第8单元 课题3 第2课时 金属资源保护-2025-2026学年九年级下册化学同步辅导（人教版）

第2课时金属资源保护 知识梳理 1.铁的锈蚀 续表 条件：铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气 铁在干燥 铁全部 铁与空气和 铁与水和氧 中的氧气、水蒸气等发生复杂化学反应的 条件 的空气中 在水中 水同时接触 气同时接触 过程。铁锈的主要成分是FezO3·xHO 铁生锈的主要条件是与水和氧气同时接 很疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水 结论 触，且氧气的浓度越大，越易生锈 等反应。 3.保护金属资源 2.铁生锈的条件 金属矿物的储量有限，而且不能再生，人们应 铁在干燥 铁全部 铁与空气和 铁与水和氧 当重视金属资源的保护。 条件 的空气中 在水中 水同时接触 气同时接触 (1)防止金属腐蚀。 (2)回收利用废旧金属。不仅能节约金属 装置 蒸水 氧气 资源，还能减少对环境的污染。 铁钉 (3)有计划、合理地开采金属矿物，严禁不 生锈 顾国家利益的乱采矿。 不生锈 不生锈 易生锈 最易生锈 程度 (4)寻找金属的代用品等。 基础过关 1.许多资源都是不可再生的，每个公民都应树 3.2023年5月28日，国产大型客机C919首次 立保护资源的观念。下列做法不利于保护金 商业载客飞行成功，C919在制造过程中使用 属资源的是( ) 了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属 A.采取各种有效防锈方法避免金属锈蚀 材料。下列有关金属材料的说法中，错误的 B.用塑料代替钢和其他合金制造管道 是( C.尽早将各种矿物资源开采出来 A.钢铁表面刷油漆可以有效防止生锈 D.回收利用铝制饮料罐 B.生铁的含碳量比钢的高 2.早在春秋时期，我国就开始生产和使用铁器 C.钛合金的抗腐蚀性强于纯钛，熔点低于 下列铁制品最容易生锈的是() 纯钛 A.未擦干的铁锅 B.喷油漆的栏杆 D.铁制品易被腐蚀，铝制品不易被腐蚀，说明 C.盛水的不锈钢水杯D.镀铬的水龙头 铁比铝活泼 4.某同学根据铜锈的主要成分[Cu2(OH)2CO3] 棉花和 作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水 干燥剂氯化钙 植物油 空气 外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧 一铁钉 一铁钉 蒸馏水 蒸瘤水 铁钉 化碳”，需要进行如图所示实验中的( B C ①A中玻璃仪器的名称是 二氧化碳 二氧化碳 氧气 二氧化碳 氧气 氧气 ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A 铜片 铜片 铜片 水 中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得 水 甲 乙 丙 出铁钉锈蚀需要与 A.甲和乙 B.甲和丙 接触的结论。铁锈的主要成分是 C.甲和丁 D.乙和丁 ,其结构 (填“致密” 5.利用如图装置进行创新实验（夹持装置已略 或“疏松”)，所以铁制品可以全部锈蚀。 去)。实验前检查装置气密性良好，实验时， ③实验A和B中加人的蒸馏水要事先煮 打开弹簧夹K,观察一段时间，无明显现象； 沸，其目的是 关闭K,加入食盐水，观察同样的一段时间后 实验中氯化钙（干燥剂）的作用是 打开K,发现注射器活塞向左移动。下列说 。实验B中植物油的作用 法不正确的是( 是 一食盐求 (2)除锈：取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐 a用 酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁钉表 铁翻 面有少量气泡产生。产生气泡的原因是 A.铁锈蚀属于缓慢氧化 B.实验过程中装置内氧气的含量减小 (用化学方程式表示)。稀盐酸可用于除 C.滴加食盐水能加快铁锈蚀 锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。 D.根据实验可得出铁的锈蚀需要水的参与 6.铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围 (3)防锈：防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀 绕“锈”进行一系列研究。 的条件。常用的防锈方法有 (1)探锈：现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速 (写一种即可)。 冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯 兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现 化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制 如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领 品锈蚀的条件，设计如下实验： 域中的重要科研课题。 素养提升 1.保护金属资源的有效途径中，不包括下列 B.寻找金属替代品 的() C.回收利用金属 A.合理开采矿物 D.禁止使用铁制品 2.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 浓盐酸》 是() 食盐水 A.表面涂油 B.表面刷漆 A.装置I的铁钉一侧的液面一定会上升 C.覆盖塑料 D.制成合金 B.装置I、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀 3.以下实验现象，正确的是( C.比较铁钉一侧的液面，装置Ⅱ比装置I ① ② ③ 的高 棉花和 CuSO溶液 干燥剂 -植物油 D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 空气 铁粉 铁钉 6.小明为探究铁制品锈蚀的条件，利用图甲装 230.5g 铁钉和蒸馏水 置进行实验：将干燥的氧气从导管a通入，使 甲 氧气充满U形管。一段时间后观察三处铁 A.如图甲，滴入硫酸铜溶液后，可以用铁置 丝的变化情况。 换出铜 B.反应后电子秤的示数为230.5g ①干燥的 ②潮湿的 普通铁丝 普通铁丝 C.对比实验乙的①③：可以探究接触空气是 干燥剂 脱脂棉 ③潮湿的 否是铁生锈的条件之一 甲 纯铁丝 D.图乙装置放置一周后，②中铁钉产生的铁 温度/℃ 压强Pa 锈最多 4.如图是探究铁钉锈蚀条件的四个实验，一段 时间后观察现象。下列说法错误的是( i?时间/ 棉花和 (1)为确定U形管内已经充满氧气，进行的 植物油 氯化钙 食 水 实验操作是 空气 ④ ,说明U形 A.比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地 管内已经充满氧气。 方是乙处 (2)小明得出纯铁丝不易锈蚀的结论，他比较 B.对比②③说明铁生锈需要水和空气 的铁丝是 (填序号)。 C.②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化 (3)在一次实验中，小明将装置密闭，测出内 钙的作用是作干燥剂 部的温度和压强变化趋势（图乙），在0~ D.④中的铁钉比①中的锈蚀严重，说明在其 t1s阶段温度上升的原因是 他条件相同时，食盐能加快铁钉的锈蚀 5.小红同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线 (4)该探究实验运用了 的方法。 将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示 7.垃圾是放错地方的资源，城市的废旧电器是 的三个液面高度相同的装置中，放置一星期 一座“金属矿山”。某废旧电器中含有锌、铜、 后观察现象。下列描述错误的是( ) 镍(N)三种金属，兴趣小组的同学为了从中 回收金属铜和镍，做了如下的探究。 探究。 已知：硫酸镍（化学式：NiSO4)能溶于水。 【提出问题】铁制品锈蚀的条件是什么？ 实验一：探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的 【设计实验】取三根洁净无锈的铁丝设计如图 活动性强弱 甲所示的三个实验（铁丝足量且实验时间足 【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺 够长)。 序，提出了以下猜想。 铁丝 脱 猜想一：Zn>Ni>Cu; 植物油 剂 猜想二：Zn>Cu>Ni; :21 的 水 猜想三： 剂 【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验，请 完成实验报告。 甲 实验步骤 实验现象 解释与结论 【实验现象】A中铁丝生锈，B、C中铁丝无明 取三支试管，分别 锌片表面产 猜想 显变化，打开A中的止水夹后还能观察到的 向其中加入等质 生气泡较快； 正确。镍与 现象是 0 量、等浓度的稀硫 镍片表面产 稀硫酸反应 【实验结论】由实验可以得出铁制品锈蚀的条 酸，然后将大小、形 生气泡较慢； 的化学方程 件是 状相同的锌、铜、镍 铜片无明显 式是 【拓展延伸】小荣在旅途中发现，海边铁制渔 三种金属片分别插 现象 船上的锈迹比江边铁制渔船的多，他提出问 入三支试管中 题：海水会加快铁的生锈吗？为验证这一问 实验二：从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电 题，设计以下数字化实验（如图乙），实验结果 器中回收铜和镍 如图丙。 【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质 实验1实验用品：长5cm、直径1mm铁丝， 转化流程。 15mL蒸馏水； 加过量 稀硫酸 金属A 实验2实验用品： 过滤 加适量 废旧粉碎 Zn、Cu、Ni ① 锌粉 金属C 过滤 +温度/℃ 电器分拣 溶液B 其他废物 ② 数据 实验2 ZnSO 温度 压强 采集器 29 实验1 溶液 感器 传感器 29 28.5 步骤①中得到的A是 步骤②中生 成C的化学方程式是 200400600时间/s 丙 (1)根据图丙分析可知，铁生锈会 【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义 (填“吸收”或“放出”)热量。 是 (2)根据该实验可以得出结论： (答1条)。 【思考运用】根据铁制品生锈的条件，写出一 8.【数字化实验】钢铁的腐蚀是重要研究课题。 条生活中防止铁锈蚀的具体方法： 某校兴趣小组以铁的腐蚀为课题进行如下混合物(2)混合物(3)A.FeO3+ 3H,高温2Fe十3H,0B.CH+20, 高温 CO2+2H2O (4)AC 7.(1)C0Ca0(2)3C0+Fe,0,高巡2Fe+ 3CO2不属于(3)增大反应物间的接触 面积，充分反应(4)使焦炭与氧气充分 反应，放出大量的热，以此来提高炉温 (5)解：设理论上生成生铁的质量为x。 Fe,0,十3C0高温2Fe+3C0, 160 112 2000tX80% 98%x 1602000t×80% 112 98%x x=1142.9t。 答：理论上生成生铁1142.9t。 8.(1)6.6 (2)解：设该样品中氧化铁质量为x。 3CO+Fe2O 高温2Fe十3C0, 160 132 x 6.6g 160 1326.6g x=8.0g 样品巾氧化候的质量分数：是×10为= 80%。 答：该赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%。 (3)10一m×100%点拔：由图像可知：生 3 成CO2的质量为106.6g-100.0g=6.6g, 结合化学方程式，可求出赤铁矿中氧化铁的 质量，进而求出氧化铁的质量分数；分析得 知最终g的剩余固体是杂质和生成的铁， 则氧化铁中氧的质量为(10一m)g,氧化铁的 质量为(10一m)g÷30%,可得出赤铁矿石中 氧化铁的质量分数为10”×100%。 第2课时金属资源保护 【基础过关】 1.C2.A3.D 4.C点拨：根据控制变量法，若想证明铜生 锈的条件除有氧气和水外，还要有二氧化 碳，则需要在一个实验中让铜与氧气、水、 二氧化碳接触，为实验甲；在另一个实验中 让铜只与氧气、水接触，为实验丁，故选C。 5.D 6.(1)①试管②水和氧气Fe2O3·xH2O 疏松③除去水中溶解的氧气吸收空气 中的水分隔绝空气(2)Fe+2HCl FC2十H2◆(3)刷漆（或涂油等，合理即可） 【素养提升】 1.D2.D3.B 4.B点拨：铁与氧气、水同时接触时生锈。 ①中甲、乙、丙三处比较，乙处铁与水和氧 气接触最充分，生锈最明显的地方是乙处， A正确；②中铁钉只与水接触，不生锈， ③中铁钉只与氧气接触，不生锈，则对比 ②③，不能说明铁生锈需要水和空气，B错 误；②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯 化钙具有吸水性，其作用是作干燥剂，C正 确；④中铁钉比①中铁钉锈蚀严重，说明在 其他条件相同时，食盐能加快铁钉的锈蚀， D正确。 5.C点拨：装置I的铁钉会被腐蚀，消耗了 空气中的氧气，铁钉一侧的气压降低液面 上升，装置Ⅱ中的铁钉会被腐蚀，浓盐酸易 挥发，铁钉会与盐酸反应生成氢气，铁钉一 侧的气压升高液面下降，浓硫酸有吸水性， 装置Ⅲ中铁钉因没有接触水而不生锈。 6.(1)把带火星的木条放在b导管口，木条复 燃(2)②③(3)铁丝生锈的过程会放出 热量（4)控制变量 7.【提出猜想】Ni>Zn>Cu【进行实验】一 Ni+H2SO4NiSO4+H2A【设计方 案】铜（或Cu)Zn+NiSO,一ZnSO4+ Ni【反思评价】节约金属资源，减少对环 境的污染（合理即可）点拨：【提出猜想】 已知锌的金属活动性比铜强，再加入镍可 能出现三种情况：Zn>Ni>Cu;Zn>Cu> Ni;Ni>Zn>Cu;因此猜想三是Ni>Zn> Cu。【进行实验】根据实验现象：锌片表面 产生气泡较快；镍片表面产生气泡较慢，说 明锌的金属活动性比镍强，铜片无明显现 象，说明铜的活动性最弱，即锌、铜、镍的金 属活动性：Zn>Ni>Cu,故猜想一正确；镍 与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气的化学方 程式为Ni+H2SO4NiSO4+H2个。 【设计方案】由流程分析可知，锌、镍的金属 活动性比氢强，铜的金属活动性比氢弱，加 入过量的稀硫酸，锌、镍分别与稀硫酸反应 生成硫酸锌、硫酸镍和氢气，铜不与稀硫酸 反应，则过滤得到的金属A是铜(Cu);溶 液B的溶质为硫酸锌、硫酸镍和过量的稀 硫酸，由实验一可知，锌的金属活动性比镍 强，锌会与硫酸镍反应生成硫酸锌和镍，化 学方程式为Zn+NiSO4一ZnSO,+Ni。 【反思评价】合理开发城市“金属矿山”可以 节约金属资源，减少对环境的污染。 8.【实验现象】左侧液面上升至约1刻度线处 【实验结论】与水和氧气同时接触 【拓展延伸】长5cm、直径1mm铁丝，15mL 模拟海水 (1)放出(2)海水能够促进铁生锈 【思考运用】刷漆（合理即可） 点拨：【实验结论】A中铁与水和氧气同时 接触，生锈，B中铁与水隔绝，不生锈，C中 铁与氧气隔绝，不生锈，由实验可以得出铁 制品锈蚀的条件是与水和氧气同时接触。 【拓展延伸】根据控制变量要求，实验2实 验用品为长5cm、直径1mm铁丝，15mL模 拟海水。根据题图丙可知，铁生锈过程中 温度升高，说明铁生锈会放出热量。 实验活动5常见金属的物理性质和化学性质 1.B2.C3.B 4.B点拨：水龙头常镀铬，不镀金，因为金的 价格太高，故不选A;锤子、菜刀一般用铁 制，因为铁的密度和硬度都比铝大，故不选 C;电线常用铜、铝制成，不用银，因为银的 价格太高，故不选D。 5.C点拨：由题意可知，在打磨后的两种金 属片上滴加不同的溶液，金属M上仅③处 有现象，说明金属M位于氢的后面，比银 活泼；金属N上仅⑤处无明显现象，说明金 属N的活动性比铁弱，位于氢的前面，由此 可得出金属的活动性由强至弱依次为铁> N>M>银，故选C。 6.(1)小于(2)导电(3)延展在铜片的 一端放一小块固体石蜡，用酒精灯加热铜 片另一端，观察石蜡的状态变化（合理即 可)(4)银白色黑色(5)坩埚钳铜 片表面变为黑色2Cu十O,△2Cu0 (6)①ABCD D Mg+2HCI—MgC+ H◆（合理即可）②不能 7.(1)铜(2)Fe+2HCl一FeCl2+H2N (3)镁与稀盐酸反应放热，在18s反应结 束，温度降低(4)BD 8.1)Sn0,十C商温Sn十C0,+(2)【实验 记录与分析】锌>锡>铜【反思评价】锌 片、铜片和SnCl2溶液（或ZnCl2溶液、