第3节 金属防护和废金属回收
一、选择题
1.空气中含① ② ③稀有气体 ④水蒸气等成分，其中与钢铁生锈有关的是（ ）
A.①③
B.②④
C.③④
D.①④
2.按如图所示装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是（ ）
A.a处
B.b处
C.c处
D.三处同样严重
3.建国以来，中国航运经济取得迅猛发展，现在已成为航运大国，正向航运强国迈进。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
4.下列做法中，不利于保护金属资源的是（ ）
A.废旧的金属材料直接丢弃
B.采取有效措施来防止金属的腐蚀
C.研发、生产出一些金属材料的替代品
D.合理开采自然界的金属矿物资源
5.下列有关金属资源的利用与防护不合理的是（ ）
A.经常用钢丝球擦洗铝锅表面，保持洁净
B.在钢铁表面喷油漆可防止生锈
C.废旧金属的回收利用，是保护金属资源的有效途径之一
D.改变金属的组成和结构，铸造成合金材料可优化其性能
二、实验探究题
6.如甲所示，滴加适量食盐水，关闭活塞。容器内压强与时间变化如乙所示。
（1）实验中铁丝表面出现________色物质。
（2）食盐水的作用是________。
7.某校化学兴趣小组用如图所示装置对铁生锈的条件进行了探究。（提示：生石灰具有吸水性，可用作干燥剂）
请回答：
（1）A中发生反应的化学方程式为________。
（2）B中生石灰的作用是________。
（3）一段时间后观察：C装置中铁丝依然光亮，D装置中铁丝表面变灰暗，E装置中铁丝依然光亮。对比铁丝表面的变化，能够说明铁生锈与水有关的一组装置是________（填编号）；对比D、E处的实验现象说明：影响铁生锈快慢的一个重要因素是________。
（4）铝与氧气反应可以生成致密的氧化膜，阻止铝与氧气进一步反应，但铁制品却可以全部锈蚀，其原因是________。
8.如图所示为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答：
（1）工业炼铁所需要的原料是铁矿石、焦炭、石灰石等。焦炭在高炉炼铁中的主要作用是燃烧提高炉温和________。
（2）废旧金属“循环利用”的意义是________。（写一点即可）。
9.某化学兴趣小组在用铜丝和银丝做实验时，发现久置的铜丝表面能生成绿色的铜锈，兴趣小组对铜生锈的条件进行了以下探究。
[查阅资料]铜锈的主要成分为。
[作出猜想]铜生锈可能与空气中的氧气有关外，还可能与________有关，作出此猜想的依据是________。
[实验设计]兴趣小组同学取4根铜丝设计了如图所示的四个实验。
他们为了除去铜丝表面的污物，实验前应该做的操作是________。C瓶中的m应是________。
[现象分析]若干天后，发现只有D瓶中的铜丝表面出现绿色的铜锈，其他瓶中的铜丝表面均无铜锈出现。
（1）实验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其目的是________。
（2）通过对比B瓶与D瓶中的现象，可以得出铜生锈与________有关的结论。
[实验结论]由上述四个实验可以分析得出猜想成立，写出铜生锈的化学方程式：________。
[讨论交流]在同样环境下银丝依旧光亮如新，原因是________。
10.小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
步骤1：利用上图中甲所示装置，将干燥的从导管a通入U形管（装置气密性良好）；待U形管内充满后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20 mL后在导管a处连接胶管并用止水夹夹紧，如上图中乙所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如下表所示。
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
（1）步骤1中，检查U形管内是否已充满的方法是________。
（2）铁制品锈蚀的条件之一是需要，在此实验中能支持此结论的证据是________。
（3）通过对比实验现象，还可得出影响铁制品锈蚀的因素是________。
参考答案
一、选择题
1.答案：B
解析：铁生锈是铁与氧气、水蒸气共同作用的结果。
2.答案：B
解析：铁与氧气和水充分接触时容易生锈，b处铁钉与氧气、水同时接触，b处是锈蚀最严重的位置。
3.答案：D
解析：船体表面镀一层黄金，能防止生锈，但成本太高，该防锈措施不可行。
4.答案：A
解析：废旧的金属材料直接丢弃会造成资源浪费，不利于保护金属资源。
5.答案：A
解析：铝的表面有致密的氧化膜，能保护铝锅内部不被氧化，经常用钢丝球擦洗铝锅表面会破坏氧化膜加速铝的腐蚀，A不合理。
二、实验探究题
6.答案：（1）红棕
（2）加快铁锈蚀的速率
解析：（1）铁与氧气和水同时接触时会发生锈蚀，产生红棕色的铁锈。（2）食盐水可以加快铁锈蚀的速率。
7.答案：（1）
（2）除去氧气中的水蒸气
（3）CD 氧气的浓度
（4）铁锈疏松多孔、易吸水，会加快铁制品的锈蚀
解析：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，生成水和氧气。（2）B装置中生石灰的作用是除去氧气中的水蒸气。（3）对比C、D装置中的实验现象能够说明铁生锈主要与水有关；对比D、E装置中的实验现象说明影响铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度。（4）铁锈疏松多孔、易吸水，会加快铁制品的锈蚀。
8.答案：（1）产生还原剂一氧化碳
（2）节约金属资源（合理即可）
解析：（1）焦炭在高炉炼铁中的主要作用是燃烧提高炉温和产生还原剂一氧化碳。（2）废旧金属“循环再利用”，能节约金属资源。
9.答案：[作出猜想]水、二氧化碳 质量守恒定律
[实验设计]打磨 二氧化碳
[现象分析]（1）除去水中溶解的氧气和二氧化碳
（2）二氧化碳
[实验结论]
[讨论交流]银常温下化学性质稳定
解析：[作出猜想]碱式碳酸铜中含有铜、碳、氧和氢四种元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，铜生锈与氧气、水和二氧化碳有关。[实验设计]为了保证铜与空气充分接触，需要将铜丝表面的污物除去，一般采用打磨的方法；根据对比实验的要求，以及需要探究的影响因素，可知m为二氧化碳。[现象分析]（2）通过对比B、D瓶中的现象，可以得出铜生锈与二氧化碳有关。[实验结论]反应物为铜、水、氧气和二氧化碳，生成物为碱式碳酸铜，据此书写化学方程式。[讨论交流]银的化学性质稳定，不易生锈。
10.答案：（1）将带火星的木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满氧气
（2）观察到注射器活塞向左移动（或注射器内氧气体积减小）
（3）水分和金属的内部结构
解析：（1）检查U形管内是否已充满氧气的方法是在b导管口放带火星的木条，如果木条复燃，说明U形管内充满氧气。（2）铁制品锈蚀的条件之一是需要氧气，实验中能支持此结论的证据是注射器活塞向左移动。（3）对比①②的实验现象可知，铁生锈需要水分；对比②③的实验现象可知，铁生锈与金属的内部结构有关。
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