8.3金属的锈蚀和防护
共18题，共60分
题号 一 二 三 总分
得分
一、选择题（共20分）
1．（本题2分）下列有关金属的说法错误的是
A．铝在空气中生成一层致密的氧化物保护膜，不稳定
B．生铁和钢是含碳量不同的铁合金，其中生铁的含碳量大于钢的含碳量
C．炒完菜后,应及时除掉锅底的水，这样可以防止铁锅生锈
D．金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一
2．（本题2分）下列不能达到实验目的是
A．观察燃烧先后顺序，能比较两种可燃物的着火点高低
B．探究二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，密度比空气大
C．探究水是铁生锈必要条件
D．探究接触面积对反应速率的影响
3．（本题2分）用如下图所示的装置测定铁的氧化物的组成。实验前，测得硬质玻璃管及管内固体药品（铁的氧化物FexOy）的总质量为65.8g，其中硬质玻璃管的质量为60g：打开弹簧夹K，通入CO并加热：当铁的氧化物全部转化为铁单质后，测得硬质玻璃管及管内固体的总质量为64.2g，则该铁的氧化物FexOy，化学式为
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe4O5
4．（本题2分）下列有关实验现象的描述，正确的是
A．铁在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
B．将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，试液由紫色变为无色
C．氢氧化钠溶于水，水的温度降低
D．CO还原Fe2O3实验中，黑色固体变成红色
5．（本题2分）列关于实验现象的描述中，正确的是
A．一氧化碳和炽热氧化铁反应，生成黑色铁粉
B．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾
C．镁和稀硫酸剧烈反应，溶液颜色变成浅绿色
D．硫在空中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
6．（本题2分）用赤铁矿在高炉中炼铁过程中可能发生下列化学反应：
①
②
③
④
对于这些反应的叙述不正确的是（ ）
A．反应①③属于化合反应
B．反应②可用于实验室制取二氧化碳
C．反应④过程中可观察到红棕色粉末逐渐变为黑色
D．CO和CO2可以相互转化
7．（本题2分）下列物质的用途仅与其物理性质有关的是
A．氧气做助燃剂 B．干冰做制冷剂
C．铁粉作脱氧剂 D．生石灰作干燥剂
8．（本题2分）如图实验中铁钉锈蚀速率最快的是
A． B． C． D．
9．（本题2分）用如图装置（夹持装置已略去）和药品进行模拟炼铁实验，测得甲中硬质玻璃管（含药品）在反应前和完全反应后的质量分别为M1和M2。下列有关分析错误的是
A．装置乙中澄清石灰水会变浑浊
B．停止加热需继续通CO直至冷却
C．该套装置的缺陷是没有用燃着的酒精灯处理尾气
D．氧化铁中氧元素的质量为（M1﹣M2）
10．（本题2分）下列图示实验能达到实验目的的是
A．测定空气中氧气的含量 B．探究铁钉生锈时O2是否参与反应 C．鉴别CO和CO2 D．探究可燃物的燃烧条件
A．A B．B C．C D．D
二、判断题（共10分）
11．（本题2分）赤铁矿主要成分是Fe2O3( )
12．（本题2分）金属资源都是以化合物形式存在于自然界里( )
13．（本题2分）铁生锈是铁与氧气作用的结果( )
14．（本题2分）黄铁矿主要成分是FeS2( )
15．（本题2分）稀土是储量较少的一类金属的统称( )
三、综合应用题（共30分）
16．（本题10分）铝、铜、铁是人类生产、生活中常用的金属材料。
(1)铝是一种活动性较强的金属，但铝粉(俗称银粉)常用作铁制品的涂料，原因是什么
(2)①铜制品露置在空气中，能与氧气、二氧化碳、水发生反应生成绿色的铜锈[Cu2(OH)2CO3]，用化学方程式表示该反应原理 。
②某学习小组利用废铜制取氢氧化铜，他们设计的流程图如下：
上述流程中发生复分解反应的是 填字母)，试剂A的名称为 .
(3)铁是目前使用最为广泛的金属，某同学利用下图装置模拟工业炼铁的实验，并检验该反应生成的气体产物，(已知由A装置制取的CO气体中混有少量的CO2）
①该实验装置的连接顺序是A→ ，装置不能重复使用。
②装置D中反应的化学方程式为 。
③该实验有一个明显的弊端，请你提出改进措施 。
④某同学对(3)中得到的铁样品进行含量分析，实验数据如下：烧杯和稀硫酸共150g，加入铁样品9 g，充分反应后，烧杯和剩余物共158.7g，计算该铁样品中金属铁的质量分数。(硫酸足量，杂质不与稀硫酸反应) .
17．（本题10分）脱氧剂不但可用于延长食品保质期、也用于谷物、药品、衣料、精密仪器等类物品的保存、防锈。某脱氧剂主要由活性炭、铁粉和氯化钠混合而成，化学兴趣小组的同学用这种脱氧剂进行项目式探究活动。
(1)该脱氧剂能延长食品保质期的主要原因是其成分中的 发生缓慢氧化，此过程会 （填“吸收”或“放出”）热量。
(2)为测定该脱氧剂中铁的质量分数，小组同学取样品于烧杯中，并向烧杯中加入某盐酸，待样品充分反应后（杂质不参与反应），烧杯内物质总质量为。请计算该样品中铁的质量分数（写出计算过程）。
(3)小组同学发现：通过上述实验测得样品中铁的质量分数比实际值偏大，请分析可能原因是 （填序号）。
①样品已部分变质 ②使用盐酸浓度过大 ③反应后盐酸有剩余
18．（本题10分）学习了金属性质后，某兴趣小组结合不同的金属开展项目式学习活动：
【项目一】金属的应用
小组中的小明同学寻找了家中几种金属制品，请你帮助他说出分别与金属的哪些性质有关系。
(1)结合图一可知，铁具有良好的 ；铝制垃圾桶不容易生锈的原因是 （用化学方程式表示）。
【项目二】金属的防护
小李发现，自行车用湿抹布擦拭后涂油，铁圈容易生锈；但是用干燥抹布擦拭后，再涂油，铁圈不容易生锈。
【查阅资料】
①早在1855年，菲克就提出在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正比，即浓度梯度越大，扩散通量越大。
②相同条件下，氧气在油中溶解性大于水中。
(2)图二中空气、有机溶剂和水溶液中氧气浓度的关系是 （从大到小排序）。据此，植物油是通过 来防锈的。
【项目三】金属在不同环境中反应
(3)铁丝在空气中很难燃烧，但是中国民间“打铁花”却让铁在空气中燃烧，说明铁燃烧与 有关。
小红用pH传感器和溶解氧传感器测定铁与硫酸铜溶液反应中pH和溶解氧变化情况，装置见图三，曲线见图四。
【查阅资料】Fe2+能与水、氧气反应生成氢氧化铁，同时产生大量H+。
(4)请结合图四两幅曲线图，分析反应过程中“pH随着反应进行反而减小，但到一定程度，pH又逐渐增大”的原因： 。写出此体系中发生反应的化学方程式： （写出一个即可）。
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．A
【详解】A、铝在空气中生成一层致密的氧化物保护膜，能阻止铝的进一步锈蚀，使铝稳定耐用，A错误；
B、生铁和钢都是铁的合金，二者的主要区别是含碳量不同，其中生铁的含碳量大于钢的含碳量，B正确；
C、铁的生锈是铁与氧气、水的反应，炒完菜后，应及时除掉锅底的水，使铁保持干燥，能达到防锈的目的，C正确；
D、保护金属资源的有效途径有：金属的回收利用、合理开采金属资源，金属及时进行防锈处理，使用金属的替代品，D正确。
故选A。
2．D
【详解】A．加热过程中，那种物质先燃烧，说明那种物质的着火点低，该选项能够达到实验目的；故A不符合题意；
B．实验过程中，蜡烛由下而上依次熄灭，说明二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，密度比空气大，该选项能够达到实验目的；故B不符合题意；
C．过程中，右边试管中没有水蒸气，铁钉没有生锈，左边试管中铁钉和水，空气同时接触，铁钉生锈，并且红墨水液面出现左高右低，说明铁生锈需要空气和水同时参加，该选项能够达到实验目的；故C不符合题意；
D．盐酸的浓度不同，不能探究接触面积对反应速率的影响，该选项不能达到实验目的，故D符合题意。
答案选D。
3．C
【详解】实验前，测得硬质玻璃管及管内固体药品（铁的氧化物FexOy）的总质量为65.8g，其中硬质玻璃管的质量为60g，则铁的氧化物的质量为：65.8g-60g=5.8g，打开弹簧夹K，通入CO并加热，一氧化碳和铁的氧化物反应：，当铁的氧化物全部转化为铁单质后，测得硬质玻璃管及管内固体的总质量为64.2g，则反应后生成铁的质量为：64.2g-60g=4.2g，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则铁的氧化物中铁元素的质量为4.2g，固体减少的质量为铁的氧化物中氧元素的质量，则氧元素的质量为：5.8g-4.2g=1.6g，则56x：16y=4.2g：1.6g，x：y=3:4，故铁的氧化物的化学式为：Fe3O4。
故选C。
4．A
【详解】A、铁丝在氧气中燃烧，剧烈反应，火星四射，生成黑色固体，故选项说法正确；
B、二氧化碳通入紫色石蕊试液中，二氧化碳与水生成的碳酸能使紫色石蕊试液变红色，故选项说法错误；
C、氢氧化钠溶于水放热，水的温度会升高，故选项说法错误；
D、一氧化碳还原氧化铁（红色），生成二氧化碳和铁粉（黑色），可观察到红色固体变为黑色，故选项说法错误；
故选：A。
5．D
【详解】A.该选项叙述的是结论不是现象，故A错误；
B.红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟，故B错误；
C.镁和稀硫酸剧烈反应，溶液颜色是无色的，故C错误；
D.硫在空中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，故D正确。
故选：D。.
6．B
【详解】A、化合反应是多种物质生成 一种物质的反应，反应①③属于化合反应，正确；
B、实验室制取二氧化碳使用碳酸钙和稀盐酸反应，错误；
C、反应④中氧化碳在高温下和一氧化碳反应生成二氧化碳和铁粉，可观察到红棕色粉末逐渐变为黑色，正确；
D、反应③④可知，CO和CO2可以相互转化，正确。
故选B。
7．B
【详解】A、氧气可作助燃剂是因为氧气具有助燃性，助燃性属于化学性质，该选项不符合题意；
B、干冰为固体二氧化碳，可作制冷剂，是因为干冰升华吸热，该选项不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，该选项符合题意；
C、铁粉作脱氧剂，是因为铁与氧气和水共同接触时会生锈，该性质需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，该选项不符合题意；
D、生石灰为氧化钙，氧化钙可作干燥剂是因为氧化钙能与水反应，该性质需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，该选项不符合题意。
故选B。
8．C
【分析】铁在潮湿的空气中易生锈即和水、氧气共同作用。
【详解】A、如图，铁钉完全浸入在蒸馏水中，不能与氧气接触因此不易生锈，不符合题意；
B、如图，铁钉完全浸入在干燥空气中，不能与水接触因此不易生锈，不符合题意；
C、如图，铁钉部分浸入在蒸馏水中，与氧气和水充分接触因此生锈最快，符合题意；
D、如图，铁钉部分浸入在植物油中，不能充分的与水和氧气接触，因此生锈较慢，不符合题意；
故选：C。
9．C
【详解】A：模拟炼铁实验生成二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。A正确。
B：一氧化碳与氧化铁反应生成的铁温度高，易被氧化，因此停止加热需继续通CO直至冷却。正确。
C：一氧化碳不溶于水，也不与石灰水反应，因此装置乙能起到收集适量尾气一氧化碳的作用。C错。
D：硬质玻璃管中反应前是氧化铁，完全反应后是铁，因此（M1﹣M2）是氧化铁中氧元素的质量。D正确。
综上所述：选择C。
10．B
【详解】A、测定空气中氧气含量时，红磷需要过量，否则氧气不能被完全消耗，测定结果偏小，故A错误；
B、探究铁钉生锈时O2是否参与反应，需要控制变量，该实验中氧气为变量，其中一支铁钉接触氧气，另一支铁钉不能接触氧气，其他条件相同，故B正确；
C、二氧化碳和一氧化碳均不支持呼吸，则瓶内的蝗虫都会死亡，现象相同，不能鉴别，故C错误；
D、温度为10℃，低于红磷和白磷的着火点，二者均不燃烧，现象相同，不能判断出燃烧的条件，故D错误；
故选B。
11．正确
【详解】赤铁矿主要成分是Fe2O3，故说法正确。
12．错误
【详解】不活泼金属在自然界中能够以游离态存在，如金等，故说法错误。
13．错误
【详解】铁生锈是铁与氧气和水作用的结果，故错误。
14．正确
【详解】黄铁矿主要成分是FeS2，故说法正确。
15．正确
【详解】“稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土，故该说法正确。
16． 常温下，铝在空气中与氧气反应，生成了一层致密的氧化物薄膜，保护下面的铁制品，防止铁制品锈蚀。 2Cu＋CO＋H2O＋O2Cu2(OH)2CO3 b、c 稀硫酸 CBD 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 装置后加酒精灯点燃尾气 93.3%
【详解】(1)常温下，铝在空气中与氧气反应，生成了一层致密的氧化物薄膜，保护下面的铁制品，防止铁制品锈蚀。(2)①化学反应前后各种原子个数相等。②复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物，反应a是：2Cu+O2△ 2CuO，属于化合反应；反应b可以是：CuO + H2SO4 ==CuSO4 + H2O，属于复分解反应；反应c可以是2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓+ Na2SO4，属于复分解反应，所以属于复分解反应的是b、c，试剂A是稀硫酸。(3)①除去二氧化碳用氢氧化钠溶液，鉴别二氧化碳用澄清石灰水。要验证工业炼铁反应生成的气体产物，必须将一氧化碳中混有的二氧化碳气体完全除去，先让气体通过装置C除去二氧化碳，然后通过装置B验证二氧化碳是否完全除去，最后再连接装置D，所以该实验装置的连接顺序是A→C→B→D。②装置D中反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO ③该实验的尾气中含有有毒的一氧化碳气体，装置后加酒精灯点燃尾气，以防污染空气。④铁与稀硫酸反应生成氢气，根据质量守恒定律，生成氢气的质量为：150g+9g-158.7g=0.3g。设该铁样品中铁的质量为x。
Fe+ H2SO4 == FeSO4 + H2↑
56 2
x 0.3g
=，解得x=8.4g
该铁样品中铁的质量分数为：×100%=93.3%
点睛：根据化学方程式的计算，关键是找出相关物质的质量关系，利用反应中物质的质量比不变进行列比例式计算，易错点是，由质量比算数错误，所以这一步一定要仔细检查。
17．(1) 铁/Fe 放出
(2)解：氢气的质量为：20g+100g-119.6g=0.4g
设该样品中铁的质量分数为x
x=56%
答：该样品中铁的质量分数为56%。
(3)②
【详解】（1）该脱氧剂中含有铁，铁与氧气和水发生缓慢氧化，此过程会放出热量；
（2）过程见答案；
（3）①样品已部分变质，说明部分铁转化为氧化铁，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，则生成氢气减少，铁的质量分数偏小，错误；
②使用盐酸浓度过大，盐酸会挥发出氯化氢气体，则氢气的质量偏大，铁的质量分数偏大，正确；
③反应后盐酸有剩余，说明铁完全反应了，不会影响氢气的质量，错误；
故选②。
18．(1) 导热性
(2) 21%>c1>c2 隔绝水
(3)铁的颗粒大小
(4) 反应生成的亚铁离子与水、氧气反应不断产生氢离子造成pH减小，当氧气消耗后，反应不再进行，溶液pH开始上升 或 或（写对其中一个即可）
【详解】（1）铁锅利用铁的导热把菜做熟，故结合图一可知，铁具有良好的导热性；
铝制品不易生锈是因为铝易与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部铝继续被氧化，故铝制垃圾桶不容易生锈的原因方程式为：4A1+3O2=2A12O3。
（2）根据【查阅资料】②相同条件下，氧气在油中溶解性大于水中，故氧气的浓度应该在有机溶剂中大，故c1>c2，根据【查阅资料】在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正比，单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量为扩散的速度，则扩散速度与该截面处的浓度梯度成正比，氧气在气体中的扩散速度要更快，因为扩散速度与该截面处的浓度梯度成正比，故氧气在空气中的浓度最大，故空气、有机溶剂和水溶液中氧气浓度的关系是21%>c1>c2；
油和水是互不相溶的，而铁生锈的条件是与氧气和水共同接触，故植物油是通过隔绝水来防锈的。
（3）打铁花原理为：将高温铁水击向高空后，迅速转化为粉碎的微小颗粒，故中国民间“打铁花”能让铁在空气中燃烧，说明铁燃烧与铁的颗粒大小有关。
（4）铁和硫酸铜反应会生成硫酸亚铁和铜，根据【查阅资料】Fe2+能与水、氧气反应生成氢氧化铁，同时产生大量H+，故硫酸亚铁中的亚铁离子与水、氧气反应不断产生氢离子造成pH减小，当氧气消耗完后，溶液中无H+产生，但铁会与H+反应产生氢气，故氢离子浓度减少，溶液pH开始上升；
发生的发应有三个；
1.铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
2.Fe2+能与水、氧气反应生成氢氧化铁，同时产生大量H+，则硫酸亚铁与氧气和水反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸，方程式为：4FeSO4+O2+10H2O=4Fe（OH）3 ↓+4H2SO4；
3.溶液pH开始上升，说明铁会与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
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