内容正文:
第十五讲 金属材料 金属的锈蚀与防护
1.(2025·齐齐哈尔节选)“垃圾分类,从我做起”,下列四种可回收物中,能获得金属的是 ( )
A.废纸板 B.塑料矿泉水瓶
C.废旧铁锅 D.破损的玻璃瓶
2.(2024·临沂)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是 ( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
3.(2025·福建)镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800 ℃液态镁中形成镁镍合金,再经如图所示的真空蒸馏,可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是 ( )
A.合金的硬度一般比其组成金属的小
B.镁的沸点比镍的高
C.真空蒸馏过程中,镁原子间的间隙发生改变
D.坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中
4.(2025·武汉)劳动有利于知行合一。下列有关劳动项目的解释错误的是 ( )
选项
劳动项目
解释
A
用铅笔绘制宣传画
利用了石墨的导热性
B
设置森林防火隔离带
隔离可燃物,预防火灾
C
洗净铁锅并用抹布擦干
铁与氧气、水等接触易生锈
D
用熟石灰处理含硫酸的污水
熟石灰与硫酸发生中和反应
5.(2025·吉林)竖炉炼铁的工艺流程如图所示。催化反应室中发生的反应之一为CH4+CO2 2CO+2X。下列分析正确的是 ( )
A.赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量
B.原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C.合成气中X的化学式为H2O
D.赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
6.(2025·陕西)某学习小组同学探究铁钉锈蚀的条件时做了如图所示的实验。
(1)一段时间后,实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是 (填“a”“b”或“c”)。
(2)上述实验能证明铁钉锈蚀与 有关。
(3)用稀盐酸或稀硫酸清除上述实验后锈蚀铁钉表面的铁锈时,发生反应的化学方程式为 (任写一个)。
7.(2025·黑龙江龙东地区节选)金属矿物是宝贵的自然资源。
(1)图1展示了古代炼铁的过程,其中将生铁炼成熟铁(钢)的原理是 。
(2)图2是现代高炉炼铁的过程,写出反应3的化学方程式: 。
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%40%,请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法: 。
8.(2024·青岛)钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。
(1)早在春秋时期,我国就掌握了炼铁方法,其原理是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,反应过程中化合价降低的元素是 。
(2)如今铁制品应用于生活的方方面面。如用铁锅做饭,主要因为铁具有 性。
(3)不锈钢不易生锈,铁容易生锈,二者性质不同的原因是 。请列举一条生活中防止铁锅生锈的方法: 。
铁制品生锈时应及时除锈,生产中可用盐酸除铁锈(主要成分是Fe2O3),反应的化学方程式为 。
(4)随着生产力的发展,我国炼铁技术又有新突破,是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,其制备的简易流程如图所示。
制备Fe(CO)5时,先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是 ,制备过程中可循环利用的物质是 。
9.某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】 铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 Fe+2HCl FeCl2+H2↑ 。
(2)铁锈的颜色是 红棕色或红褐色 。
【实验探究】
该小组利用如图装置对铁钉锈蚀的条件进行探究,一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 除去水中溶解的氧气,防止干扰实验 。
(4)ABD对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是 水和氧气 ;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是 。
【拓展探究】
(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。
①测量过程中要保持恒温,理由是 减少温度变化对气体压强的影响 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。
10.(2025·广东)金属注射成型是一种精密器件的制造技术。某种制备铁镍合金器件的主要工序如图1。
(1)原料制备
ⅰ.制铁粉:3H2+Fe2O3 2Fe+3X,则X为 ,参加反应的H2与Fe2O3的质量比为 。
ⅱ.制纯镍粉:Ni+4CO Ni(CO)4(气态) Ni+4CO,示意图如图2,则温度较高的是 (填“a”或“b”)区。
ⅲ.将铁粉、纯镍粉与石蜡黏结剂混合,制成原料颗粒。
(2)除蜡:若要加快溶剂对石蜡的溶解,可采取的措施是 。
(3)烧结:需在氮气环境下进行的原因是 。与纯铁相比,烧结后得到的铁镍合金的优点有 (写一条)。
(4)渗碳:通过渗碳技术可优化产品性能。对比图3中不同温度下含碳量随渗层深度变化的曲线,可得出的结论是 (写一条)。某精密器件渗碳需要达到渗层深度为1.0 mm、含碳量为0.6%的要求,图3中三个温度中最适合的是 ℃。
第十五讲 金属材料 金属的锈蚀与防护
基础练
1.C 2.A 3.C 4.A 5.D
6.(1)b (2)氧气和水(或O2和H2O)
(3)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O[或Fe2O3+3H2SO4
Fe2(SO4)3+3H2O]
拔高练
7.(1)降低铁中的含碳量(合理即可)
(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
(3)刷漆或涂油(合理即可)
8.(1)Fe(或铁元素) (2)导热
(3)物质的结构不同 擦干或涂油
Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O
(4)排尽设备内空气,防止爆炸 CO(或一氧化碳)
9.(1)Fe+2HCl FeCl2+H2↑
(2)裸棕色(或红褐色)
(3)除去水中溶解的氧气,防止干扰实验
(4)水和氧气 C中铁钉接触的氧气比D中的多
(5)①减小温度对压强变化的影响
②
10.(1)ⅰ.H2O 3∶80 ⅱ.a
(2)适当升高温度或搅拌(合理即可)
(3)氮气作保护气,防止在烧结时,Fe、Ni被氧气氧化
硬度大(或强度大或耐腐蚀)
(4)温度相同时,渗层深度越大,含碳量越低(或渗层深度相同时,温度越高,含碳量越高) 1 000
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