2018年中考化学复习资料第03讲金属资源的防护和利用含解析.docx

第03讲_金属资源的防护和利用知识图谱金属资源的保护和利用知识精讲一钢铁发生锈蚀的因素与保护措施1钢铁制品锈蚀条件的探究：取5枚洁净无锈的铁钉，分别放入5支试管中，进行如下实验：（1）在试管中加入稀硫酸或醋酸溶液，浸没铁钉后，倒去溶液；（2）在试管中加入少量氯化钠溶液，使铁钉的一半浸没在溶液中；（3）在试管中把铁钉放在一团湿棉球上；（4）在试管中迅速注满冷却的沸水、塞紧橡皮塞；（5）在试管中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙），再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞。现象：约一周后，可观察到明显的变化：第支试管中铁钉，在酸性环境中并且与氧气接触，生成铁锈很厚；第支试管中铁钉，在氯化钠溶液中并且与空气接触，生成铁锈很快，并且铁钉位于水面和空气的交界部分生成的铁锈最厚；第支试管中的铁钉，同时与水和空气接触，也生成了铁锈；第支试管中铁钉，只与水接触，而不与氧气接触，所以没有生锈；第支试管中铁钉，只与氧气接触，而不与水接触，所以光亮完好。小结：铁制品锈蚀的条件是与氧气和水充分反应，三者发生复杂的化学反应，使铁生成铁锈。铁锈主要成分是氧化铁（）。（若在酸性或氯化钠溶液的环境中，则生锈速度会更快）。2防止铁制品锈蚀方法：（1）保持铁制品表面的洁净和干燥；（2）在铁制品表面覆盖保护层，如涂防锈油、喷油漆、镀搪瓷、烤蓝等；（3）改变金属内部结构，如不锈钢。3除锈的方法（1）物理方法：用砂纸打磨，用刀切；（2）化学方法：用酸清洗二废金属的回收利用1废金属主要指冶金工业、金属加工业丢弃的金属碎屑、碎块、锈蚀和报废的金属物品等。2废金属回收利用意义：由于高新技术产品更新换代加快，废金属的量急剧增加，废金属不但造成资源浪费，而且还会造成锰、汞等有毒金属对环境的污染。回收废金属是解决上述问题的方法之一。三点剖析一考点:1金属锈蚀的原理2金属品的防锈原理3金属的除锈原理4废金属的回收二重难点:1钢铁的锈蚀条件和防护方法2减缓钢铁制品生锈的措施3除锈方法三易错点:铁生锈的两个条件是铁与氧气和水接触，两者缺一不可，防止铁生锈的措施是隔绝氧气和水与其接触，着两个条件缺一即可。题模精讲题模一：金属的锈蚀例1.1.1 下列关于铁的说法中，错误的是（ ）A 铁在潮湿空气中容易生锈B 铁在空气中容易燃烧C 铁具有可变化合价D 铁物质是由铁原子直接构成的例1.1.2 将一根干燥的铁丝弯成如下图所示的形状，并将其两端分别插入盛有水的烧杯甲中和盛有植物油的烧杯乙中，放置数天后，观察铁丝ABC三处表面发生的变化是否相同?若有不同，则ABC三处各有什么现象?题模二：金属的保护例1.2.1 下列防止铁制品生锈的方法，不正确的是（ ）。A 保持铁制品洁净、干燥B 在铁制品表面涂油C 在铁制品表面镀其他金属D 提高铁制品中的含铁量例1.2.2 不可用来盛放硫酸铜溶液的容器是（ ） A 铜制容器B 瓷制容器C 铁制容器D 玻璃容器例1.2.3 日常生活中使用的自来水管，你认为既经济又耐用的是（）A 普通钢管B 铜管C 不锈钢D 塑料管题模三：废金属的回收例1.3.1 某校化学实验室废液桶中收集了溶解大量FeSO4、CuSO4的废水，若直接排放到下水道不仅造成重金属污染而且造成浪费初三（2）班的同学，准备运用刚学到的“常见金属活动性顺序表”结合其他有关化学知识对废水进行处理（1）复习常见金属活动顺序表，在下表空格中分别填入对应的元素符号_，_，_（2）设计除去铜离子，回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案，讨论有关问题：废水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中_性杂质除去进行过滤的操作所需的仪器有：_、_、_（请从下图中选择合适仪器，并用仪器名称填写）金属X是_，其加入废水后发生反应的化学方程式为_；溶液Y是_，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为_从滤液中获取硫酸亚铁晶体的操作方法是_随堂练习随练1.1 将下面5个选项分别填在横线上，每项只用一次A缓慢氧化B疏松多孔C受空气和水共同作用D铁器与空气隔绝E. 没有水分存在铁不生锈（1）钢铁锈蚀条件_；（2）钢铁锈蚀的过程属于_；（3）铁锈的状态_；（4）使铁器保持干燥的原因是_；（5）铁器表面喷漆的目的是_。随练1.2 把一团光亮的细铁丝塞人试管中，将试管倒插水中后再固定好（如下图所示），放置足够的时间（约一周，室温不变）后，观察到铁丝表面有_生成，试管内水面将_（填上升、下降或不变），此时试管内的压强_（填大于、小于或等于）大气压。随练1.3 在车、船等铁制品表面刷上一层油漆的主要目的是（ ）A 预防破裂B 防止磨损C 美化环境D 防止生锈随练1.4 同学们家中的铁制品和工厂的金属机械经常会被锈蚀下列做法中不能起到防锈作用的是（）A 在铁制品表面镀锌B 在铁制品表面涂油脂C 保留铁件表面的铁锈作保护层D 在铁制品表面刷油漆随练1.5 下列说法错误的是（ ）A 煤气泄漏，应关阀开窗B 明矾净水，能杀菌消毒C 煤炭脱硫，可防止酸雨D 金属回收，使资源再生随练1.6 兰州市中山桥南侧的“将军柱”（铸造材质主要是铁），距今已有630年的历史，它与中山桥一起组成了“兰州铁路”一景，近日“将军柱”商标获得国家批准（1）“将军柱”表面已出现较多锈迹，其主要原因是铁与_等物质共同作用的结果，生活中常用稀硫酸除去铁制品表面的铁锈，其反应的化学方程式为_；（2）废旧金属的回收利用是保护金属资源的重要途径，请你再写出一条保护和节约金属资源的有效方法或途径：_课后作业作业1 钢铁、铝合金、铜制品等是应用广泛的金属材料。据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某校化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验：（1）如图，取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中，观察ABC三处的变化。几天后，他们会发现_处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空气中生锈实际是铁和_ 、_等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。（2）一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu2(OH)2CO3(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO2参加反应。 请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式_。（3）【查阅资料】孔雀石的主要成分是，也可以表示成。 与孔雀石相似，还有许多矿物可用 (x、y都是正整数)表示，石青 就是其中的一种。 【实验探究】为了验证石青的组成成分，他们设计了如下实验，请你共同参与探究。【反思与拓展】确定步骤1中产生气体成分的实验方法是_。根据以上探究，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和_的质量，就可确定石青的化学式(即确定x、y的值)。防止金属锈蚀的方法很多，如制成不锈钢、在金属表面_(任写一种方法)。作业2 下列变化及现象中，属于化学变化的是（ ）A 铁被熔化成铁水B 自行车被雨淋后生锈C 给铁门喷漆D 用机油擦自行车作业3 人类生活离不开金属（1）铁是生活中常用的金属如图是某“取暖片”外包装的图片该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，其发热是利用铁生锈时会放热发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与_、_等物质共同作用才会生锈推测发热剂成分中氯化钠的作用是_（2）应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质已知下列各组物质间均能发生置换反应AFe和CuSO4溶液BMg和MnSO4溶液CMn和FeSO4溶液写出Fe和CuSO4溶液反应的化学方程式_Mn、Fe、Mg、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序_作业4 欢欢同学对金属铁的相关知识开展了研究性学习（1） 实地调查铁制品锈蚀情况如下：由调查结果可知：铁生锈实际上是铁与_和_等发生反应的过程（2）她提出了保护金属资源的下列建议，正确的是_（填字母序号）A防止铁制品锈蚀 B回收利用废旧铁制品 C任意开采铁矿石（3） 通过进一步探究铁与硫酸铜溶液反应的实验，可以比较铁与铜的金属活动性强弱，请写出该反应的化学方程式_，该反应类型属于_反应作业5 在日常生活中，我们发现切过咸菜的刀更容易生锈而除锈用稀盐酸比稀硫酸快为了进一步验证上述现象，某校师生做了以下相关分组实验，请你根据自己平时课堂学习的体验一起参与讨论并回答相关问题步骤一未打磨的铝片浸入氯化铜溶液中，迅速产生大量气泡和疏松的紫红色固体，并放热，片刻后溶液由蓝绿色变成无色（1）若要正视紫红色固体中是否含有氧化铜，可用_溶液（填一试剂）加以检验步骤二未打磨的铝片浸入硫酸铜溶液中，一段时间内没有明显现象（2）比较步骤一、二，你能得出的结论是：_步骤三打磨过的铝片浸入硫酸铜溶液中，其操作、现象和结论见下表（3）试将“影响因素”选项前恰当的字母序号填入答题卡指定位置 实验操作 使用现象对比结论 I一片用砂纸单向用力打磨3次，将其浸入硫酸铜溶液，片刻后用镊子取出现象一：粗砂纸打磨的在划痕处有少量的气泡，附着少量疏松的紫红色固体现象二：粗砂纸打磨的片刻内现象不明显 现象一与现象二对比，说明_ II一片用特细砂纸往复打磨数次，再将其浸入硫酸铜溶液，片刻后取出现象三：特细砂纸打磨的表面产生较多细小气泡，表面均匀附着紫红色固体现象四：特细砂纸打磨的表面一段时间内没有明显现象 现象三与现象一对比，说明_ 现象四与现象三对比，说明_ 影响因素：A打磨时用力程度及均匀程度不同B选用砂纸颗粒粗细程度不同C由于摩擦生热又形成了新的氧化膜（4）比较步骤三各实验操作中用砂纸打磨的作用是：_（5）请仔细观察图：试从微观粒子变化的角度分析该反应的实质是：_作业6 光亮的铁钉在下列几种情况下，最不容易生锈的是（ ）A B C D 作业7 下列有关资源、能源的叙述，不正确的是（）A 使用清洁能源、植树造林等可以更好地保护空气，防止雾霾B 爱护水资源一方面要节约用水，另一方面要防止水体污染C 防锈、回收、合理开采是保护金属资源的有效措施D 天然气是较为清洁的可再生能源作业8 关于废旧金属回收的意义，下列叙述错误的是（）A 耗费大量人力物力，得不偿失B 是保护金属资源的重要途径C 可以减少废弃金属对环境的污染D 可以节约宝贵的金属资源作业9 人类的生活离不开金属，铁、铝、铜、银是生活中常见的金属（1）以上金属中导电性最好的是_（2）铝的化学性质比较活波，但是铝制品具有较强的抗腐蚀性，其原因是_ （用化学方程式表示）（3）为了比较铜、铁、银三种金属的活动性强弱，下列各组试剂能够达到实验目的是_A铁、银和硫酸铜溶液 B铜、银和氯化亚铁溶液C铜、铁和硝酸银溶液 D铁、铜、银和稀盐酸（4）据有关报导，现在世界上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%通过你日常生活中的观察，写出一条防止铁制品生锈的具体实例_（5）保护金属资源的有效途径之一是废旧金属的回收和利用，其意义在于节约金属资源 （答出一点即可）答案解析金属资源的保护和利用题模精讲题模一：金属的锈蚀例1.1.1【答案】B【解析】 A铁在潮湿的空气中与水和氧气同时接触，容易生锈，故A正确；B铁在空气中不能燃烧，故B错误；C铁在化合物中可以表现+2、+3价，具有可变化合价，故C正确；D铁是由铁原子直接构成的，故D正确；例1.1.2【答案】 不同，A处有铁锈生成且最严重，B处有铁锈生成，C处无明显变化【解析】 ABC三处，铁钉接触到的物质不同A处铁钉和水、氧气的接触最充分，生锈且最严重；B处铁钉暴露在空气中，也会因为空气的氧气和少量水蒸气而发生锈蚀；C处铁钉浸没在植物油中，没有接触到水和氧气，不生锈题模二：金属的保护例1.2.1【答案】D【解析】 A保持铁制品洁净、干燥能够防止生锈错误；B在铁制品表面涂油能够防止生锈错误；C在铁制品表面镀其他金属能够防止生锈错误；D提高铁制品中的含铁量不能防止生锈正确例1.2.2【答案】C【解析】 A铜不与硫酸铜反应，可以盛放，故A正确；B瓷制容器不与硫酸铜反应，可以盛放，故B正确；C铁能与硫酸铜反应生成铜，不能盛放，故C错误；D玻璃不与硫酸铜反应，可以盛放，故D正确例1.2.3【答案】D【解析】 A普通钢管，很容易腐蚀生锈，不耐用，故选项错误B不锈钢管虽然耐腐蚀，但价格昂贵，不适宜用作自来水管，故选项错误C铜管比较耐腐蚀，但也容易生锈，且价格昂贵，不适宜用作自来水管，故选项错误D塑料制品属合成材料，具有经济、耐腐蚀性等优点，目前被大量用于生活当中，故选项正确题模三：废金属的回收例1.3.1【答案】 （1）Na （2）Zn （3）Ag （4）不溶 （5）烧杯 （6）玻璃棒 （7）铁架台 （8）漏斗 （9）Fe（或铁） （10）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu （11）稀硫酸 （12）Fe+H2SO4=FeSO4+H2 （13）结晶（或蒸发结晶或冷却结晶）【解析】 金属活动顺序表是解决与金属相关变化的重要工具，表中H元素为标志性参考元素，H之前为活泼金属，H之后金属性质不活泼（1）金属活动顺序表：K Ca Na Mg Al，Zn Fe Sn Pb（H），Cu Hg Ag Pt Au故答：Na，Zn，Ag；（2）过滤是将不溶性固体从溶液中分离出来的操作，组装过滤器需要的仪器有：铁架台、漏斗、烧杯和玻璃棒故答：不溶；铁架台，漏斗，烧杯，玻璃棒；为回收废液中的Cu2+并得到较为纯净的FeSO4溶液，需向废液中加入过量的铁粉与硫酸铜发生置换反应故答：Fe（或铁），Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；为除去混在铜粉里的铁粉并且得到FeSO4溶液，把金属混合物放入足量的稀硫酸并过滤故答：稀硫酸；Fe+H2SO4=FeSO4+H2；要从滤液中获取硫酸亚铁晶体，需要采取蒸发结晶或降温结晶，使硫酸亚铁从溶液中结晶析出故答：结晶（或蒸发结晶或冷却结晶）随堂练习随练1.1【答案】 （1）C；（2）A；（3）B；（4）E；（5）D【解析】 （1）因为我们知道钢铁锈蚀条件是：同时和氧气、水接触由题意可知，C选项符合这两个条件，故选C（2）钢铁锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸汽等发生化学反应的过程，生成氧化铁，属于氧化反应由题意可知，选项A符合这一特征，故选A（3）钢铁锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸汽等发生化学反应的过程，生成的铁锈的主要成分是Fe 2 O 3 xH 2 O，结构很疏松由题意可知，选项B符合这一状态，故选B（4）因为我们知道钢铁锈蚀条件是：同时和氧气、水接触如果使铁器保持干燥，就没有水分和铁接触，构不成生锈的条件，铁器就不易生锈由题意可知，选项E符合这一原因，故选：E（5）因为我们知道钢铁锈蚀条件是：同时和氧气、水接触给铁器表面喷上漆，既可隔绝铁与氧气接触，也可防水由题意可知，选项D符合这一目的，故选D随练1.2【答案】 铁锈 上升 小于【解析】 有氧气和水存在的条件下，铁生锈了，反应掉了氧气，气压减小，大气将水压入试管中故答案为：铁锈，上升，小于随练1.3【答案】D【解析】 因为钢铁容易与空气中的氧气和水反应生成铁锈，在铁制品表面刷上一层油漆的主要目的是防止钢铁生锈随练1.4【答案】C【解析】 A在铁制品表面镀锌，使铁与水和氧气隔绝，可以防锈，故A正确；B在铁制品表面涂油，使铁与水和氧气隔绝，可以防锈，故B正确；C铁锈质地疏松，不会保护内部的铁，起不到保护层的作用，故C错误；D在铁制品表面刷油漆，使铁与水和氧气隔绝，可以防锈，故D正确随练1.5【答案】B【解析】 A、煤气属于可燃性气体，遇明火可能会发生爆炸，所以煤气泄漏，应关阀开窗，故A正确；B、明矾净水能除去水中悬浮的杂质，而不能杀菌消毒，故B错误；C、硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫会导致酸雨，所以煤炭脱硫，可防止酸雨，故C正确；D、金属回收，使资源再生，可以节约资源，故D正确随练1.6【答案】 （1）水和氧气，Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O（2）防止生锈【解析】 （1）铁在与水和氧气并存时易生锈，硫酸能与氧化铁反应生成硫酸铁和水，故填：水和氧气，Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；（2）防止金属锈蚀是保护和节约金属资源的有效的方法，故填：防止生锈作业1【答案】 （1）BO2或氧气 H2O或水（2） （3）【查阅资料】CO32- Cu2+ 黑有水珠【反思与拓展】将产生的气体通入足量的澄清石灰水中水或二氧化碳涂油、漆等【解析】 （1）因为钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应的结果，所以ABC三处中，B处先生锈；故答案是：BO2或氧气、H2O或水；（2）先根据题干条件写出反应物为Cu、H2O、CO2、O2生成物为再根据质量守恒定律配平即可故反应化学方程式为（3）根据资料：许多矿物可用（x、y都是正整数）表示，石青就是其中的一种，且步骤1中石青与稀硫酸反应产生大量气体可知石青中含有CO32-；另溶液呈蓝色说明石青中含铜离子因为石青受热易分解，且其化学式可用（x、y都是正整数）表示，故步骤2中在大试管中加热石青样品CuCO3、Cu（OH）2都会分解得到黑色的氧化铜，Cu（OH）2还会分解得水，故可在试管内壁上看到水珠检验步骤1中产生的气体为二氧化碳的方法是把产生的气体通入足量的澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则气体是二氧化碳若要确定石青的化学式，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量，和水或二氧化碳的质量再根据化学方程式 列比例，即可求得x、y的值防止金属锈蚀就是防止金属与氧气或水接触，方法有制成不锈钢、在金属表面涂油、漆等作业2【答案】B【解析】 A铁熔化成铁水是物质的状态发生了变化，没有其他物质生成，是物理变化，故A错；B铁生锈生成了其他物质-铁锈，是化学变化，故B正确；C铁门表面喷漆没有其他物质生成，是物理变化，故C错；D用机油擦自行车没有其他物质生成，是物理变化，故D错；作业3【答案】 （1）水 （2）氧气 （3）加速铁粉生锈，更快地放出热量 （4）Fe+CuSO4FeSO4+Cu （5）MgMnFeCu【解析】 熟悉金属生锈的条件，明确只有满足生锈的条件时金属才能生锈熟记金属活动性顺序，并能熟练的运用它（1）铁要与水、氧气同时接触才能生锈，缺一不可，当有盐溶液存在时，生锈的速度加快，所以发热剂成分中有氯化钠（2）从化学反应可判断：铁能置换铜，化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu镁能置换锰，锰能置换铁，那么活动性顺序为：镁锰铁铜答案：（1）水、氧气；加速铁粉生锈，更快地放出热量（2）Fe+CuSO4FeSO4+CuMgMnFeCu作业4【答案】 （1）水 （2）氧气 （3）A、B （4）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu （5）置换【解析】 本题考查了金属铁的锈蚀条件以及金属与也容易的反应，完成此题，可以依据已有的知识进行铁在有水和氧气并存时易生锈，保护金属资源可以从防锈、回收废旧金属制品和合理开采矿产做起，要比较铁和铜的活动性可以从金属与酸的反应以及金属与盐溶液的反应考虑（1）铁在有水和氧气并存时易生锈，所以本题答案为：水，氧气；（2）保护金属资源可以从防锈、回收废旧金属制品和合理开采矿产做起，所以本题答案为：AB；（3）铁能与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，所以本题答案为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，置换作业5【答案】 （1）稀盐酸 （2）氯离子对金属及其氧化物的结构具有较强的破坏作用 （3）证实氧化膜对反应的影响 （4）在溶液中，铝比铜活泼，每2个铝原子失去6个电子，变成2个铝离子；每3个铜离子得到6个电子变成3个铜原子 【解析】 本题考查了金属的化学性质，完成此题，可以依据已有的知识，结合题干提供的信息进行氧化铜可以与酸反应生成盐和水，氯化铜与硫酸铜的差别在于所含有的酸根离子不同，用粗细不同的砂纸打磨铝片，除去的是表面的氧化膜，用力程度、划痕等均影响反应的程度（1）氧化铜可以与酸反应生成盐和水，生成的盐为蓝色溶液，检验是否含有氧化铜可以采用加酸的方法，所以本题答案为：稀盐酸或稀硫酸；（2）步骤一二中所用的铜盐溶液不同，氯化铜与硫酸铜的差别在于所含有的酸根离子不同，根据实验的现象，可以看出含氯离子的反应剧烈，所以本题答案为：氯离子对金属及其氧化物的结构具有较强的破坏作用（或氯离子促进反应的进行或铜盐溶液中酸根离子种类不同）；（3）现象一与现象二相比，说明用力程度及均匀程度不同，现象一是用粗砂纸，现象三是用细砂纸，根据现象，说明砂纸颗粒粗细程度不同，现象四和现象三相比说明由于摩擦生热又形成了新的氧化膜，所以本题影响因素答案为：A，B，AC（4）用粗细不同的砂纸打磨铝片，除去的是表面的氧化膜，所以本题答案为无：证实氧化膜对反应的影响（是否破坏氧化膜）；（5）根据图示可以看出