沪教版九年级化学上册第3节 金属防护和废金属回收（专项训练）（学生版）习题

第3节金属防护和废金属回收题型01钢铁锈蚀的条件题型02钢铁锈蚀的实验探究题型03铁生锈时引起压强的变化题型04金属防锈的方法题型05金属资源的保护措施题型06废弃金属的回收利用题型01钢铁锈蚀的条件钢铁锈蚀的条件：铁与水和氧气接触。有酸或盐存在时会加速金属锈蚀。钢铁锈蚀发生的是缓慢氧化。铁锈的主要成分为Fe2O3【典例1】金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，铁生锈的原因是接触了A．氧气和水 B．仅需要水 C．氧气或水 D．仅需要氧气【变式1-1】铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是A．喷漆的栏杆 B．涂油的链条 C．未擦干的铁锅 D．不锈钢保温杯【变式1-2】证据推理是化学学科核心素养的重要内容，下列推理正确的是A．金刚石和石墨都是由碳原子构成的，所以金刚石和石墨性质都相同B．面粉和蔗糖灼烧后都得到黑色物质，所以它们是同种物质C．金属的生锈都需要氧气，所以铁生锈一定需要氧气D．化学变化一定伴随着能量的改变，所以有能量改变的变化一定是化学变化【变式1-3】下列实验中发生化学变化的是A．石蜡受热熔化 B．探究铁生锈的条件C．活性炭净水 D．比较合金和纯金属的硬度题型02钢铁锈蚀的实验探究条件铁钉在干燥的空气中铁钉全部在蒸馏水中铁钉与空气和蒸馏水同时接触铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触图示①②③④生锈程度不生锈不生锈易生锈最易生锈结论（1）通过①③对比可知，影响铁生锈的因素是水（2）通过②③对比可知，影响铁生锈的因素是空气（或氧气）由此可知，铁生锈的条件是铁与水和空气（或氧气）同时接触（3）通过③④对比可知，盐溶液的存在会加快铁的锈蚀。【典例2】关于下列实验的说法中，正确的是A．该实验铜片上白磷燃烧，水下白磷未燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点B．该实验探究铁钉生锈是否需要氧气C．该实验澄清石灰水变白色浑浊，说明木炭和氧化铜发生了反应D．该实验探究对溶液分解的催化作用A．A B．B C．C D．D【变式2-1】取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图装置进行试验，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，记录试验数据如表，下列说法错误的是温度/℃10203040506070铁钉质量/g0.020.040.080.160.180.180.18A．实验是探究铁钉的质量对铁钉腐蚀快慢的影响B．温度越高，铁腐蚀越快C．50℃以后，试管中的氧气可能耗尽，铁钉的腐蚀停止D．每次试验开始时水的质量保持一致【变式2-2】为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验。步骤1：利用如图甲所示装置，将干燥的从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL后在导管处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如下表所示。观察对象现象①干燥的普通铁丝没有明显变化②潮湿的普通铁丝较多红褐色锈斑③潮湿的纯铁丝没有明显变化(1)能证明铁生锈需要水分的实验现象是。(2)对比②③现象，你还可以得出铁生锈与有关。(3)在钢铁表面涂油漆可以防止铁生锈原因是。(4)写出用稀盐酸与铁反应的化学方程式。小红设计图丙装置，定量探究铁锈蚀的因素：检查气密性，将5g铁粉和2g炭粉加入三颈烧瓶，时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。(5)根据图丁，时刻后反应并未停止，温度却开始降低，原因是。(6)对比段和段的温度变化，你得出的结论是；分析时刻后温度升高的主要原因是。【变式2-3】在科学探究中，如果问题涉及多个因素(变量)，可以只研究因变量与一个自变量的关系，控制其他量不变。运用控制变量的方法，可将多变量问题变成多个单变量问题分别研究，最后再综合解决。六十九中学化学兴趣小组的同学们利用控制变量的方法来探究铁生锈条件。邀请你共同参与完成他们的探究活动。【明确目的】探究铁生锈的条件【寻找变量】(1)铁锈的主要成分为Fe2O3，xH2O3，依据，可推测出铁需要与空气中的氧气和水蒸气接触才能生锈，确定变量为。【设计实验】同学们设计如图1所示的实验【证据推理】(2)对比甲、乙试管中的现象，说明铁钉生锈需要与氧气接触，对比试管中现象，说明铁钉生锈需要与水接触。通过分析同学们得出铁生锈的条件。【学科融合】(3)小玖同学用如图2所示装置进行铁锈蚀条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满CO2的水溶液，并将其放在阳光下照射。一段时间后可观察到(填“甲”或“乙”)中铁钉出现锈蚀。【方法迁移】(4)同学们看到教材中三星堆出土的青铜大面具，已经生锈，查阅资料得知铜锈的主要成分碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)。可推测出铜锈蚀除有水和氧气外，还必须有参与，在图3所示的几组实验中，观察到甲试管中铜表面有绿色物质生成，其他三组均无明显现象。作为对照实验的是组实验(填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)，其它实验分别与对照实验对比，才能得出铜生锈的条件。【实际应用】(5)废旧金属的回收利用，不仅可以减少资源浪费，还能降低环境污染。现取一定量已经锈蚀的铁钉(假设只含铁和氧化铁)，经测定其中氧元素的含量为24%，则已经锈蚀的铁与未锈蚀的铁的质量比为。题型03铁生锈时引起压强的变化

在密闭容器里,铁生锈消耗氧气,冷却到室温后,引起密闭容器内气压减小。图1图2如图所示,一段时间后,图1中试管内液面上升，图2中U形管中液面左高右低。【典例3】某实验小组为探究铁生锈的条件，设计了如下实验。以下分析正确的是A．一周后观察到的现象是b中铁钉生锈 B．b试管中放CaCl2的目的是干燥空气C．一周后玻璃管中的现象是红墨水液面左低右高 D．该实验可以得到铁生锈需要水和氧气的结论【变式3-1】化学是一门以实验为基础的学科，请回答下列问题。(1)甲实验用于探究影响铁生锈的因素。一段时间后可以观察到，Ⅰ中铁钉生锈，Ⅱ中铁钉未生锈，U型管内L端液面(填“高于”“低于”或“等于”)R端。说明铁生锈与有关。(2)乙实验用一氧化碳还原氧化铜。实验前先通入一氧化碳的目的是。实验中可以观察到的实验现象是。该实验装置的缺点在于。【变式3-2】在探究“铁生锈的条件”创新实验中，某小组使用如图所示的装置（装置气密性良好，加入液体导致装置内气体的体积变化可忽略不计）进行实验。将等体积的少量蒸馏水和氯化钠溶液同时滴入装置中，一段时间后，观察到实验二中的铁粉锈蚀更严重，注射器活塞均向左移动。下列说法正确的是A．此实验能推断出铁锈蚀一定需要水的参与B．注射器活塞向左移动是因为装置内的压强比大气压强大C．若铁粉过量，实验二中注射器活塞最终停在约“4”刻度处D．通过上述实验可知氯化钠溶液是铁锈蚀的催化剂【变式3-3】我校化学兴趣小组以“金属的探索与应用”为主题开展项目式学习。【项目一】金属活动性顺序的探究为验证铝、铜、银的金属活动性强弱，小组成员设计了以下四组实验：(1)写出试管③反应的化学方程式。(2)为达成实验目的，若试管④的固体X是铜，则Y溶液为溶液。(3)除了上述实验中用到的方法，还可选用如下试剂组合进行验证，合理的有___________(填字母)。A．铜片、银片、硝酸铝溶液 B．银片、铝片、硝酸铜溶液C．铝片、铜片、银片、稀盐酸 D．铜片、硝酸铝溶液、硝酸银溶液(4)待试管中的反应完全停止后，将试管②中物质过滤，将滤渣与试管③中的物质一同倒入烧杯中，充分反应后，观察到烧杯中的红色固体表面有较多银白色固体出现，则反应前试管③中的溶质有。反应过程中，烧杯中部分离子的个数变化如图所示，则充分反应后，烧杯中阳离子与阴离子的个数比为。【项目二】铁粉锈蚀快慢和程度的探究(5)小组同学设计了图1探究装置，连接好实验仪器后，确定装置气密性良好，进行如下实验：a．如图1，将5g铁粉加入三颈烧瓶，连接压强传感器绘制出压强随时间变化曲线如图2所示。b．时刻用注射器加入2mL饱和NaCl溶液。c．时刻将装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上并加入稀盐酸。①根据图2信息对比AB段和BC段，说明(填“A”或“B”)。A．NaCl溶液能加快铁粉的锈蚀

B．NaCl溶液能减慢铁粉的锈蚀②时刻压强突然变大，说明铁粉锈蚀的程度属于(填“部分”或“全部”)腐蚀。题型04金属防锈的原理和方法原理：隔绝空气和水方法：①保持铁制品的洁净和干燥。②铁制品表面覆盖保护层，如涂油、刷油漆、烧制搪瓷、镀一层金属如铬、烤蓝（在金属表面生成一层致密的氧化膜）。③改变其内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。【典例4】世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的。下列防止铁生锈的方法错误的是A．在铁护栏表面涂上一层油漆B．菜刀用后洗净擦干C．用带油的布直接擦被雨水淋湿的自行车D．水龙头表面镀铬【变式4-1】下列做法正确的是A．用黄铜形状记忆合金制成人造卫星天线B．为了刷洗的更干净可以用钢刷擦洗铝制品C．钢铁表面采用涂油、喷漆、镀铬等方法都能防止金属生锈D．金属资源中只有金、银以单质形式存在【变式4-2】如图是某农家乐柴火灶示意图，下列叙述不正确的是A．生火时，先点燃树叶再放入木柴，是因为树叶燃烧不需要氧气B．将柴草放入炉灶后要架空，有利于柴草充分燃烧C．为防止生锈应将使用后的铁锅擦干D．燃烧时烟囱里的气体中氧气的体积分数小于21%【变式4-3】某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈，他联想到探究铁生锈条件的实验，决定采用控制变量法探究铜生锈的原因，请你一起探究。【提出问题】铜生锈的原因是什么？【查阅资料】铜锈的主要成分是，俗称铜绿。【猜想与假设】（1）根据查阅的资料猜测：铜生锈是铜与空气中的氧气、水和共同作用的结果。【设计与实验】他仿照探究铁生锈条件的实验，设计并进行了如下四个实验（说明：实验中用到的蒸馏水均已煮沸过且铜丝已打磨干净）。编号①②③④⑤实验现象无明显现象无明显现象铜丝表面有绿色物质无明显现象无明显现象【解释与结论】（2）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是。（3）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是和（填编号）。（4）对比实验②和③，得出的结论是。（5）为验证猜想，应在实验⑤瓶中添加物质。（6）由上述实验可推知，铜生锈的条件是。【反思与应用】（7）结合上述实验，你对保存铜制品的建议是。题型05金属资源的保护措施保护金属资源的重要性①金属资源是有限的。②废旧金属的随意丢弃，不仅会造成资源浪费，还会造成环境污染。保护金属资源的有效途径①防止金属锈蚀。②废旧金属回收利用。③有计划、合理地开采矿物，严禁乱采滥挖。④寻找金属的代用品。日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。【典例5】下列有关金属资源的利用和保护的说法不正确的是A．徐光宪院士和他的团队研发了稀土分离技术，稀土元素是储量较少的一类金属元素的统称B．金属矿物的储量有限，可以再生C．大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在，我国矿物储量也很丰富D．从废旧锂离子电池中回收锂、钴、镍等，对保护环境和实现金属资源循环利用有重要意义【变式5-1】“金属保护一小步，资源节约一大步”，下列关于金属及金属材料防护的说法正确的是A．为了增加经济效益，应加大力度开采金属矿物资源B．纯金属的抗腐蚀性比合金更好C．生铁和钢都属于铁合金D．废弃金属直接丢弃，无需回收利用【变式5-2】分类和类比是学习化学的常用方法。(1)防止金属的腐蚀是保护金属资源的主要途径之一、请从体现防锈原理的角度，将D和分成一类，分类标准是：。A．自行车车圈电镀上一层金属B．将铁制成不锈钢C．铁锅使用后擦干表面的水分D．铁制品表面喷漆(2)到了高中我们就会知道：在化学反应前后，有元素化合价升降的反应属于氧化还原反应。据此我们可以推断出，金属和金属化合物溶液发生的置换反应(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应；物质发生的分解反应与氧化还原反应之间的关系可以用下图中的图表示(填字母)。【变式5-3】2025年“九·三”抗战胜利日阅兵式，集中展示中国国防科技的最新成果，向世界彰显中国新时代强军兴军的辉煌成就。强大的祖国在深空、深地、深蓝等领域也取得了令世界屏息惊艳的成就。(1)坦克装甲应用的材料主要是锰钢，该金属材料应具有的物理性质是________。A．密度小，硬度大 B．韧性好，硬度大 C．抗腐蚀性好(2)5G基站的建立是深蓝网络空间领域数字基础的有力支撑，基站配有的铅酸蓄电池在放电时，可将能转化为电能，确保基站设施不间断供电。(3)金属矿物储量有限，而且不能再生。我们需要保护金属资源，保护金属资源有效途径之一是回收利用废旧金属，将废旧电池回收，既可以，又可以节约金属资源。(4)化学与生活密切相关。自行车是绿色出行的交通工具，在支架表面喷漆，是为了防止其与空气中的（写名称）发生反应而生锈，铁锈的主要成分是（写化学式）。题型06废弃金属的回收利用废金属的概述主要指冶金工业、金属加工业产生的金属碎屑和碎块，以及日常生活中锈蚀和报废的金属器具等废金属的危害①造成资源浪费；②污染环境回收利用废金属的意义①节约铁矿石等资源；②节约能源；③减少环境污染【典例6】地球上可利用的自然资源是有限的，下列有关资源的说法正确的是A．空气是一种宝贵的资源，空气有自净能力，无需监测B．大量使用化石燃料对环境没有污染C．城市绿化采用节水灌溉方式，保护水资源D．回收废旧金属不能节约金属资源【变式6-1】推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。下列措施与此理念不相符的是A．农业上杜绝施用农药，防止污染自然环境B．减少使用一次性木筷，倡导低碳生活C．生活污水集中处理、排放，防治水污染D．废旧金属回收利用，保护金属资源【变式6-2】铁是应用最广泛的金属。下列有关说法正确的是()A．炼铁原理是用合适的物质将单质铁转化为氧化铁B．将生铁中的大部分碳反应除去得到的钢是纯净物C．铁制品高温处理后，表面形成的致密氧化膜有防腐作用D．日常生活中的废旧铁制品直接填埋处理【变式6-3】随着我国工业化进程加快，金属废料的产生量持续增加，如何回收利用金属废料已成为重要课题。某实践小组在老师的带领下在一个机械厂进行研学活动，并对金属废料随意丢弃的危害、成分及回收处理和减少产生的途径展开了项目式探究。任务一：分析金属废料随意丢弃的危害【咨