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文檔簡介
第第頁【解析】華師大版初中科學(xué)九年級(jí)上學(xué)期3.2金屬的活動(dòng)性順序(第2課時(shí))登錄二一教育在線組卷平臺(tái)助您教考全無憂
華師大版初中科學(xué)九年級(jí)上學(xué)期3.2金屬的活動(dòng)性順序(第2課時(shí))
一、夯實(shí)基礎(chǔ)
1.下列環(huán)境中最易使鋼鐵生銹的是()
A.干燥的空氣B.潮濕的空氣C.浸沒在水中D.浸沒在油中
2.2023年5月我國自主建造的第一艘航母下海,為保證航母的使用壽命,下列防銹措施不可行的是()
A.用抗銹蝕性能優(yōu)異的合金制造航母零部件
B.刷防銹漆
C.船體表面鍍一層黃金
D.給某些部位涂油
3.下列各種方法中:①金屬表面涂抹油漆;②改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu);③保持金屬表面清潔干燥;④在金屬表面進(jìn)行電鍍;⑤使金屬表面形成致密的氧化膜。能對(duì)金屬起到防止或減緩腐蝕作用的措施是()
A.①②③④B.①③④⑤C.①②④⑤D.全部
4.下列說法不正確的是()
A.衣架的外面包上塑料層,主要是防止金屬生銹
B.鋼鐵生銹后,鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O
C.鐵制品抗腐蝕能力比鋁制品強(qiáng)
D.金屬表面涂上油脂的目的是防止金屬腐蝕
5.根據(jù)煉鐵的反應(yīng)原理,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問題:
(1)煉鐵的主要反應(yīng)原理(用化學(xué)方程式表示):。
(2)高爐煉鐵的主要原料是。
(3)請(qǐng)指出此裝置的不足之處:。
6.小明同學(xué)為了研究影響鐵生銹的因素,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
在A、B、C、D四只燒瓶中分別放入干燥的細(xì)鐵絲、浸過食鹽水的細(xì)鐵絲、浸過清水的細(xì)鐵絲、食鹽水及細(xì)鐵絲(使細(xì)鐵絲完全浸沒在食鹽水中,四只燒瓶中細(xì)鐵絲的質(zhì)量均相同),然后裝配成如圖所示的四套裝置,每隔0.5h測(cè)量導(dǎo)管中水面上升的高度(單位:cm),結(jié)果如表中所示:
燒瓶號(hào)時(shí)間/h00.51.01.52.02.53.0
A干燥的細(xì)鐵絲0000000
B浸過食鹽水的細(xì)鐵絲00.41.23.45.67.69.8
C浸過清水的細(xì)鐵絲0000.30.82.03.5
D完全浸沒在食鹽水中的細(xì)鐵絲0000000
請(qǐng)回答:
(1)以上實(shí)驗(yàn)中,鐵生銹的速率最大的是瓶(填燒瓶號(hào),下同)。
(2)瓶和瓶對(duì)比,可證明鐵生銹需要水參與。
(3)瓶和瓶對(duì)比,可證明食鹽能促進(jìn)鐵生銹。
(4)為了防止鋼鐵生銹,人們常采用表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜的方法,這些方法的共同原理是。
二、能力提升
7.小明發(fā)現(xiàn)月餅盒里的脫氧劑部分呈紅褐色,査閱資料得知脫氧劑中含有鐵粉和活性炭。他猜想這包脫氧劑中可能含有:①Cu和C;②Fe2O3和C;③Fe3O4和C;④Fe3O4、C和Fe;⑤Fe2O3、C和Fe。其中猜想合理的是()
A.①③⑤B.②④⑤C.②⑤D.④⑤
8.古往今來,金屬材料和制品在我們的社會(huì)生活中一直起著非常重要的作用。
(1)考古工發(fā)現(xiàn)鐵質(zhì)的出土文物往往銹蝕嚴(yán)重,鐵生銹的條件是。在實(shí)驗(yàn)室常用稀鹽酸清除鐵銹,化學(xué)方程式為。
(2)近年來,我國高鐵建設(shè)促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的快速發(fā)展。制造鐵軌的材料是合金鋼,主要原因是合金鋼具有的優(yōu)越性能(要求只答一條)。
(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了兩個(gè)有關(guān)金屬性質(zhì)的實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:硫酸鋁溶液和鐵粉混合;
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:硫酸銅溶液與鐵粉混合。
在上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,該同學(xué)將實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ的物質(zhì)全部倒入同一個(gè)燒杯中,發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)的紅色固體明顯增多,原因是(用文字說明)。一段時(shí)間后過濾,向?yàn)V渣中滴加鹽酸,結(jié)果沒有氣泡產(chǎn)生。那么,濾液中所含金屬離子的情況可能是(填序號(hào))。
①Al3+②Al3+、Fe2+③Al3+、Fe3+
④Fe2+、Cu2+⑤Al3+、Fe2+、Cu2+
9.在鹽酸除鐵銹的實(shí)驗(yàn)中,我們常會(huì)發(fā)現(xiàn)生銹的鐵釘表面有一些氣泡產(chǎn)生。氣泡是怎么產(chǎn)生的?針對(duì)這一問題,同學(xué)們提出了有關(guān)假設(shè),并設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)時(shí),觀察到放有鐵的試管中有氣泡產(chǎn)生,而另一試管中沒有,從而驗(yàn)證了自己的假設(shè)是成立的。
(1)分析上述實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為同學(xué)們建立的假設(shè)是。
(2)有同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn),溶液中的水可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。于是他們又進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你在虛線框中用圖示的形式將圖乙的對(duì)照實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完整。
(3)還有同學(xué)想:氣體會(huì)不會(huì)是鐵銹與水反應(yīng)產(chǎn)生的?他認(rèn)為還要補(bǔ)充一個(gè)鐵銹與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),你覺得有沒有必要?
三、拓展創(chuàng)新
10.生物浸出技術(shù)在金屬冶煉中應(yīng)用廣泛。嗜熱細(xì)菌在65~80℃酸性水溶液及氧氣存在等條件下,能氧化黃銅礦(主要成分CuFeS2)產(chǎn)生硫酸鹽,進(jìn)而生產(chǎn)銅和硫酸亞鐵,主要流程如圖(“…”表示省略的部分流程):
有以下說法:①分離出礦渣的操作是過濾;②試劑b只能是鐵粉;③試劑a是稀硫酸;④鐵元素在整個(gè)流程中都以Fe2+存在。其中錯(cuò)誤的是()
A.①②B.①③C.②③D.②④
11.銅銹的主要成分是Cu2(OH)2CO3。某同學(xué)為了研究銅在空氣中生銹的條件,利用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),經(jīng)過近一個(gè)月的觀察,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)B裝置中的銅釘生銹了,而A、C裝置中的銅釘無明顯變化。由此得出結(jié)論:“銅生銹的原因是銅與空氣中的水和氧氣相互作用的結(jié)果?!痹嚮卮鹣铝袉栴}。
(1)該同學(xué)所得出的結(jié)論完整嗎?,理由是。
(2)你認(rèn)為影響銅生銹的因素還可能有;為了驗(yàn)證你的判斷,應(yīng)選擇圖中的(選填“乙”或“丙”)裝置進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。
(3)通過上述實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為影響銅生銹的主要因素:。
(4)銅與鐵相比,更易生銹,由此可得出結(jié)論:。
(5)寫出一條防止銅鐵等金屬制品生銹的具體方法:。
12.鐵是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛的金屬材料。
(1)酸菜等酸性的食物不宜用鐵質(zhì)器具長期盛放,因?yàn)椤?/p>
(2)為減緩海水對(duì)鐵質(zhì)海輪外殼的腐蝕,制造海輪時(shí),會(huì)在海輪船底四周鑲嵌比鐵更活潑的金屬。下列金屬適宜船底鑲嵌的是(填字母)。
A.Pb(鉛)B.CuC.Pt(鉑)D.Zn
(3)對(duì)鐵“發(fā)藍(lán)”處理,其表面將形成致密氧化膜而有效避免腐蝕。
①致密氧化膜能有效阻止鐵銹蝕的原因是。
②“發(fā)藍(lán)”過程的化學(xué)方程式如下,則式中X的化學(xué)式為。
36Fe+4NaNO2+9NaNO3+26H2O=12X+13NaOH+13NH3↑
③為檢驗(yàn)“發(fā)藍(lán)”處理的鐵質(zhì)零件表面是否形成致密氧化膜,將該零件浸泡于硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)。由此可知該零件“發(fā)藍(lán)”處理效果(選填“好”或“不好”),因?yàn)?用化學(xué)方程式表示)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用分析。
【解答】鐵生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用的結(jié)果,所以鋼鐵在潮濕的空氣中最容易生銹;
故選B。
2.【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用,所以要防銹需隔離氧氣和水分析。
【解答】A、用抗銹蝕性能優(yōu)異的合金制造航母零部件,可以防止航母被銹蝕,不符合題意;
B、刷防銹漆可以使鋼鐵與氧氣和水隔離,防止生銹,不符合題意;
C、黃金雖化學(xué)性質(zhì)不活潑,但成本高,且密度大,船體表面鍍一層黃金不切實(shí)際,符合題意;
D、給某些部位涂油,可以使鋼鐵與氧氣和水隔離,防止生銹,不符合題意;
故選C。
3.【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)金屬生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用,所以要防銹需隔離氧氣和水分析。
【解答】①金屬表面涂抹油漆可以使金屬與氧氣和水隔離,防止生銹,正確;②改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可防止金屬生銹,正確;③保持金屬表面清潔干燥可以使鐵不接觸水,防止生銹,正確;④在金屬表面進(jìn)行電鍍可以使金屬與氧氣和水隔離,防止生銹,正確;⑤使金屬表面形成致密的氧化膜可以使里面的金屬與氧氣和水隔離,防止生銹,正確;
故選D。
4.【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)金屬生銹實(shí)質(zhì)從而確定防止銹蝕的方法分析。
【解答】A、衣架的外面包上塑料層,可以使金屬與氧氣和水隔離,防止金屬生銹,不符合題意;
B、鋼鐵生銹后,鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O,不符合題意;
C、因鋁化學(xué)性質(zhì)活潑,表面有致密氧化鋁膜,起保護(hù)作用,鐵制品抗腐蝕能力比鋁制品弱,符合題意;
D、金屬表面涂上油脂的目的是防止金屬與水和氧氣接觸而腐蝕,不符合題意;
故選C。
5.【答案】(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2)鐵礦石、石灰石、焦炭
(3)沒有尾氣處理裝置
【知識(shí)點(diǎn)】還原反應(yīng)與金屬的冶煉
【解析】【分析】根據(jù)煉鐵的反應(yīng)原理及原料、CO還原氧化鐵的裝置特點(diǎn)分析。
【解答】(1)煉鐵的主要反應(yīng)原理是高溫條件下CO將氧化鐵中的鐵還原出來,方程式為3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
(2)高爐煉鐵的主要原料是鐵礦石、石灰石、焦炭;
(3)CO有毒,排放到空氣中會(huì)污染空氣,而裝置中沒有尾氣處理裝置,存在不足;
故答案為:(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2;(2)鐵礦石、石灰石、焦炭;(3)沒有尾氣處理裝置。
6.【答案】(1)B
(2)A;C
(3)B;C
(4)隔絕氧氣和水
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用,但在鹽水或酸條件下可加快生銹速率及對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求分析。
【解答】(1)由表中數(shù)據(jù)可知,B燒瓶中浸過食鹽水的細(xì)鐵絲生銹速率最大;
(2)A中鐵絲只接觸氧氣不接觸水,不生銹,C中接觸水和氧氣生銹,二者對(duì)比可證明鐵生銹需要水參與;
(3)B燒瓶中鐵絲除接觸氧氣和水外,還接觸了食鹽,C中只接觸水和氧氣,通過鐵絲生銹速率對(duì)比證明食鹽能促進(jìn)鐵生銹;
(4)采用金屬表面金涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜的方法都是使金屬隔絕氧氣和水,以達(dá)到防銹目的;
故答案為:(1)B;(2)A;C;(3)B;C;(4)隔絕氧氣和水。
7.【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)及鐵銹成分分析。
【解答】鐵粉能吸收氧氣和水而生銹,鐵銹主要成分為氧化鐵,脫氧劑成分為鐵粉和活性炭,部分呈紅褐色,則成分可能是氧化鐵和活性炭,可能是氧化鐵、鐵和活性炭,不可能有四氧化三鐵和銅;
故選C。
8.【答案】(1)鐵與氧氣、水同時(shí)接觸;Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(2)硬度大(或機(jī)械強(qiáng)度好,或韌性好等)
(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中硫酸銅溶液有剩余,而實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的鐵粉又能與實(shí)驗(yàn)Ⅱ中剩余的硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵;②⑤
【知識(shí)點(diǎn)】金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用;金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】(1)根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)及氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水分析;
(2)根據(jù)合金的性質(zhì)分析;
(3)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序中排在前面的金屬能與排在后面的金屬的鹽溶液發(fā)生反應(yīng)分析。
【解答】(1)鐵生銹的條件是鐵與氧氣、水同時(shí)接觸,在實(shí)驗(yàn)室常用稀鹽酸清除鐵銹,化學(xué)方程式為Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
(2)合金鋼具有硬度大、機(jī)械強(qiáng)度好、韌性好等性能;
(3)鐵不能與硫酸鋁反應(yīng),能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,將兩實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)倒入同一燒杯中,燒杯內(nèi)的紅色固體明顯增多,說明實(shí)驗(yàn)Ⅱ中硫酸銅過量,與實(shí)驗(yàn)Ⅰ中鐵發(fā)生了反應(yīng)生成了銅;一段時(shí)間后向?yàn)V渣中加鹽酸,沒有氣泡產(chǎn)生,說明鐵全部反應(yīng),濾液中成分可能是硫酸亞鐵、硫酸鋁,也可能是硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸銅,所含金屬離子情況可能是②⑤;
故答案為:(1)鐵與氧氣、水同時(shí)接觸;Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;(2)硬度大(或機(jī)械強(qiáng)度好,或韌性好等);(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中硫酸銅溶液有剩余,而實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的鐵粉又能與實(shí)驗(yàn)Ⅱ中剩余的硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵;②⑤。
9.【答案】(1)在除鐵銹時(shí),氣泡是由鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的
(2)
(3)沒有必要
【知識(shí)點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià);酸的化學(xué)性質(zhì)
【解析】【分析】根據(jù)氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣及對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求分析。
【解答】(1)鐵銹成分為氧化鐵,與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,所以除銹時(shí)產(chǎn)生氣泡為鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣;
(2)因?qū)嶒?yàn)中未排除鐵與水是否發(fā)生反應(yīng),所以應(yīng)補(bǔ)充鐵中加水的對(duì)比實(shí)驗(yàn);
(3)因鐵銹與鹽酸反應(yīng)時(shí),鹽酸中含有水,所以沒必村進(jìn)行鐵銹與水反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn);
故答案為:(1)在除鐵銹時(shí),氣泡是由鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的;(2);(3)沒有必要。
10.【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】過濾的原理、方法、操作及其應(yīng)用;金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用;酸的化學(xué)性質(zhì)
【解析】【分析】根據(jù)所給反應(yīng)流程及過濾原理、金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用及酸的化學(xué)性質(zhì)分析。
【解答】①分離出礦渣是從溶液中得到礦渣,操作是過濾,正確;②試劑b可將硫酸銅溶液中的銅置換出來,只要是金屬活動(dòng)性順序大于鐵的金屬即可,錯(cuò)誤;③試劑a是將氫氧化鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵,為稀硫酸,正確;④鐵元素在整個(gè)流程中以Fe3+和Fe2+存在,錯(cuò)誤;
故選D。
11.【答案】(1)不完整;空氣中還含有其他成分,也可能是產(chǎn)生銅銹的原因
(2)CO2;丙
(3)CO2、O2、H2O
(4)Fe;金屬越活潑越易生銹
(5)保持金屬制品表面的潔凈和干燥(或表面鍍保護(hù)膜)
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)銅銹的組成元素及質(zhì)量守恒定律分析銅生銹的條件、鐵化學(xué)性質(zhì)比銅活潑更容易生銹及防止金屬生銹的做法分析。
【解答】(1)由銅銹的組成元素可知,銅生銹還需要含有碳元素的物質(zhì)參與,所以該同學(xué)結(jié)論不完整;
(2)空氣中二氧化碳含有碳元素,所以影響銅生銹的因素還可能有二氧化碳,為了驗(yàn)證該結(jié)論,要選擇圖丙進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
(3)銅生銹的實(shí)質(zhì)是銅、二氧化碳、氧氣和水共同的作用,所以影響銅生銹的主要因素有CO2、O2、H2O;
(4)鐵的化學(xué)性質(zhì)比銅活潑,所以鐵比銅更易生銹,由此可得出,金屬越活潑越易生銹;
(5)保持金屬制品表面的潔凈和干燥或表面鍍保護(hù)膜都可以防止銅鐵等金屬制品生銹。
故答案為:(1)不完整;空氣中還含有其他成分,也可能是產(chǎn)生銅銹的原因;(2)CO2;丙;(3)CO2、O2、H2O(4)Fe;金屬越活潑越易生銹;(5)保持金屬制品表面的潔凈和干燥(或表面鍍保護(hù)膜)。
12.【答案】(1)鐵會(huì)與酸反應(yīng)而使鐵質(zhì)器具被腐蝕
(2)D
(3)致密的氧化膜使鐵與氧氣(或空氣)和水隔絕;Fe3O4;不好;Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
【知識(shí)點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià);金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用
【解析】【分析】(1)根據(jù)鐵能與酸發(fā)生反應(yīng)分析;
(2)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序分析;
(3)根據(jù)將鐵與氧氣和水隔離可防止生銹及鐵能與硫酸銅反應(yīng)分析。
【解答】(1)酸菜等酸性的食物中衾中酸,鐵會(huì)與酸反應(yīng)而使鐵質(zhì)器具被腐蝕,所以酸菜等酸性的食物不宜用鐵質(zhì)器具長期盛放;
(2)鉛、銅、鉑活動(dòng)性都比鐵弱,鋅的活動(dòng)性大于鐵,故選D;
(3)①致密的氧化膜使鐵與氧氣(或空氣)和水隔絕,所以可有效阻止鐵銹蝕;②由反應(yīng)前后原子種類和個(gè)數(shù)不變可知,X的化學(xué)式為Fe3O4;③致密的氧化膜可將里面的鐵與外界隔離,而將該零件浸泡于硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)零件表面出現(xiàn)紅色物質(zhì),說明鐵與硫酸銅發(fā)生了反應(yīng),則該零件處理效果不好,反應(yīng)方程式為Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
故答案為:(1)鐵會(huì)與酸反應(yīng)而使鐵質(zhì)器具被腐蝕;(2)D;(3)致密的氧化膜使鐵與氧氣(或空氣)和水隔絕;Fe3O4;不好;Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
二一教育在線組卷平臺(tái)()自動(dòng)生成1/1登錄二一教育在線組卷平臺(tái)助您教考全無憂
華師大版初中科學(xué)九年級(jí)上學(xué)期3.2金屬的活動(dòng)性順序(第2課時(shí))
一、夯實(shí)基礎(chǔ)
1.下列環(huán)境中最易使鋼鐵生銹的是()
A.干燥的空氣B.潮濕的空氣C.浸沒在水中D.浸沒在油中
【答案】B
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用分析。
【解答】鐵生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用的結(jié)果,所以鋼鐵在潮濕的空氣中最容易生銹;
故選B。
2.2023年5月我國自主建造的第一艘航母下海,為保證航母的使用壽命,下列防銹措施不可行的是()
A.用抗銹蝕性能優(yōu)異的合金制造航母零部件
B.刷防銹漆
C.船體表面鍍一層黃金
D.給某些部位涂油
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用,所以要防銹需隔離氧氣和水分析。
【解答】A、用抗銹蝕性能優(yōu)異的合金制造航母零部件,可以防止航母被銹蝕,不符合題意;
B、刷防銹漆可以使鋼鐵與氧氣和水隔離,防止生銹,不符合題意;
C、黃金雖化學(xué)性質(zhì)不活潑,但成本高,且密度大,船體表面鍍一層黃金不切實(shí)際,符合題意;
D、給某些部位涂油,可以使鋼鐵與氧氣和水隔離,防止生銹,不符合題意;
故選C。
3.下列各種方法中:①金屬表面涂抹油漆;②改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu);③保持金屬表面清潔干燥;④在金屬表面進(jìn)行電鍍;⑤使金屬表面形成致密的氧化膜。能對(duì)金屬起到防止或減緩腐蝕作用的措施是()
A.①②③④B.①③④⑤C.①②④⑤D.全部
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)金屬生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用,所以要防銹需隔離氧氣和水分析。
【解答】①金屬表面涂抹油漆可以使金屬與氧氣和水隔離,防止生銹,正確;②改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可防止金屬生銹,正確;③保持金屬表面清潔干燥可以使鐵不接觸水,防止生銹,正確;④在金屬表面進(jìn)行電鍍可以使金屬與氧氣和水隔離,防止生銹,正確;⑤使金屬表面形成致密的氧化膜可以使里面的金屬與氧氣和水隔離,防止生銹,正確;
故選D。
4.下列說法不正確的是()
A.衣架的外面包上塑料層,主要是防止金屬生銹
B.鋼鐵生銹后,鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O
C.鐵制品抗腐蝕能力比鋁制品強(qiáng)
D.金屬表面涂上油脂的目的是防止金屬腐蝕
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)金屬生銹實(shí)質(zhì)從而確定防止銹蝕的方法分析。
【解答】A、衣架的外面包上塑料層,可以使金屬與氧氣和水隔離,防止金屬生銹,不符合題意;
B、鋼鐵生銹后,鐵銹的主要成分是Fe2O3·nH2O,不符合題意;
C、因鋁化學(xué)性質(zhì)活潑,表面有致密氧化鋁膜,起保護(hù)作用,鐵制品抗腐蝕能力比鋁制品弱,符合題意;
D、金屬表面涂上油脂的目的是防止金屬與水和氧氣接觸而腐蝕,不符合題意;
故選C。
5.根據(jù)煉鐵的反應(yīng)原理,小明設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問題:
(1)煉鐵的主要反應(yīng)原理(用化學(xué)方程式表示):。
(2)高爐煉鐵的主要原料是。
(3)請(qǐng)指出此裝置的不足之處:。
【答案】(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2)鐵礦石、石灰石、焦炭
(3)沒有尾氣處理裝置
【知識(shí)點(diǎn)】還原反應(yīng)與金屬的冶煉
【解析】【分析】根據(jù)煉鐵的反應(yīng)原理及原料、CO還原氧化鐵的裝置特點(diǎn)分析。
【解答】(1)煉鐵的主要反應(yīng)原理是高溫條件下CO將氧化鐵中的鐵還原出來,方程式為3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
(2)高爐煉鐵的主要原料是鐵礦石、石灰石、焦炭;
(3)CO有毒,排放到空氣中會(huì)污染空氣,而裝置中沒有尾氣處理裝置,存在不足;
故答案為:(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2;(2)鐵礦石、石灰石、焦炭;(3)沒有尾氣處理裝置。
6.小明同學(xué)為了研究影響鐵生銹的因素,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
在A、B、C、D四只燒瓶中分別放入干燥的細(xì)鐵絲、浸過食鹽水的細(xì)鐵絲、浸過清水的細(xì)鐵絲、食鹽水及細(xì)鐵絲(使細(xì)鐵絲完全浸沒在食鹽水中,四只燒瓶中細(xì)鐵絲的質(zhì)量均相同),然后裝配成如圖所示的四套裝置,每隔0.5h測(cè)量導(dǎo)管中水面上升的高度(單位:cm),結(jié)果如表中所示:
燒瓶號(hào)時(shí)間/h00.51.01.52.02.53.0
A干燥的細(xì)鐵絲0000000
B浸過食鹽水的細(xì)鐵絲00.41.23.45.67.69.8
C浸過清水的細(xì)鐵絲0000.30.82.03.5
D完全浸沒在食鹽水中的細(xì)鐵絲0000000
請(qǐng)回答:
(1)以上實(shí)驗(yàn)中,鐵生銹的速率最大的是瓶(填燒瓶號(hào),下同)。
(2)瓶和瓶對(duì)比,可證明鐵生銹需要水參與。
(3)瓶和瓶對(duì)比,可證明食鹽能促進(jìn)鐵生銹。
(4)為了防止鋼鐵生銹,人們常采用表面涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜的方法,這些方法的共同原理是。
【答案】(1)B
(2)A;C
(3)B;C
(4)隔絕氧氣和水
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)是鐵與氧氣和水共同作用,但在鹽水或酸條件下可加快生銹速率及對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求分析。
【解答】(1)由表中數(shù)據(jù)可知,B燒瓶中浸過食鹽水的細(xì)鐵絲生銹速率最大;
(2)A中鐵絲只接觸氧氣不接觸水,不生銹,C中接觸水和氧氣生銹,二者對(duì)比可證明鐵生銹需要水參與;
(3)B燒瓶中鐵絲除接觸氧氣和水外,還接觸了食鹽,C中只接觸水和氧氣,通過鐵絲生銹速率對(duì)比證明食鹽能促進(jìn)鐵生銹;
(4)采用金屬表面金涂刷礦物油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜的方法都是使金屬隔絕氧氣和水,以達(dá)到防銹目的;
故答案為:(1)B;(2)A;C;(3)B;C;(4)隔絕氧氣和水。
二、能力提升
7.小明發(fā)現(xiàn)月餅盒里的脫氧劑部分呈紅褐色,査閱資料得知脫氧劑中含有鐵粉和活性炭。他猜想這包脫氧劑中可能含有:①Cu和C;②Fe2O3和C;③Fe3O4和C;④Fe3O4、C和Fe;⑤Fe2O3、C和Fe。其中猜想合理的是()
A.①③⑤B.②④⑤C.②⑤D.④⑤
【答案】C
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)及鐵銹成分分析。
【解答】鐵粉能吸收氧氣和水而生銹,鐵銹主要成分為氧化鐵,脫氧劑成分為鐵粉和活性炭,部分呈紅褐色,則成分可能是氧化鐵和活性炭,可能是氧化鐵、鐵和活性炭,不可能有四氧化三鐵和銅;
故選C。
8.古往今來,金屬材料和制品在我們的社會(huì)生活中一直起著非常重要的作用。
(1)考古工發(fā)現(xiàn)鐵質(zhì)的出土文物往往銹蝕嚴(yán)重,鐵生銹的條件是。在實(shí)驗(yàn)室常用稀鹽酸清除鐵銹,化學(xué)方程式為。
(2)近年來,我國高鐵建設(shè)促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的快速發(fā)展。制造鐵軌的材料是合金鋼,主要原因是合金鋼具有的優(yōu)越性能(要求只答一條)。
(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了兩個(gè)有關(guān)金屬性質(zhì)的實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)Ⅰ:硫酸鋁溶液和鐵粉混合;
實(shí)驗(yàn)Ⅱ:硫酸銅溶液與鐵粉混合。
在上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,該同學(xué)將實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ的物質(zhì)全部倒入同一個(gè)燒杯中,發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)的紅色固體明顯增多,原因是(用文字說明)。一段時(shí)間后過濾,向?yàn)V渣中滴加鹽酸,結(jié)果沒有氣泡產(chǎn)生。那么,濾液中所含金屬離子的情況可能是(填序號(hào))。
①Al3+②Al3+、Fe2+③Al3+、Fe3+
④Fe2+、Cu2+⑤Al3+、Fe2+、Cu2+
【答案】(1)鐵與氧氣、水同時(shí)接觸;Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(2)硬度大(或機(jī)械強(qiáng)度好,或韌性好等)
(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中硫酸銅溶液有剩余,而實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的鐵粉又能與實(shí)驗(yàn)Ⅱ中剩余的硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵;②⑤
【知識(shí)點(diǎn)】金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用;金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】(1)根據(jù)鐵生銹實(shí)質(zhì)及氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水分析;
(2)根據(jù)合金的性質(zhì)分析;
(3)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序中排在前面的金屬能與排在后面的金屬的鹽溶液發(fā)生反應(yīng)分析。
【解答】(1)鐵生銹的條件是鐵與氧氣、水同時(shí)接觸,在實(shí)驗(yàn)室常用稀鹽酸清除鐵銹,化學(xué)方程式為Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
(2)合金鋼具有硬度大、機(jī)械強(qiáng)度好、韌性好等性能;
(3)鐵不能與硫酸鋁反應(yīng),能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,將兩實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)倒入同一燒杯中,燒杯內(nèi)的紅色固體明顯增多,說明實(shí)驗(yàn)Ⅱ中硫酸銅過量,與實(shí)驗(yàn)Ⅰ中鐵發(fā)生了反應(yīng)生成了銅;一段時(shí)間后向?yàn)V渣中加鹽酸,沒有氣泡產(chǎn)生,說明鐵全部反應(yīng),濾液中成分可能是硫酸亞鐵、硫酸鋁,也可能是硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸銅,所含金屬離子情況可能是②⑤;
故答案為:(1)鐵與氧氣、水同時(shí)接觸;Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;(2)硬度大(或機(jī)械強(qiáng)度好,或韌性好等);(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中硫酸銅溶液有剩余,而實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的鐵粉又能與實(shí)驗(yàn)Ⅱ中剩余的硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵;②⑤。
9.在鹽酸除鐵銹的實(shí)驗(yàn)中,我們常會(huì)發(fā)現(xiàn)生銹的鐵釘表面有一些氣泡產(chǎn)生。氣泡是怎么產(chǎn)生的?針對(duì)這一問題,同學(xué)們提出了有關(guān)假設(shè),并設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)時(shí),觀察到放有鐵的試管中有氣泡產(chǎn)生,而另一試管中沒有,從而驗(yàn)證了自己的假設(shè)是成立的。
(1)分析上述實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為同學(xué)們建立的假設(shè)是。
(2)有同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn),溶液中的水可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。于是他們又進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你在虛線框中用圖示的形式將圖乙的對(duì)照實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完整。
(3)還有同學(xué)想:氣體會(huì)不會(huì)是鐵銹與水反應(yīng)產(chǎn)生的?他認(rèn)為還要補(bǔ)充一個(gè)鐵銹與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),你覺得有沒有必要?
【答案】(1)在除鐵銹時(shí),氣泡是由鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的
(2)
(3)沒有必要
【知識(shí)點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià);酸的化學(xué)性質(zhì)
【解析】【分析】根據(jù)氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣及對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求分析。
【解答】(1)鐵銹成分為氧化鐵,與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,所以除銹時(shí)產(chǎn)生氣泡為鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣;
(2)因?qū)嶒?yàn)中未排除鐵與水是否發(fā)生反應(yīng),所以應(yīng)補(bǔ)充鐵中加水的對(duì)比實(shí)驗(yàn);
(3)因鐵銹與鹽酸反應(yīng)時(shí),鹽酸中含有水,所以沒必村進(jìn)行鐵銹與水反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn);
故答案為:(1)在除鐵銹時(shí),氣泡是由鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的;(2);(3)沒有必要。
三、拓展創(chuàng)新
10.生物浸出技術(shù)在金屬冶煉中應(yīng)用廣泛。嗜熱細(xì)菌在65~80℃酸性水溶液及氧氣存在等條件下,能氧化黃銅礦(主要成分CuFeS2)產(chǎn)生硫酸鹽,進(jìn)而生產(chǎn)銅和硫酸亞鐵,主要流程如圖(“…”表示省略的部分流程):
有以下說法:①分離出礦渣的操作是過濾;②試劑b只能是鐵粉;③試劑a是稀硫酸;④鐵元素在整個(gè)流程中都以Fe2+存在。其中錯(cuò)誤的是()
A.①②B.①③C.②③D.②④
【答案】D
【知識(shí)點(diǎn)】過濾的原理、方法、操作及其應(yīng)用;金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用;酸的化學(xué)性質(zhì)
【解析】【分析】根據(jù)所給反應(yīng)流程及過濾原理、金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用及酸的化學(xué)性質(zhì)分析。
【解答】①分離出礦渣是從溶液中得到礦渣,操作是過濾,正確;②試劑b可將硫酸銅溶液中的銅置換出來,只要是金屬活動(dòng)性順序大于鐵的金屬即可,錯(cuò)誤;③試劑a是將氫氧化鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵,為稀硫酸,正確;④鐵元素在整個(gè)流程中以Fe3+和Fe2+存在,錯(cuò)誤;
故選D。
11.銅銹的主要成分是Cu2(OH)2CO3。某同學(xué)為了研究銅在空氣中生銹的條件,利用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),經(jīng)過近一個(gè)月的觀察,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)B裝置中的銅釘生銹了,而A、C裝置中的銅釘無明顯變化。由此得出結(jié)論:“銅生銹的原因是銅與空氣中的水和氧氣相互作用的結(jié)果。”試回答下列問題。
(1)該同學(xué)所得出的結(jié)論完整嗎?,理由是。
(2)你認(rèn)為影響銅生銹的因素還可能有;為了驗(yàn)證你的判斷,應(yīng)選擇圖中的(選填“乙”或“丙”)裝置進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。
(3)通過上述實(shí)驗(yàn),你認(rèn)為影響銅生銹的主要因素:。
(4)銅與鐵相比,更易生銹,由此可得出結(jié)論:。
(5)寫出一條防止銅鐵等金屬制品生銹的具體方法:。
【答案】(1)不完整;空氣中還含有其他成分,也可能是產(chǎn)生銅銹的原因
(2)CO2;丙
(3)CO2、O2、H2O
(4)Fe;金屬越活潑越易生銹
(5)保持金屬制品表面的潔凈和干燥(或表面鍍保護(hù)膜)
【知識(shí)點(diǎn)】金屬的腐蝕與防護(hù)
【解析】【分析】根據(jù)銅銹的組成元素及質(zhì)量守恒定律分析銅生
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