8.3金属的锈蚀和防护
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列生活中的做法错误的是
A．用煮沸的方法降低水的硬度
B．在自行车链条上涂油，防止其生锈
C．家用电器起火，用水扑灭
D．用洗涤剂通过乳化作用除去餐具上的油污
2．下列过程中主要发生物理变化的是（ ）
A．生产沼气 B．炼钢
C．高炉炼铁 D．干冰升华
3．下列实验现象描述正确的是
A．铁钉放入硫酸铜溶液中，铁钉表面有红色的铜生成
B．用石蕊溶液染成紫色的干纸花，放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花变红
C．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
D．在CO还原氧化铁的实验中，玻璃管里的粉末由黑色逐渐变成红棕色
4．下列有关实验现象的描述，正确的是
A．细铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成四氧化三铁
B．木炭在空气中燃烧，放出大量的热，产生大量白烟
C．二氧化碳通入足量的氢氧化钠溶液中，产生白色沉淀
D．将一氧化碳通过灼热的氧化铁粉末，红棕色粉末逐渐变成黑色
5．下列事实中符合科学常识的是
A．使用过的干电池直接丢入垃圾堆中
B．氢氧化钠溶液不慎沾到皮肤上，立即用大量水冲洗
C．保险丝中的铅锑合金是利用了其熔点高的特性
D．用燃着的木条检验液化石油气是否泄漏
6．生活中人类利用各种变化获得热量，下列热量的获得过程主要涉及化学变化的是
A． 冬天双手摩擦发热 B． 电热毯通电后发热
C． “暖宝宝”打开包装后发热 D． 太阳能热水器被阳光照射变热
7．某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞。一段时间后观察。下列推断错误的是
A．只有a管中的铁钉会锈蚀 B．L端与R端的液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁的锈蚀与水有关 D．常温下b管中的铁钉很难锈蚀
8．下列做法不科学的是
A．冬天用煤取暖时开窗通风 B．科学适度施用农药和化肥
C．使用后的铁锅洗净、擦干放置 D．发现家中天然气泄漏，立刻打开换气扇通风
9．热爱劳动从我做起。下列家务劳动中所涉及的化学知识不相符的是
选项 家务劳动 化学知识
A 清理家中鱼缸并通入空气 空气中的氧气可供给呼吸
B 用汽油清洗有油污的衣服 发生了乳化
C 用布擦干淋湿的自行车 潮湿的铁部件在空气中易生锈
D 用食醋给凉拌皮蛋这道菜做蘸料 食醋能除去皮蛋中的碱性物质
A．A B．B C．C D．D
10．下列物质间的转化不能实现的是
A．CO2H2CO3 B．Fe2O3Fe
C．SFeS D．CuO Cu（OH）2
二、判断题
11．在金属表面喷漆可以起到增大厚度，防止磨损( )
12．每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的30%～60%( )
13．铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生缓慢氧化的过程，食品防腐时，铁粉作双吸剂和铁生锈的原理是相同的。( )
14．铁粉容易生锈，可用作食品脱氧剂( )
15．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。( )
三、综合应用题
16．化学是一门研究物质的科学，我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质。以金属为例，请你参与其中回答相关问题：
(1)认识金属元素存在：自然界中大多数金属都以化合物的形式存在。下列矿石的主要成分属于氧化物的是___________(填字母序号)；
A．铝土矿(主要成分Al2O3) B．辉铜矿(主要成分Cu2S)
C．菱铁矿(主要成分FeCO3) D．磁铁矿(主要成分Fe3O4)
(2)探究金属物理性质：下表是A、B、C三种金属的部分物理性质。
金属 导电性(100为标准) 密度(g/cm3) 熔点(℃) 硬度(10为标准)
A 99 8.92 1083 3
B 61 2.70 660 2.9
C 17 7.86 1535 5
①高压输电线不用金属A而选用金属B，主要原因是 。
②C的合金通常可以做菜刀、锤子等，其合金的硬度 5(填“＞”“＜”或“=”)。
(3)探究金属化学性质及反应规律：在室温条件下进行如图所示实验。若实验中各种条件均相同，观察到甲中的长颈漏斗内红墨水柱比乙高，试解释产生这种现象的原因。
(4)认识金属的制备： 我国西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”的记载，其中蕴涵的湿法冶铜原理为： (用化学方程式表示)。
(5)金属在生产生活中应用广泛。如图，向一定量硝酸银溶液中加入铜和锌的混合粉末，充分反应后过滤，得溶液甲和固体乙。
①若乙中含有锌、铜、银三种固体，此时向固体乙中加入稀盐酸，发生反应的化学方程式为 。
②若溶液甲显蓝色，是因为 (用化学反应方程式表示)，此时固体乙中一定含有的物质是 。
(6)某炼铁厂用赤铁矿石冶炼生铁。用2000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石理论上可以炼出含铁96%生铁多少吨？
17．金属材料是现代文明不可缺少的物质基础。
I、金属的性质
(1)用铜制导线，是利用了铜的延展性和 。
(2)下列金属不能与稀硫酸反应产生氢气的是___________（填字母）。
A．Mg B．Zn C．Cu
II、金属的冶炼
(3)某铁矿石中含Fe2O3的质量分数为60%（无其他含铁物质），该铁矿石中铁元素的质量分数为 。
(4)实验室模拟炼铁的装置如图1所示，其中CO与Fe2O3中氧元素结合，使其失氧转化为Fe。除了CO，从左侧通入的物质X还可以是___________（填字母）。
A．水煤气（CO和H2） B．CO2 C．木炭
(5)工业上炼铁高炉的结构如图2所示。
①高炉中产生CO的主要反应为、。其中A区域主要发生“C→CO2”反应的原因是 （从影响燃烧的因素角度分析）。
②炼铁时加入石灰石，可将铁矿石中的SiO2转化为CaSiO3与铁水分离除去。加入的石灰石还有利于Fe2O3转化，其原理是 。
Ⅲ、金属的应用
金属镁通过反应可储存氢气。常温下，MgH2可以与水反应释放氢气，同时生成难溶于水的Mg（OH）2。
(6)①理论上，240g镁通过上述反应最多能储存多少氢气 ？（写出计算过程）
②MgH2与水反应时释氢速率逐渐减慢，且释放的氢气少于储存的氢气。可能的原因是 。
18．金属是一种重要的资源。
(1)为减少污染并变废为宝，某化学小组实验探究工业度水的综合利用，设计了以下流程图并完成了回收金属锌和硫酸锌的实验，
①固体X的成分是 ；操作Ⅰ需用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
②上述流程中，在加入适量B时反应的化学方程式为 。
③操作Ⅱ中玻璃棒的作用是 。
(2)某同学为探究Mg、Fe、Cu三种金属的有关性质，进行了如图甲所示的实验，实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤，滤液中含有的金属离子的可能组合有 (填字母)。
A．Mg2+
B．Mg2+和Fe2+
C．Mg2+和Fe3+
D．Mg2+和Cu2+
E．Mg2+、Fe2+和Cu2+
参考答案：
1．C
【详解】A、煮沸和蒸馏的方法均可降低水的硬度，A正确；
B、在自行车链条上涂油，可隔绝空气和水，能防止其生锈，B正确；
C、家用电器起火，不能用水扑灭，以防止触电，C错误；
D、洗涤剂除去餐具上的油污，利用的是洗涤剂的乳化作用，D正确。
故选C。
2．D
【详解】A、发酵生产沼气有新的物质甲烷生成，属于化学变化，不符合题意；
B、炼钢是利用化学变化将过多的碳除掉，属于化学变化，不符合题意；
C、高炉炼铁是利用还原剂与铁的矿物发生反应，属于化学变化，不符合题意；
D、干冰升华只是物质状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，符合题意。故选D。
【点睛】解答时要分析变化过程中是否有新物质生成，若没有新物质生成属于物理变化，若有新物质生成属于化学变化。
3．C
【详解】A. 铁钉放入硫酸铜溶液中，发生反应：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，所以实验现象为：铁钉表面附着一层红色固体，“红色的铜”不属于现象描述，而是结论，此选项错误；
B. 二氧化碳使石蕊溶液变红，是因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊溶液变红。所以用石蕊溶液染成紫色的干纸花，放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，此选项错误；
C. 硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，此选项正确；
D. 在CO还原氧化铁的实验中，生成物是铁和二氧化碳气体，所以实验现象是：玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变成黑色，此选项错误。
故选C。
4．D
【详解】A、细铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，生成四氧化三铁是实验结论，不是实验现象，不符合题意；
B、木炭在空气中燃烧，烧至红热，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，不符合题意；
C、将二氧化碳通入足量的氢氧化钠溶液中，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，无明显现象，不符合题意；
D、将一氧化碳通过灼热的氧化铁粉末，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，红棕色固体逐渐变为黑色，符合题意。
故选D。
5．B
【详解】A、废旧电池中含有重金属，随意丢入垃圾堆中会污染水体和土壤，故错误；
B、氢氧化钠溶液不慎沾在皮肤上，要用大量水冲洗，故正确；
C、保险丝的材料：电阻率大，熔点低的铅锑合金，故错误；
D、液化石油气泄漏，打开排气扇，会产生电火花引爆可燃性气体，故错误。
故选B。
6．C
【详解】A、冬天双手摩擦发热过程中没有新物质生成，属于物理变化，该选项不符合题意；
B、电热毯通电放出热量的过程中电能转化成热能，没有新物质生成，属于物理变化，该选项不符合题意；
C、“暖宝宝”打开包装后，内部的铁粉与氧气发生缓慢氧化放出热量，有新物质生成，属于化学变化，该选项符合题意；
D、太阳能热水器被阳光照射放出的热量的过程中太阳能转化成热能，没有新物质生成，属于物理变化，该选项不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】A、只有a管中的铁钉会锈蚀。b管中是干燥的空气，铁在干燥的空气中很难生锈，故A正确。
B、铁在空气中生锈，主要是铁跟水和氧气等物质反应，a管铁钉生锈，氧气消耗，气压相对低了，L侧红墨水的液面就升高了,故B错误。
C、实验结果是L端红墨水上升了，说明a管中铁生锈快，证明铁的生锈与水有关，故C正确。
D、常温下b管中的铁钉很难锈蚀铁在干燥的空气中很难锈蚀，故D正确。
故选：B。
8．D
【详解】A、冬天用煤取暖时，煤燃烧不充分容易产生有毒的一氧化碳，要开窗通风，以防止发生煤气中毒，故选项说法正确；
B、科学适度施用农药和化肥可减少环境污染，有利于保护环境，故选项说法正确；
C、使用后的铁锅洗净、擦干放置，能防止铁锅与水接触，能防止铁锅生锈，故选项说法正确；
D、发现家中天然气泄漏，立刻打开换气扇会产生电火花，可能会发生爆炸，故选项说法错误。
故选D。
9．B
【详解】A、氧气能供给呼吸，则清理鱼缸后要通入氧气，该选项正确；
B、汽油能溶解油污，汽油不具有乳化作用，该选项不正确；
C、铁与氧气和水共同接触时会生锈，则擦干能防止其生锈，该选项正确；
D、食醋中的醋酸为酸，能与碱发生中和反应，该选项正确。
故选B。
10．D
【分析】一步反应实现即原物质只发生一个反应即可转化为目标物质，根据所涉及物质的性质，分析能否只通过一个反应而实现即可。
【详解】A、二氧化碳与水反应生成碳酸，物质间转化能实现，故选项错误。
B、一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，物质间转化能实现，故选项错误。
C、铁和硫在加热条件下反应生成硫化亚铁，物质间转化能实现，故选项错误。
D、氧化铜难溶于水，不能与水反应，该物质间转化不能实现，故选项正确。
故选：D。
11．错误
【详解】在金属表面喷漆可以隔绝氧气和水，从而起到防止金属腐蚀的作用，故错误。
12．错误
【详解】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%，故错误。
13．正确
【详解】铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生缓慢氧化的过程，食品防腐时，铁粉作双吸剂和铁生锈的原理是相同的即吸收包装里的水和氧气从而起到防腐的作用。故说法正确
14．正确
【详解】铁生锈是铁与氧气、水发生的化学反应，故可用作食品脱氧剂，正确。
15．正确
【详解】铁与氧气和水充分接触时容易生锈，水和氧气同时存在是铁生锈的必要条件；显酸性的溶液、盐溶液能够促进金属生锈，所以稀硫酸、醋酸溶液和氯化钠溶液等物质存在时会加速铁的锈蚀。
故正确。
16．(1)AD
(2) 金属B的电性较好、密度小 ＞
(3)反应时镁比铁放出的热量多
(4)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(5) Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Cu+2AgNO3=2Ag+Cu（NO3）2 银
(6)设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。
解得：x≈1166.7t
答：理论上可以炼出含铁96%生铁1166.7t。
【详解】（1）氧化物是由两种元素组成的纯净物，其中一种是氧元素，所以属于氧化物的是氧化铝、四氧化三铁，故选：AD；
（2）①高压输电线不用金属A而选用金属B，主要原因是金属B的电性较好、密度小；
②金属制成合金后，硬度会增大；故填：＞
（3）装置内的温度变化大的，气体压强的变化大，所以在相同反应时间内观察到甲装置中长颈漏斗内形成的液柱比乙高，说明反应时镁比铁放出的热量多
（4）曾青得铁则化为铜发生的反应是铜与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
（5）在金属活动顺序表中，金属的活动性顺序是锌＞铜＞银。向一定量AgNO3溶液中加入铜和锌的混合粉末时，锌先与硝酸银反应，当锌反应完后，铜再与硝酸银反应。
①若乙中含有锌、铜、银三种固体，说明了溶液中没有硝酸银、硝酸铜，此时向固体乙中加入稀盐酸，锌能与发生反应，化学方程式为：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；
②若溶液甲显蓝色，说明了铜与于硝酸银反应生成了硝酸铜，化学反应方程式为：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu（NO3）2，此时固体乙中一定含有的物质是银。
（6）详见答案。
17．(1)导电性
(2)C
(3)42%
(4)A
(5) 有充足的氧气 碳酸钙高温分解生成的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳，可与更多的氧化铁反应生成铁
(6) 解：设理论上，240g镁最多能储存氢气的质量为x。
答：设理论上，240g镁最多能储存氢气的质量为20g。 生成的氢氧化镁沉淀附在固体表面阻碍反应进一步进行，反应速率变慢，生成氢气量变少
【详解】（1）用铜制导线，是利用了铜的延展性和导电性，故填：导电性。
（2）金属活动性顺序表中铜排在氢后面，不能与稀硫酸反应产生氢气，镁和锌排在氢前面，能与稀硫酸反应产生氢气，故填：C。
（3）某铁矿石中含Fe2O3的质量分数为60%，则该铁矿石中铁元素的质量分数为：，故填：42%。
（4）实验室模拟炼铁的装置如图1所示，其中CO与Fe2O3中氧元素结合，使其失氧转化为Fe，CO具有还原性，除了CO，从左侧通入的物质X，应该是具有还原性的气体。
A、水煤气中的一氧化碳、氢气都具有还原性，故A符合题意；
B、CO2不具有还原性，故B不符合题意；
C、木炭具有还原性，是固体，故C不符合题意。
故填：A。
（5）①高炉中A区域有充足的氧气，所以该区域主要发生“C→CO2”反应，故填：有充足的氧气。
②炼铁时加入石灰石，可将铁矿石中的SiO2转化为CaSiO3与铁水分离除去。加入的石灰石还有利于Fe2O3转化，其原理是碳酸钙高温分解生成的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳，可与更多的氧化铁反应生成铁，更利于Fe2O3转化，故填：碳酸钙高温分解生成的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳，可与更多的氧化铁反应生成铁。
（6）①见答案。
②MgH2与水反应时释氢速率逐渐减慢，且释放的氢气少于储存的氢气。可能的原因是生成的氢氧化镁沉淀附在固体表面阻碍反应进一步进行，反应速率变慢，生成氢气量变少。
18．(1) 锌和铜 漏斗 搅拌，防止因局部温度过高造成液滴飞溅
(2)BE
【详解】（1）①由于流程的目的是回收金属铜和硫酸锌，所以加入的过量的A为锌，所以固体X的成分是剩余的锌和生成的铜；操作I是固体和液体分离，为过滤，需用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
②上述流程中，固体X为锌和铜，为得到固体铜，结合最终要回收硫酸锌，所以在加入适量B，B为硫酸，硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：；
③操作II是蒸发，玻璃棒的作用是搅拌，防止因局部温度过高造成液滴飞溅；
（2）由于镁的活动性大于铁，铁不能与硫酸镁反应；铁的活动性大于铜，铁能将铜从其溶液中置换出来，由题意可知，实验后把两试管中的物质倒入烧杯中（如图乙）发现烧杯内的红色固体明显增多，说明了乙中的铁完全反应了，甲中的铁又与硫酸铜发生了反应。若硫酸铜完全反应了，溶液中的阳离子是：Mg2+和Fe2+；若硫酸铜没有完全反应，溶液中的阳离子是：Mg2+、Fe2+和Cu2+，由以上分析可知，滤液中含有的金属离子的可能组合有BE。
