其表面的洁净、干燥等。 16．减缓钢铁锈蚀的方法 (1)保持铁制品表面的 和 、 (2)在金属表面涂覆 (如 、 、 等)。 (3)在金属表面镀上一层 或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。 (4)改变金属的 制成 等。 【答案】(1) 洁净 干燥 (2) 保护层 涂油 喷漆 覆盖搪瓷(合理答案均可) (3)不易锈蚀的金属 (4) 组成和结构 合金 【详解】（1）保持铁制品表面的洁净和干燥，可以减缓钢铁锈蚀； （2）在金属表面涂覆保护层(如涂油、喷漆、覆盖搪瓷(合理答案均可)，可以隔绝氧气和水蒸气，可以减缓钢铁锈蚀； （3）在金属表面镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层，可以减缓钢铁锈蚀； （4）改变金属的组成和结构制成合金等，可以减缓钢铁锈蚀。 综合应用 17．某兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动。 【探究一】铁生锈的条件 （1）该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于上图所示装置中，经过一段时间观察， （填序号）装置中出现了明显的锈迹。他们的结论是：铁生锈是因为铁与空气中的 等发生了化学反应。 （2）卓玛同学提出疑问：空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗？为卓玛同学释疑的实验可设计为： ，观察并记录现象即可证明。 【探究二】影响铁生锈速率快慢的因素 拉姆说：妈妈常说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗？ 她查阅资料：导电性强（即离子浓度大）的溶液都可加速铁的生锈。 （3）将上述A装置中的蒸馏水改为下列液体中的 （填序号），可使铁生锈速率加快。 a．硫酸钠溶液            b．无水乙醇 （4）酸性物质也能腐蚀钢铁，写出稀硫酸与铁反应的化学方程式 。 【答案】 A 氧气、水蒸气（化学式也可） 将A中的空气换为氮气或二氧化碳 a Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 【详解】（1）铁生锈的条件是铁与空气中的水分和氧气共同作用的结果，A中铁钉满足铁生锈的条件，一段时间后会出现明显的锈迹；他们的结论是：铁生锈是因为铁与空气中的氧气、水蒸气（化学式也可）发生了化学反应； （2）为卓玛同学释疑的实验可设计为：相同条件下将A中的空气换为氮气或二氧化碳，观察并记录现象即可证明； （3）因为导电的溶液可加速铁的生锈，硫酸钠溶液中含有钠离子和硫酸根离子，如果把蒸馏水换为硫酸钠溶液可使铁生锈速率加快；而无水乙醇不导电，不能加快铁生锈的速率； （4）稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。 18．钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。为测定某钢铁厂生铁样品中的含碳量，同学们取样品进行实验：向四份不同质量的生铁样品(假定其中只含单质铁和单质碳)分别加入200g溶质质量分数相同的稀硫酸，充分反应后，测得的实验数据如表所示： 实验序号 1 2 3 4 生铁样品的质量/g 20 40 60 80 生成气体的总质量/g 0.7 1.4 1.5 m 回答下列问题： (1)每年钢铁锈蚀都会造成巨大的经济损失，请写出一条防止铁制品生锈的具体措施： 。 (2)表格中m值为 。 (3)计算该生铁样品中碳单质的质量分数 。(写出计算过程) (4)小明同学认为取一定质量铁样品加足量稀硫酸，充分反应后通过测定其它数据可更简单获取样品中的含碳量，他测定的数据是称量 的质量。 【答案】(1)铁制品表面喷漆 (2)1.5 (3)解：设20g样品中含铁的质量为 该生铁样品中碳单质的质量分数= 答：该生铁样品中碳单质的质量分数为2%； (4)固体的质量 【详解】（1）铁生锈的原理是铁与氧气、水同时接触，防止铁制品生锈的具体措施：在铁制品表面喷漆； （2）根据表格中的数据可知，每增加20g样品，生成气体的质量增加0.7g，第三次只增加了0.1g，则第三次时酸剩余，铁反应完全，故第四次不再生成气体，m=1.5； （3）解析见答案； （4）由于碳和酸不反应，且不溶于水，铁和酸能反应生成能溶于水的物质和氢气，故可以向一定量生铁样品中滴加稀硫酸，直至没有气泡产生，过滤、洗涤、干燥、称量剩余固体的质量，进行测定样品中碳的含量。 19．铁的锈蚀对社会生产造成损害，但也有有利的一面，如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某同学发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 取样品质量（g） 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 取稀硫酸质量（g） 30.0 90.0 120.0 150.0 180.0 210.0 产生气体质量（g） 0 a 0.3 0.5 0.6 0.6 （1）食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收_____（填化学式），用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是_____。 （2）a的数值为_____。 （3）第4次实验，所得到溶液中溶质的化学式为_____。 （4）计算该样品中单质铁的质量分数（保留至0.1%）。 【答案】（1）O2、H2O；增大与氧气、水分的接触面积，加快反应速率；（2）0.1；（3）Fe2(SO4)3、FeSO4；（4）54.2% 【分析】氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。 【详解】（1）铁粉主要吸收空气中的两种物质是食物保鲜所以也称“双吸剂”，是铁与氧气、水分接触容易生锈，故吸收水和氧气，化学式为O2、H2O，铁粉接触面积大，用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是增大与氧气、水分的接触面积，加快反应速率。 （2）根据表中数据可知：第1次30g稀硫酸没产生氢气是稀硫酸和铁锈反应，3、4可以看出每30g稀硫酸可以产生0.2g氢气，则a的数值为0.1。 （3）第4次实验发生的反应是氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则所得到溶液中溶质是硫酸铁和硫酸亚铁，故化学式为Fe2(SO4)3、FeSO4。 （4）设该样品中单质铁的质量为x 该样品中单质铁的质量分数为 拓展培优 20．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁制品，时至今日，社会快速发展，钢铁仍然是我国使用最多的合金材料，请围绕金属铁开展主题式学习活动． 主题一：铁的认识 (1)铁元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图所示，请回答： ①铁的原子序数为 ； ②根据铁原子结构示意图可知，第三电子层x的数值为 ，在化学变化中，铁原子容易失去电子，形成 （填“阳离子”或“阴离子”）． (2)从物质类别角度分析，纯铁属于 （填“混合物”“化合物”或“单质”）；从物质的微观构成认识，铁是由 （填微粒名称）构成的． 主题二：铁的性质及应用 (3)铝的抗腐蚀性强于铁，为什么锤子、剪刀等用铁制而不用铝制，原因是 ． (4)如图所示铁制品中，利用了金属导热性的是__________（填字母序号）． A． B． C． (5)如图是某同学绘制了铁的化学性质网络图．转化②铁在氧气中燃烧，可观察到的现象是 ．不能用铁制容器配制农业上使用的波尔多液杀菌剂（成分中含有硫酸铜），是因为转化 （填序号），反应的化学方程式为 ．转化④发生的反应属于 （填基本反应类型）． 主题三：铁的来源及冶炼 (6)铁在自然界中常以 的形式存在，工业上从含有铁元素并有开采价值的矿石中提炼金属铁． 工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如图： ①工业上用赤铁矿炼铁的化学反应方程式为 ． ②流程中焦炭的作用是 、 ． ③从物质成分的角度分析，生铁炼钢过程中，向炼钢炉中通入的目的是 ． 主题四：铁的锈蚀和防护 (7)如图为探究铁锈蚀的实验装置． ①图中三个实验中，试管 （填字母序号）中的铁钉生锈． ②通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与 ． ③通过上述实验可知，铁锈蚀是铁与空气中的 和 同时接触的结果． ④铁的锈蚀会造成资源浪费，但只要善于利用其原理，也可以将“害”转化为“利”，请举出一个对生活有利的实例： ． (8)为防止铁的锈蚀，下列采取的措施合理的是 （填字母序号）． A．为防止学校操场上的健身器材生锈，可在其表面喷漆 B．家中常用的铁锅，使用后洗净擦干，并保持表面洁净干燥 C．化学实验室的铁架台生锈了，保留其表面的铁锈，防止继续生锈 【活动总结】金属资源是自然界为人类提供的宝贵财富，请珍爱我们赖以生存的自然环境．也希望同学们通过不断的学习，今后能在金属的开采、利用及保护等方面为社会作出贡献． 【答案】(1) 26 14 阳离子 (2) 单质 铁原子 (3)铁的硬度较大，而铝的硬度较小 (4)B (5) 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量 ③ 置换反应 (6) 化合物 生成还原剂一氧化碳 提高炉内温度 降低生铁中碳元素的含量 (7) C 水接触 氧气 水蒸气 食品保鲜的双吸剂（合理即可） (8)AB 【详解】（1）①由铁元素在元素周期表中的信息可知，左上角的数字表示原子序数，则铁的原子序数为26； ②在原子中，质子数=核外电子数，则26=2+8+x+2，x=14，则第三电子层X的数值为14；铁原子最外层的电子数为2＜4，在化学变化中，铁原子容易失去电子，形成阳离子； （2）单质是由同种元素组成的纯净物，从物质类别角度分析，铁属于单质，铁是由铁原子直接构成的； （3） 铝的抗腐蚀性虽然强于铁，因为铁的硬度较大，而铝的硬度较小，所以锤子、剪刀等用铁制而不用铝制； （4）A、河北沧州铁狮子，不是利用金属的导热性，故选项不符合题意； B、不锈钢水壶，利用金属的导热性，故选项符合题意； C、铸铁井盖利用金属的延展性、硬度大，不是利用金属的导热性，故选项不符合题意； 故选：B； （5）转化②铁在氧气中燃烧，可观察到剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量； 波尔多液中含有硫酸铜，铁比铜活泼，铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，不能用铁制容器配制农业上使用的波尔多液杀菌剂（成分中含有硫酸铜），是因为转化③，反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；转化④为铁与酸反应生成盐和氢气，符合“一换一”的特点，发生的反应属于置换反应； （6）铁在自然界中常以化合物的形式存在，工业上从含有铁元素并有开采价值的矿石中提炼金属铁； ①赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：； ②流程中焦炭的作用是生成还原剂一氧化碳、提高炉内温度； ③从物质成分的角度分析，生铁炼钢过程中，向炼钢炉中通入的目的是为了降低生铁中碳元素的含量； （7）①图中三个实验中，试管C中的铁钉与氧气和水接触，会生锈； ②通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与氧气、水蒸气接触； ④食品保鲜的双吸剂，利用了铁锈蚀的利处； （8）铁与水、氧气充分接触时容易生锈，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈； A、为防止学校操场上的健身器材生锈，可在其表面喷漆，隔绝氧气和水，达到防锈的目的，故A措施合理； B、家中常用的铁锅，使用后洗净擦干，并保持表面洁净干燥，可以隔绝水，达到防锈的目的，故B措施合理； C、化学实验室的铁架台生锈了，铁锈比较疏松，保留其表面的铁锈，会加快生锈，故C措施不合理； 故选：AB。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $