9.3 钢铁的锈蚀与防护
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）培养垃圾分类的好习惯，为改善生活环境作努力，废旧电池属于（ ）
A． B．
C． D．
2．（本题2分）下列与洗涤有关的做法不合理的是
A．用洗洁精洗去餐具上的油污
B．用汽油洗去沾在衣服上的油渍
C．用白醋洗去水壶中的水垢（水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁）
D．用纯碱溶液洗去铁制品表面的铁锈
3．（本题2分）下列实验现象描述错误的是
A．石灰水中通入二氧化碳：澄清石灰水变白色浑浊
B．铝丝插入硫酸铜溶液：银白色固体表面有紫红色固体生成
C．铁钉生锈实验：银白色固体表面有氧化铁生成
D．—氧化碳还原氧化铁：红棕色固体变为黑色
4．（本题2分）材料是时代进步的重要标志．下列有关金属材料的说法错误的是
A．铁在潮湿的空气中容易生锈
B．氯化铁、硫酸铜等都属于金属材料
C．铝合金比铝的强度和硬度高
D．合金、纯金属都是金属材料
5．（本题2分）化学与生产生活息息相关，下列说法正确的是
A．水可以灭火的原因是水能降低可燃物的着火点
B．回收废旧金属既可以减少对环境的污染，又可以节约金属资源
C．利用如图简易净水器净水过程中涉及化学变化
D．自行车轮胎在阳光下暴晒而炸裂，说明分子受热后体积变大
6．（本题2分）实验课上，同学们设计了如下四个实验，能达到实验目的的是
A．探究燃烧条件之一：需要有氧气
B．测定空气中氧气的含量
C．验证质量守恒定律
D．探究铁生锈条件：需要水和氧气
7．（本题2分）下列活动所涉及的化学知识解释错误的是
选项 活动项目 化学知识
A 活性炭处理天然水中的色素和异味 活性炭具有吸附性
B 液氧用于发射火箭 氧气可做燃料
C 铁制品表面刷上油漆 隔绝空气和水，防止铁生锈
D 6000L氧气加压装入到40L的钢瓶 加压时氧气分子间隔变小
A．A B．B C．C D．D
8．（本题2分）光亮的铁钉在下列情况下，最容易生锈的是（ ）
A． B． C． D．
9．（本题2分）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，塞紧胶塞。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．该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关
C．L端与R端液面的高度仍然保持一致
D．若a管中铁钉事先用酸浸过，则锈蚀的速度会更快
10．（本题2分）下列关于“水”的实验说法不正确的是
A．图1中甲、乙试管内气体的体积比约为2：1
B．图2中最终U形管内红墨水液面左高右低
C．图2中对比a、b处现象可得出铁生锈需要与水接触
D．图3中石灰水的溶质质量分数先变大后变小，玻璃弯管左侧液面降低
二、判断题（共10分）
11．（本题2分）铝在常温下抗腐蚀，铁较容易生锈，所以铁的活动性比铝强。( )
12．（本题2分）铁锈成分复杂，主要是四氧化三铁。( )
13．（本题2分）铁粉容易生锈，可用作食品脱氧剂( )
14．（本题2分）自然界的金属多以单质形式存在( )
15．（本题2分）在钢轨接口处涂上油或扣上帽，可以防止接口处锈蚀( )
三、综合应用题（共30分）
16．（本题10分）某小组探究铁锈蚀的条件。
I.探究铁锈蚀的因素
取3枚洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，几天后发现A处铁钉有锈蚀，BC无明显现象。另取一枚洁净无锈铁钉放入D试管中，如图2，a1时刻加入2mL饱和NaCl溶液，试管内的温度、压强随时间的变化如图甲、乙所示。
(1)工业上利用CO还原赤铁矿来炼铁，其反应的化学方程式为： 。
(2)对比图1中 的实验现象，说明铁锈蚀与水有关。
(3)由图甲可知，铁锈蚀的过程会 (填“放出”或“吸收”)热量。
(4)对比图乙中AB段和BC段压强变化的差异说明NaCl会 。
Ⅱ.测定锈蚀程度
(5)上述实验结束后，向D试管内滴加足量的稀盐酸，生成气体的质量随时间变化如表。
时间 t1 t2 t3 t4
生成气体的质量/g 0.1 0.2 0.3 0.3
求该生锈的铁钉中铁的质量。(根据化学方程式进行计算)
17．（本题10分）多角度认识物质能帮助我们更全面地了解物质世界。以金属为例回答下列问题：
(1)认识金属元素的存在。
①地壳中含量最多的金属元素是 ，在自然界中，大多数金属以化合物的形态存在，而金、银却能以单质形态存在，这是因为 。
②三星堆出土的文物使用了贴金技艺，贴金技艺中将黄金锤成薄片利用了金具有良好的 。出土的青铜是铜与锡的合金，青铜属于 （选填“金属”或“合成”）材料。
(2)认识金属的腐蚀：用如图实验探究铁生锈的条件。
①实验I中铁丝生锈，当铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，还能观察到的现象是 。
②通过证据说明铁生锈需要水。
(3)认识金属的性质
在密闭容器中向未打磨的铝片逐滴滴加稀盐酸，用传感器探究反应容器内的温度和压强随时间变化如图（提示：氧化铝能与稀盐酸发生反应生成氯化铝和水），0~50s时，压强曲线变化不明显，可能是因为 ，50s时溶液中的溶质为 ，60~100s，气体压强迅速升高的主要原因是 （用化学方程式表示）。
(4)认识金属的制备：教材中工业炼铁使用的设备是高炉，竖炉炼铁也是一种重要的炼铁方法，其工艺流程如图所示。
①该工艺流程中，甲烷的作用是 。
②该工艺流程中，可循环利用的物质是 。
③还原反应室中发生反应的化学方程式为 （写其中一个）。
18．（本题10分）防止金属腐蚀，特别是钢铁的锈蚀是世界科学家研究和技术领域中的重大问题。
（1）铁生锈的条件为与 同时接触，铁锈成分复杂，主要成分为氧化铁（Fe2O3） 物质可加速铁的锈蚀。用盐酸除去铁锈的化学方程式为 ，为了防止铁制品生锈，应采取的措施是 （写出一种）。
（2）【查阅资料】小明同学发现铁生锈是铁与空气中的物质发生的一系列复杂的化学反应，生成氢氧化亚铁【Fe（OH）2】，后再在空气中被氧化为氢氧化铁【Fe（OH）3】，Fe（OH）3不稳定，在阳光照射下发生缓慢的分解反应生成氧化铁（Fe2O3），铁锈的化学式可简单表示为Fe2O3 nH2O。
【提出问题】铁锈（Fe2O3 nH2O）中的n的值等于多少呢？
【问题探究】小明发现实验室中有一保管不善的铁粉，大部分已经结块成红褐色，为了探究铁锈（Fe2O3 nH2O）的组成，称取27.0g这种铁粉样品，按如图所示装置进行实验。
①为了保证实验安全，实验开始时应先 ，防止 。
②A中的现象是 ，B中浓硫酸的作用是 。D中碱石灰的作用是
③请指出该装置中有一处明显不足 。
(
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．C
【详解】废旧电池属于有害垃圾，其中含有重金属等有害物质，会造成土壤、水体等污染。故选C。
2．D
【详解】A、用洗洁精具有乳化作用，可洗去餐具上的油污，故A正确；
B、用汽油能溶解油渍，则洗去沾在衣服上的油渍，故B正确；
C、用白醋洗去水壶中的水垢（水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁），白醋可以和碳酸钙和氢氧化镁反应，而除去水垢，故C正确；
D、用纯碱溶液不能洗去铁制品表面的铁锈，铁锈和纯碱不反应，故D不正确。故选D。
3．C
【详解】A、石灰水中通入二氧化碳生成碳酸钙沉淀，澄清石灰水变白色浑浊，正确；
B、铝丝插入硫酸铜溶液生成铜，故银白色固体表面有紫红色固体生成，正确；
C、物质名称不是对化学反应现象的描述，错误；
D、—氧化碳还原氧化铁生成铁粉，故红棕色固体变为黑色，正确。
故选C。
4．B
【详解】A、铁生锈的条件是与氧气和水同时接触，所以铁在潮湿的空气中容易生锈，故选项正确；
B、氯化铁，硫酸铜属于盐，不属于金属材料，故选项错误；
C、铝合金属于合金，硬度和强度比纯金属大，所以铝合金比铝的强度和硬度高，故选项正确；
D、金属材料包括纯金属和合金，所以合金、纯金属都是金属材料，故选项正确；
故选B。
5．B
【详解】A、水可以灭火的原因是水能降低温度到可燃物的着火点以下，错误；
B、回收废旧金属既可以减少对环境的污染，又可以节约金属资源，正确；
C、简易净水装置净水过程没有生成新物质，不涉及化学变化，错误；
D、自行车轮胎在阳光下暴晒而炸裂，说明受热后分子之间间隔变大，分子的体积不变，错误。
故选B。
6．B
【详解】A、图中实验，酒精能燃烧，水不能燃烧，可探究燃烧条件之一是需要有可燃物，故选项实验不能达到实验目的。
B、红磷本身是固体，能在空气中燃烧，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，导致集气瓶中气压减小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入集气瓶中水的集体即为空气中氧气的体积，可测定空气中氧气含量，故选项实验能达到实验目的。
C、蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水，有气体参加反应，生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项实验不能达到实验目的。
D、左侧试管中的铁钉与水、氧气接触，会锈蚀；右侧试管中的铁钉只与水接触，没有锈蚀，只能得出铁生锈与氧气有关，无法探究铁锈蚀与水有关，故选项实验不能达到实验目的。
故选：B。
7．B
【详解】A、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可用活性炭处理天然水中的色素和异味，故A解释正确；
B、液氧用于发射火箭，是因为氧气可以支持燃烧，而氧气不具有可燃性，不可做燃料，故B解释错误；
C、铁制品与氧气和水同时接触易发生锈蚀，铁制品表面刷上油漆，可以隔绝空气和水，防止铁生锈，故C解释正确；
D、6000L氧气加压装入到40L的钢瓶，是由于氧分子间有间隔，受压时氧分子的间隔变小了，故D解释正确；
故选：B。
8．C
【分析】铁在潮湿的空气中易生锈，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。
【详解】A、浸没在植物油中，铁与水和氧气都不接触，不易生锈，故A错误；
B、浸没在水中，铁与氧气不接触，不易生锈，故B错误；
C、铁与水和氧气同时存在，易生锈，故C正确；
D、在干燥的空气中，铁与水不接触，不易生锈，故D错误。故选C。
9．C
【详解】铁在与水和氧气并存时易生锈，故a中的铁钉生锈，则b中的铁钉不生锈，由于a中氧气被消耗，故压强变小，液面L端上升，R端下降；A、只有a管中的铁钉会锈蚀，故选项正确；B、该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关，故选项正确；C、L端液面上升，R端液面下降，故选项错误；D、酸能加速铁的生锈，故若将a管中的铁钉事先用酸浸过能加快铁的锈蚀，故选项正确。故选C。
10．D
【详解】A、图1中甲、乙试管中产生的气体分别是H2、O2，其体积比约为2：1，A正确；
B、图2中，一段时间后，a管内的铁钉与氧气、水同时接触，会生锈，由于消耗管内的氧气，会造成管内气压减小；b管只与氧气接触，不会生锈，管内气压不变，则最终U形管内红墨水液面左高右低，B正确；
C、图2中，a管内的铁钉与氧气、水同时接触，会生锈；b管内的铁钉只与氧气接触，不会生锈，说明铁生锈需要与水接触，C正确；
D、向一定量饱和石灰水中加入生石灰，生石灰与水反应放出大量热，瓶内压强增大，玻璃弯管左侧液面降低；同时生石灰与水反应消耗溶剂水。析出氢氧化钙，又氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小，故反应过程中溶液的溶质质量分数先逐渐减小，待反应结束后温度逐渐恢复至室温，析出的氢氧化钙又部分溶解，溶液的溶质质量分数又逐渐增大，D不正确。
综上所述：选择D。
11．错误
【详解】铝更容易生锈，生成了Al2O3一层致密的氧化膜将Al包裹了起来，Al2O3 颜色还是银色，所以看起来没生锈一样，而铁的锈不能隔绝空气，所以很容易就看出来生锈了。但是Al比Fe活泼。故说法错误。
12．错误
【详解】铁锈成分复杂，主要成分是Fe2O3·xH2O，不是四氧化三铁，故填：错误。
13．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。
14．错误
【详解】自然界的金属化学性质活泼，所以多以化合物形式存在，题中说法错误。
故填：错误
15．正确
【详解】在钢轨接口处涂上油或扣上帽，能够使钢轨接口隔绝氧气与水，可以防止接口处锈蚀，叙述正确，故填正确。
16．(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)AC
(3)放出
(4)加速铁的锈蚀
(5)由表中数据可得，产生H2的质量为0.3g，设生锈的铁中铁的质量为x，则
=
x=8.4g
答：生锈的铁中铁的质量为8.4g。
【详解】（1）赤铁矿的主要成分为氧化铁，氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
（2）A中铁和氧气、水共同接触，会生锈，C中铁只和空气接触，不生锈，对比可知铁锈蚀与水有关。
（3）由图甲可知，过程中温度先升高后降低，说明铁锈蚀过程中放出热量。
（4）加入氯化钠溶液后，压强变化较大，说明铁生锈速率加快，则说明氯化钠会加速铁的锈蚀。
（5）见答案。
17．(1) 铝/Al 金、银化学性质不活泼 延展性 金属
(2)左端玻璃管中水面上升至刻度1处
(3) 铝条表面未用砂纸打磨,刚开始发生的反应为铝表面的氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水 氯化铝/AlCl3 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
(4) 燃烧产生热量、做生产合成气的原料 CO2和H2O 或
【详解】（1）①地壳中含量最多的金属元素是铝；由于金、银化学性质不活泼，所以在自然界中金、银能以单质形态存在。②金具有良好的延展性，故能将黄金锤成薄片；青铜属于金属材料。
（2）①由铁生锈消耗氧气，使左端玻璃管内压强减小，而空气中的氧气约占空气体积的五分之一，故还能观察到的现象是左端玻璃管中水面上升至刻度1处。
（3）0~50s时，压强曲线变化不明显，可能是因为铝条表面未用砂纸打磨,刚开始发生的反应为铝表面的氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水；50s时溶液中的溶质为氧化铝与盐酸反应生成的氯化铝；60~100s，气体压强迅速升高的主要原因是铝与盐酸反应生成了氢气，反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。
（4）①甲烷燃烧放出了大量的热，能够给炼铁提供热量，同时生成了二氧化碳和水，提供了生产合成气的原料；
②根据甲烷燃烧的产物为二氧化碳和水，而高温尾气的成分也为二氧化碳和水，它们进入催化反应室中可以得到合成气体（一氧化碳和氢气)，所以可以判断在该过程中能够被循环利用的物质为二氧化碳和水。
③还原反应室中氢气和一氧化碳都有还原性，都能与氧化铁反应，发生反应的化学方程式为或。
18． 水和氧气 酸、盐等 Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O 涂一层油漆 通入一会儿一氧化碳把玻璃管中的空气排尽 发生爆炸 红褐色固体变成黑色固体 吸收反应生成的水 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置 没有处理尾气
【详解】（1）铁生锈的条件为与水和氧气同时接触，铁锈成分复杂，主要成分为氧化铁（Fe2O3）；盐、酸等物质可加速铁的锈蚀。盐酸与氧化铁反应生成氯化铁和水，为了防止铁制品生锈，应采取的措施是在铁制品表面涂一层油漆或矿物油等；故填：水和氧气；酸、盐等；Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；涂一层油漆
（2）①一氧化碳具有可燃性，与空气中混合点燃或加热可能会发生爆炸，所以要先通入一会儿一氧化碳排净装置内的空气，以防加热时发生爆炸；故填：通入一会儿一氧化碳把玻璃管中的空气排尽；发生爆炸
②在高温的条件下，一氧化碳能将氧化铁还原为铁，所以A中观察到红褐色固体慢慢变成黑色；浓硫酸具有吸水性，可以吸水反应后生成的水，D中碱石灰的作用是可以吸收空气中的二氧化碳和水，防止进入装置C，对实验数据的测定造成干扰；故填：红褐色固体变成黑色固体；吸收反应生成的水；防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入C装置
③该装置没有尾气处理装置，直接排到放空气中会造成污染；故填：没有处理尾气
【点睛】在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解答，此类题难度较大，要细心进行分析解答。
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