第3节金属防护和废金属回收九年级化学上册期中期末大通关讲练（全国）

］知徂节节睛

第3节金属防护和废金属回收

01学习目标

I02思维导图

03必备知识

|04考场真题

;___________________________________________________________________________________

1.通过实验探究金属生锈的条件，能根据实际需要选择合适的方法防止金属生锈。

2.树立废金属回收再利用的意识，节约资源。

一.钢铁的锈蚀及其防护

1.铁生锈的条件：铁与氧气和水直接接触,（酸溶液或氯化钠溶液能加快铁的生锈）

2.铁生锈的过程：铁与空气中的氧气、水等物质发生一系列复杂的化学反应的过程。

3.铁锈成分复杂，主要成分是Fe?Q3。

4.铁锈的特点：疏松多孔，能加快铁的生锈。

二.防锈原理和常用的防锈方法：

原理■：隔绝水：具体措施：保持铁制品表面的沽净、T燥，如铁锅、菜刀洗净擦T等。

原理二：隔绝水和氧气

具体措施：1.在铁制品表面涂一层油，如机械零件等。

2.在铁制品表面涂上一层油漆，如自行车车架等

3.在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理，如锯条等。

4.在铁制品表面镀上一层其他金属，如镀锌等。

原理三：改变铁制品的内失;结构,将其制成不锈钢。

三.废金属回收利用

1.意义：节约金属资源和能源；减少铅、镉、汞等有害金属的污染。

2.保护金属资源的有效途径有：

①防止金属锈蚀；

②废金属进行回收利用；

③合理开发金属资源和使用其它材料替代金属资源。

1.（2023•江苏南京・南京市竹山中学统考二模）下列措施中，不能防止钢铁生锈的是

A.在钢铁表面刷漆B.保持钢铁表面干燥

C.在钢铁表面涂油D.浸泡在食盐水中

【答案】D

【分析】铁生锈的条件是铁与氧气和水接触。

【详解】A、在钢铁表面刷漆，可以隔绝氧气和水，防止钢铁生锈，不符合题意；

B、保持钢铁表面干燥，可以防止钢铁生锈，不符合题意；

C、在钢铁表面涂油，可以隔绝氧气和水，防止钢铁生锈，不符合题意；

D、浸泡在食盐水中，钢铁与氧气和水接触，容易生锈，且食盐水会加速铁的锈蚀，符合题意，

故选D。

2.（2023•江苏徐州•校考模拟预测）对铁生锈与燃烧条件的实验深究如图所示。实验前小气球稍膨胀，实

验中可观察到②中铁丝生锈，④中铁丝加热至一定温度后发生剧烈燃烧。下列说法不正确的是

A.对比①@可知，接触水是铁生锈的条件之一

B.对比①③可知，接触CO2不是铁生锈的条件

C.对比①④可知，温度达到着火点是铁燃烧的条件之一

D.④中的干沙可换成水，实验结束时，②④的小气球变瘪

【答案】B

【详解】A、①中铁丝与氧气接触，②中铁丝与氧气、水接触，实验中观察到①中的铁丝不生锈，②中的

铁丝生锈则对比①②可知，接触水是铁生锈的条件之一，选项正确；

B、①中铁丝与氧气接触，③中铁丝与二氧化碳接触，实验中观察到①中的铁丝不牛.锈，③中的铁丝也不

生锈则对比①③可知，无法得出接触二氧化碳不是铁生锈的条件之一，选项不正确；

C、①中铁丝不加热，不燃烧，④中铁丝加热剧烈燃烧，所以通过对比①④可知，温度达到着火点是铁燃

烧的条件之一，选项正确；

D、铁丝燃烧会产生高温的熔化物，为防止炸裂瓶底，需要放一些水或干沙，所以干沙可以换成水，②中

铁丝生锈消耗氧气，④中铁丝燃烧消耗氧气，所以①④中小气球会变瘪，选项正确；

故选:B。

3.（2023•江苏常州・统考二模）用如图所示实验进行铁钉锈蚀的研究。一段时间后试管①、②中铁钉几乎

没有生锈，而试管③中铁钉明显生锈，试管④、⑤中铁钉严重生锈。下列说法不正确的是

A.试管②中使用“煮沸并迅速冷却的蒸储水”，目的是除去蒸馄水中溶解的氧气且减少氧气再溶于水

B.由②、③实验得出铁钉生锈需要氧气

C.由①、③得出铁生锈是铁跟氧气、水等物质作用的过程

D.④、⑤现象说明：盐酸、食盐水等物质会加速铁的生锈

【答案】C

【详解】A、气体的溶解度随温度的升高而减小，试管②中使用“煮沸并迅速冷却的蒸储水”，m的是除去

蒸惚水中溶解的氧气且减少氧气再溶于水，故选项说法正确；

B、试管②中铁钉只与水接触，不生锈，试管③中铁钉与氧气和水同时接触，生锈，由②、③实验得出铁

生锈需要与氧气，故选项说法正确；

C、试管①中铁钉只与氧气接触，不生锈，试管③中铁钉与氧气和水接触，生锈，由①、③实验得出铁生

锈需要与水，但不能得出铁生锈需要与氧气，故选项说法不正确；

D、由试管④、⑤中铁钉严重锈蚀可知，盐酸、食盐水会加速铁的腐蚀，故选项说法正确。

故选C。

4.（2023・江苏常州•校考模拟预测）垃圾分类，全民行动。下列不能放入可回收垃圾箱的是

A.旧报纸B.易拉罐C.废旧干电池D.矿泉水瓶

【答案】C

【详解】A、旧报纸能放入可回收垃圾箱，不符合题意；

B、易拉罐能放入可回收垃圾箱，不符合题意；

C、废旧干电池含一些有害物质，不能放入可回收垃圾箱，符合题意；

D、矿泉水瓶能放入可回收垃圾箱，不符合题意：

故选C。

5.（2023•江苏南京・统考一模）下列措施中，不能防止钢铁生锈的是

A.在钢铁表面涂油B.存放在潮湿的空气中

C.在钢铁表面刷漆D.镀耐磨和耐腐蚀的铭

【答案】B

【详解】A、在钢铁表面涂油，隔绝了铁与氧气和水的接触，能防止钢铁生锈，不符合题意；

B、存放在潮湿的空气中，铁与氧气和水接触，不能防止钢铁生锈，符合题意；

C、在钢铁表面刷漆，隔绝了铁与氧,气和水的接触，能防止钢铁生锈，不符合题意；

D、被耐磨和耐腐蚀的格，隔绝/铁与氯气和水的接触，能防止钢铁生锈，不符合题意。

故选Ao

8.（2023秋・江苏徐州•九年级统考期末）下列情况下，铁钉腐蚀最慢的是

A.放在潮湿的空气中B.部分浸入稀的食盐溶液中

C.埋在干燥、致密、不透气的土壤中D.埋在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中

【答案】C

【详解】A、放在潮湿的空气中，铁与氧气和水接触，容易生锈；

B、部分浸入稀的食盐溶液中，铁与氧气和水接触，容易生锈，且食盐水会加速铁的锈蚀；

C、埋在干燥、致密、不透气的土壤中，隔绝氧气和水，不易生锈；

D、埋在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中，铁与氧气和水接触，且铁能与酸反应，会加速锈蚀，

故腐蚀最慢的是C。

9.（2023秋・江苏徐州•九年级统考期末）下列关于金属的说法正确的是

A.人类使用金属铝的年代早于铜、铁

B.在钢铁制品的表面镀一层锌可以防锈

C.”真金不怕火炼”表明金的熔点非常高

D.由于武德合金沸点很低，所以它常用来制保险丝

【答案】B

【详解】A、人类使用金属铜、铁的年代早于铝，铝的使用仅是100多年前的事情；故错误；

B、因为锌比铁活泼，钢铁制品表面镀锌后，会先腐蚀镀锌层，保护铁制品，选项正确：

C、“真金不怕火炼”说明金的化学性质很稳定，即使高温也不与氧气发生反应，选项错误；

D、武德合金用于制造保险丝是因为其熔点低，选项错误。

故选Bo

10.（2023秋・江苏南京•九年级统考期末）在下列环境中，铁钉最容易生锈的是

A.在干燥的空气中B.在潮湿的空气中

C.浸没在植物油中D.浸没在蒸福水中

【答案】B

【详解】铁与水和氧气共同接触时会生锈，故选B。

11.（2023•江苏常州•一模）家庭铁制菜刀洗后常用的防锈方法是

A.擦干B.镀金属C.涂油D.烧搪瓷

【答案】A

【详解】家庭铁制菜刀洗后常用的防锈方法是擦干，防止铁和水的接触，防止铁生锈。

故选Ao

12.（2023•江苏扬州・统考二模）北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金

属材料。下列有关金属材料的说法正确的是

A.合金中一定只含金属元素B.合金的熔点一般比组成金属低

C.纯铜比黄铜的硬度更大D,生锈的钢铁制品没有回收价值

【答案】B

【详解】A、合金是指向一种金属中加热融合其它金属或非金属而形成具有金属特征的混合物，则合金中

一定含有金属元素，可能含有非金属元素，该选项说法不正确；

B、合金的熔点一般比组成金属的熔点低，该选项说法正确；

C、黄铜为铜锌合金，黄铜的硬度比纯铜大，该选项说法不正确；

D、生锈的钢铁制品仍有回收价值，该选项说法不正确。

故选Bo

13.（2023・江苏徐州•校考一模）走近千年文物，人们发现青铜器在含有C「的环境中易生成CuCL随着环

境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述错误的是

A.铜绿中含有Cu、H、0、C四种元素

B.CuCl与0?、山0发生化合反应生成CMOH）3cl

C.青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价升高

D.在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护

【答案】B

【洋解】A、由铜绿的化学式CsiOH）2c03可知，铜绿中含有Qi、H、O、C四种元素，正确；

B、生成物为Cs（OH）2c03、Cs（OH）3cl两种，不符合“多变一”特征，不是化合反应，错误；

C、青铜器在锈蚀的过程中，由Cu。中的+1价变为Cu2（OH）2c（HCu2（OH）3。中的+2价，铜元素的化合

价升高，正确；

D、在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护，正确。

故选Bo

14.（2023•江苏扬州•校考模拟预测）下图装置是探究影响铁锈蚀因素的实验，记录如卜.表，下列分析错误

的是

序号其他试剂200s时02的含量

①干燥剂21%

②10滴水15%

③10滴水和食盐8%

A.①②证明水对铁锈蚀有影响B.①③证明食盐能加快铁锈蚀

C.②③中氧气含量减少证明铁已锈蚀D.该实验无法证明炭粉对铁锈蚀有影响

【答案】B

【详解】A、空气中氧气的体积分数为21%,①中加入干燥剂后，200s时氧气的含量仍然为21%,说明加

入干燥剂后，铁粉不会生锈，②中加入10滴水后，200s时氧气的含量减少为15%,消耗氧气，说明铁粉

慢慢锈蚀，因此①②证明水对铁锈蚀有影响，故A分析正确；

B、①中加入干燥剂后，200s时辄气的含量仍然为21%,说明加入干燥剂后，铁粉不会生锈，③中加入10

滴水和食盐，200s时氧气的含量为8%,根据控制变量的原则，有水的存在，不能证明食盐能加快铁锈

蚀，而②中中加入10滴水后，2(X)s时氧气的含量为15%,③中加入10滴水和食盐，200s时氧气的含量为

8%,②③对比，③比②中氧气含量更少，说明③比②锈蚀更快，即可证明食盐能加快铁锈蚀，故B分析

错误；

C、铁锈蚀需要消耗氧气，②③中氧气含量减少证明铁已锈蚀，故C分析正确；

D、对比三个实验，均加入了等量的炭粉，无法证明碳粉对铁锈蚀有影响，故D分析正确；

故选B。

15.(2023・江苏无锡・统考二模)实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下、下列分析正确的是

序号其他试剂200s时02的含量

①干燥剂21%

②10滴水15%

③10滴水和食盐8%

氧气传感器

B.①③证明食盐能加快铁锈蚀

C.该实验能证明炭粉对铁锈蚀有影响

D.该实验不能证明铁锈蚀需要氧气

【答案】A

【详解】A、①加入干燥剂后，铁粉不会锈蚀；②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀，因此①②证明水对铁锈

蚀有影响，正确；

B、②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀：③加入10滴水和食盐，铁粉很快锈蚀，因此②③证明食盐能加快

铁锈蚀，错误：

C、对比三个实验，并不能证明炭粉对铁锈蚀有影响，错误；

D、铁锈蚀时，通过氧气传感器可知装置内氧气的含量降低，说明铁锈蚀需要氧气，错误。

故选Ao

16.（2023秋・江苏淮安・九年级统考期末）金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过

程.历史上人类冶炼不同金属的大致年代加图所示：

（1）2021年3月,三星堆遗址又出土了大量的青铜器和金器，其中部分青铜器和金器上，还有被人为敲击的痕

迹。通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状，是利用了金属的o

（2）铁器时代大约在公元前500年，至今铁仍是年产量最高的金属，但每年因腐蚀造成了巨大损失，提出一

条防止铁生锈的措施。铁生锈的过程属于（选演"吸热”或“放热”）反应。

（3）铝的利用距今约200年，现在铝的年产量得到大幅度的提高。铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好原因

是O

【答案】（1）延展性（2）涂油（合理即可）放热

（3）铝在常温下易与氧气反应在其表面形成一层致密的氧化膜

【详解】（1）通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状，这是利用了金属可以延长和展开的性能，

即延展性：

（2）防止铁生锈的方法是使铁和氧气或水隔绝，可以是保持铁制品表面干燥，或在铁制品表面覆盖保护

层，如涂油、刷油漆等，或制成抗腐蚀性能更好的合金；

铁生锈过程会放出热量，属于放热反应；

（3）铝在常温下易和空气中氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜可以将氧气和里层铝隔开，从而起到保

护作用。

17.（2023・江苏・统考模拟预测）同学们设计了如图I所示实验，进行影响铁锈蚀因素的探究。一周后，试

管A中铁钉几乎没有生锈，试管B中铁钉稍有生锈，试管C中铁钉明显锈蚀，试管D中铁钉严重锈蚀。

（1）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸锵水”，目的是。

（2）试管C中铁钉明显锈蚀而试管A中铁钉几乎没有生锈，由此可得出的结论是。

（3）对于试管B中铁钉稍有生锈，同学们展开深入研究，将煮沸并迅速冷却的蒸储水倒入烧杯中，迅速倒入

植物油铺满水面。然后将溶解氧传感器插入水中，通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示（室温

下，自然状况的水中溶解氧约为89mg/L）o

据此回答：

①B试管中铁钉也稍有生锈的原因是o

②为达到图I设计A、B、C实验的目的，针对B试管可采取的改进措施是。

（4）分析A、B、C、D中的实验现象，可知（写化学式）的存在会加速铁的锈蚀。

（5）小丽同学猜测：铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关，为判断该猜测是否正确，请你设计实验验证小

丽同学的猜想，简述实验方案（实验方案包括操作、现象和结论）。

【答案】（1）防止溶解在水中的氧气对实验造成影响（2）铁生锈需要水

（3）铁钉和水及水中溶解的少量氧气接触生锈增加植物油厚度或将试管内液面高度加至求管口附

近，将试管口盖上橡胶塞（合理因可）（4）NaCl

⑸取两只试管分别放入打磨过的铁钉，加入等量蒸储水至铁钉高度的一半，试管①直接盖上橡胶塞，试管

②通入一段时间氧气后盖上橡胶塞，一周后观察铁钉生锈情况。①中铁钉明显锈蚀，②中铁钉严重锈蚀，

说明其他条件相同时，氧气浓度越大铁锈蚀越快

【详解】（1）气体溶解度随温度的升高而降低，”煮沸并迅速冷却的蒸偏水”可以减少水中溶解的空气，防

止溶解在水中的氧气对实验造成影响。所以试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸储水”，目的是防止溶解在

水中的氧气对实验造成影响；

（2）C中铁和氧气、水接触生锈，A中铁和氧气接触，不和水接触不生气。变量是水，所以可得出的结论

是铁生锈需要水：

（3）①铁生锈需要和氧气、水同时接触，则B试管中铁钉也稍有生锈说明铁同时和氧气、水接触则

生锈的原因是铁钉和水及水中溶解的少量氧气接触生锈。

②从图2可知，随着时间的增加，水中溶解氧的量逐渐增加。要对B进行改进则需要减少溶解氧的量。氧

气更难溶于植物油，所以可以增加植物油厚度。限制能与植物油接触的氧气量也可减少氧气的溶解，则可

将试管内液面高度加至试管口附近，将试管口盖上橡胶塞。其他合理即可。

(4)铁生锈需要和氯气、水同时接触。试管C中铁钉明显锈蚀，试管D中铁钉严重锈蚀，变量是D中加

入的是食盐水，水中有氯化钠，则可知NaCl的存在会加速铁的锈蚀。

(5)铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关，则变量是氧气的浓度，可使用氧气和空气作为变量进行对

比。另铁生锈需要和水，氧气同时接触，所以要确保铁和水、氧气接触.所以设计实验为：取两只试管分

别放入打磨过的铁钉，加入等量蒸播水至铁钉高度的一半，试管①直接盖上橡胶塞，试管②通入一段时间

氧气后盖上橡胶塞，一周后观察铁钉生锈情况。①中铁钉明显锈蚀，②中铁钉严重锈蚀，说明其他条件相

同时，氧气浓度越大铁锈蚀越快。

18.(2023•江苏扬州•统考一模)学习小组对影响铁锈蚀因素及控制实验条件的探究开启了项目化学习之

旅。

【项目一】探究铁锈蚀的条件

⑴铁生锈是(填“剧烈”或“缓慢”)氧化。

(2)一天后试管a中的铁钉生锈而c中的铁钉没有生锈，由此可得出：铁生锈需要与接触。

(3)铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成Fe(OH)2,该反应化学方程式为一。

【项目二:】探究植物油能否完全隔绝氧气

一段时间后，仔细观察试管b中铁钉，发现也有锈蚀现象。为此大家又设计了如下实验。

［实验门将涂水的铁片置于植物油中，并放置于密封的无氧容器中，一天后观察铁片无锈迹。

［实验2］将涂水的铁片置于植物油中，并敞口放置于空气中，一天后发现少量锈斑，再过一段时间观

察，锈斑面积增大。

(4)植物油(填“能''或"不能”)完全隔绝空气中的氧气。

(5)根据实验1和实验2的对比，为达到任务一的目的，试管b可采取的改进措施为。

【项目三】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响

已知：CO2在水中的逸出速率大于溶解速率，故也可用排水法收集CO”

(6)图二中仪器①的名称,发生装置有一处明显的错误。

(7)实验室制取C02的化学方程式为o

⑻装置改进后，用两个量筒分别收集lOOmLCXh并倒置于水槽中，向其中一个量筒内迅速注入少量植物

油，使CO2与水被植物油隔开（C02与植物油不反应）。测得量筒内C02体枳随时间的变化曲线如图三。

①分析图三，可得出植物油不能完全将CO2与水隔离，可以（填“加快''或"减缓”）CO2在水中的溶解。

②取量筒内的液体少量于试管中，滴加（填试剂名称），溶液变红色，说明显酸性。

【答案】（1）缓慢（2）水/出0（3）2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

（4）不能（5）将干燥的铁片置于油中，并敞口放置于潮湿的空气中，观察铁片是否生锈（合理即可）

（6）锥形瓶长颈漏斗插在液面之上（7）CaCO3+2HCl=CaCh+H2O+CO2T

（8）减缓石蕊试液

【详解】（1）铁生锈的速度较慢，是缓慢氧化；

（2）试管a中铁与氧气、水接触，试管c铁只与氧气接触，一天后试管a中的铁钉生锈而中的铁钉没有生

锈，由此可得出：铁生锈需要与水接触

（3）根据“铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成Fe（0H）2”可知，该反应的反应物是铁、

氧气和水，生成物是Fe（On）,，化学方程式为：2Fe+O,+2nq=2Fe（OH）“

（4）根据实验I、实验2的实验现象，可得出结论是：植物油不能完全隔绝空气中的氧气；

（5）任务一中植物油的目的隔绝氧气，试管b可采取的改进措施为将干燥的铁片置于油中，井敞口放置

于潮湿的空气中，观察铁片是否生锈；

（6）图二中仪器①的名称锥形瓶，发生装置有一处明显的错误长颈漏斗插在液面之上，产生的二氧化碳

气体会从长颈漏斗处逸出，量筒中可能有收集不到气体：

（7）实验室制取二氧化碳，常用大理石或石灰石与盐酸反应，大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，碳

酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是CaCO3+2HQ=CaC12+H2O+CO2T；

（8）①分析图三，无论是否用植物油，二氧化碳气体的体积都减少，用植物油隔高二氧化碳气体减少较

慢，可得出植物油不能完全将CCh与水隔离，可以减缓CO2在水中的溶解；

②石蕊遇酸性物质变红色，取量筒内的液体少量于试管中，滴加石蕊试液，溶液变红色，说明显酸性。

19.（2023•江苏淮安•校联考三模）脱氧剂可以延长食品保质期。某脱氧剂的主要成分为铁粉、活性炭和氯

化钠。针对该脱氧剂进行如下活动：

活动一：验证脱氧剂中含有活性炭

【进行实验】

（1）如图所示，取脱氧剂样品置于珀烟（耐高温容器）内，在电炉上灼烧，最终黑色全部消失。灼烧期间，

在珀烟上方罩上烧杯，过一会儿，迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入澄清石灰水，振荡，观察到—的现

象，说明脱氧剂中含有活性炭。

【反思与评价】

（2）用酒精灯替换电炉重复上述实验，虽出现相同现象，但会影响实验结论，其原因是

活动二：探究脱氧剂中氯化钠的的作用

【查阅资料】脱氧剂能延长食品保质期是利用了铁生锈的原理

【猜想与假设】氯化钠可能影响铁生锈的速率

时间/h0

A装置导管中水面上升高度/cm0

B装置导管中水面上升高度/cm00

【进行实验】按下图所示A、B装置进行实验，相同温度下，每隔一段时间测量导管中水面上升高度，实

验数据如下表。

【解释与结论】

（3）从化学、物埋两个视角综合分析，A、B装置导管中水面上升的原因是。

（4）结合表中数据，得出脱氧剂中氯化钠的作用是（填“加快”或“减慢”）铁生锈的速率。

【反思】

（5）写出一种防止铁生锈的具体方法。

【答案】（1）澄清石灰水变浑浊（2）酒精燃烧也会生成二氧化碳，无法确定生成的二氧化碳是因为碳燃烧还

是酒精燃烧产生的，会干扰活性炭的鉴定（3）铁与水、氧气反应生锈，烧瓶内气体减少，气压减小，所以

大气压将水压入导管（4）加快（5）刷油漆（合理即可）

【洋解】（1）根据结论脱氧剂中含有活性炭，碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸

钙沉淀和水，所以向烧杯内注入澄清石灰水，振荡，观察到澄清石灰水变浑浊，说明脱氧剂中含有活性

炭；

（2）酒精灯的燃料酒精燃烧生成二氧化碳和水，无法确定生成的二氧化碳是因为碳燃烧还是酒精燃烧产

生的，所以用酒精灯替换电炉重复上述实验，虽出现相同现象，但会影响实验结论；

（3）导管内水面上升，是因为瓶内气压减小，大气压将烧杯内的水压入导管。铁与水、氧气反应生锈，

烧瓶内气体减少，气压减小，所以大气压将水压入导管；

（4）A装置导管中水面上升，开始时间较短，最终高度较大，说明A铁生锈较快，则脱氧剂中氯化钠的

作用是加快铁生锈的速率；

（5）铁生锈需要与氧气、水蒸气同时接触，所以可以在铁制品表面刷油漆或涂油等（合理即可）可以达

到防锈的目的。

20.（2023•江苏淮安•统考一模）我国高铁创造的中国速度今世界瞩目，某学习小组对高铁建设中的铜铁锈

蚀进行探究。

【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。

【设计实验】

实验一：定性探究铁锈蚀的因素

取四枚大小相同的洁净无锈铁钉分别放入试管。进行图1实验，现象如下表。

试管编号ABCD

-周后铁钉表面现象有一层铁锈无明显变化无明显变化有较厚铁锈

（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀是与空气中的发生化学反应。

（2）对比A和D试管中实验现象，说明铁锈蚀快慢与有关；

实验二：定量探究影响铁锈蚀的因素

小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，U时刻加入2mL饱和NaCI溶液

后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上（此时没有推动注射器活塞），采集数据。

⑶据图3分析，说明铁生锈（填“放热"或''吸热"），Zt3这段时间反应并未停止但温度却开始降

低，原因是。

⑷据图3、图4分析，稀盐酸注入烧瓶中的时刻是（填飞”或也“或\”）。

实验三：测定部分生锈的铁粉中铁的含量

（5）连接如图5装置。取部分生锈的铁粉（铁和氧化铁的混合物于堆形瓶中，加入足量稀盐酸进行实验。完

全反应后，测得生成气体体积为，已知该条件下氢气密度为，根据以上数据，请计算该固体中铁的质量分

数。（写出计算过程）

（6）学习小组有同学提出：用这种方法测得的气体体积不够准确，可能会导致测定的铁的质量分数偏大，可

能的原因是（填序号）。

a.装置的气密性不好b.铁与盐酸反应放热

c.装置内原来的空气没有排掉d.没有扣掉加入的盐酸的体积

【答案】（1）水、氧气（2）氯化钠（3）放热生锈放热小于热量散失

（42（5）解：H2的质量为：0.2Lx0.09g/L=0.018g

设该固体中Fe的质量为x

固体中铁的质量分数,，必%=84%

答：该固体中铁的质量分数为84%。

（6）bd

【详解】（1）A试管中铁与水、氧气同时接触，铁生锈，B试管中铁只与水，铁不生锈，C试管中铁只与

氧气接触，铁不生锈，对比A、B、C试管中实验现象，说明铁诱蚀是与空气中的水、氧气发生化学反

应，故填：水、氧气。

（2）对比A和D,D中为氯化钠饱和溶液，且生锈比较严重，说明铁锈蚀快慢与氯化钠有关，故填：氯

化钠。

（3）①由图3可知，铁生锈过程中温度升高，说明铁生锈放热，故填：放热。

②铁生锈后，装置内的氧气含量变少，生锈速率变慢，而装置散热，则t2~t3这段时间反应并未停止但温度

却开始降低，是因为生锈放热小于热量散失，故填：生锈放热小于热量散失。

（4）盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，同时放出热量，由图3、图4知，13时刻后，温度和压强都明显

增大，所以稀盐酸注入烧瓶中的时刻是t3,故填：13。

（5）见答案。

（6）A、装置的气密性不好，生成的氢气会扩散到空气中，导致测定的铁的质量分数偏小，故A不符合

题意；

B、铁与盐酸反应放热，会使测定的氢气的体积偏大，导致测定的铁的质量分数偏大，故B符合题意；

C、装置内原来的空气没有排掉，不会影响测定氢气的体积，故C不符合题意；

D、没有扣掉加入的盐酸的体积，会使测定的氢气的体积偏大，导致测定的铁的质量分数偏大，故D符合

题意。

故填：bd或db0

21.（2023•江苏镇江・统考二模）从古至今，铁及其化合物在生产生活中发挥着重要作用。

一、铁材料的认识

（1）钢铁是目前使用较广泛的金属.如图是某太阳能电池示意图，其中不涉及到的材料是（选填字

母）。

a.无机材料b.合成材料c.复合材料

（2）图中支架采用合金钢，相比于纯铁，它的硬度更______（选填“大”或“小

（3）《天工开物》记载的“炒钢”是靠鼓风并不断搅拌熔化的生铁使其成钢。“炒钢”是为了降低生铁中

元素的含量。

(4)铁制品使用过程中容易生锈，实际上是铁与空气中的发生化学反应的过程。铁制品表面的铁锈，

可加入稀盐酸除去，其原理是(用化学方程式表示)。

二、铁红(FezCh)的制备

工业上用硫铁矿烧渣(含有Fez。?、FeO和SiCh等)制备铁红的步骤如图所示。

⑸酸浸前，将烧渣粉碎的目的是o

⑹酸浸时，硫酸不能过量太多，一是节约硫酸，二是。

(7)“沉铁”过程温度不宜过高，主要原因是。

(8)“沉铁”后过滤，滤渣中含有FeOOH,将其焙烧后可得到铁红，写出焙烧时发生反应的化学方程

式。

三、还原性铁粉的制备

上述流程制备的铁红混有少量FeOOH,实验小组取该铁红样品置于装置A中，通入CH4后加热制备还原

性钛粉，不同温度下测得装置B和C的质量变化如表所示。

【资料】FeOOH在35OC时完全分解。加热到500c以上，Fe2()3和CM开始反应，生成铁的其他氧化

物、CO?和Hz。。温度高于700C,生成Fc。

温度℃装置B/g装置C/g

室温

350200

600m

650

(9)装配好实验装置后，先要。

(10)停止加热后还要持续通入一段时间CH4,目的是防止倒吸和o

(11)表中m=o

(12)加热到600c时，装置A中剩余固体的化学式为o

(13)650℃时，A中剩余固体为FeO和FeaOa的混合物，写出装置A中固体由FezQ，加热到650℃时发生反

应的总化学方程式o

【答案】⑴c⑵大⑶碳(4)氧气和水Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

⑸增大反应物接触面积，加快反应速率，提高烧渣浸出率(6)会增加沉淀过程中氨水的用量

高温

（7）碳酸氢铉发生分解，防止氨水挥发或分解，降低产率(8)IFeOOH=FC2O,+H,O

（9）检查装置气密性（10）防止空气进入，导致刚刚制得的铁再次被氧化

（12）Fe2O32Fe3O42FeO

（13）8^203+CH4-4FeO+4Fe,O4+CO2+2H,O

【详解】（1）铜丝、铝合金、合金钢均属于无机金属材料，单晶硅属于无机非金属材料，塑料属于合成材

料，故不涉及材料是复合材料，选c；

（2）合金是的硬度比其组成成分金属的硬度大，合金钢属于铁合金，故其相比于