专题5.3 金属防护和废金属回收（沪教版全国）（学生版）习题

第3节金属防护和废金属回收【题型1实验探究金属锈蚀的条件】【题型2金属防护的措施】【题型3废金属的回收利用】【题型4关于金属铁的有关推断】【题型5关于金属的科普阅读】【题型1实验探究金属锈蚀的条件】【例1】某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验（点燃操作已略去）。下列说法错误的是A．对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一B．对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一C．对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一D．对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧【变式1】用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是

A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关【变式2】某项目小组开展了下列“铁的性质”探究实验。回答下列问题：（1）①的实验现象是。（2）实验②中产生气泡速度更快的是（填字母标号），由此可知金属活动性：锌铁（填“强于”或“弱于”）。试管b中发生反应的化学方程式为，基本反应类型是。（3）实验③进行一段时间后，铁钉明显锈蚀的是（填字母标号），对比三支试管的现象可知，铁生锈需要的条件是。【变式3】钱老师设计了如图所示的数字化实验指导同学们对铜铁锈蚀进行探究。用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉成分，用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。可供选择的药品见表：组别药品铁粉/g碳粉/g水/滴食盐/g其他一5.00.100干燥剂二5.00.1100无三5.00.1101.0无四5.00.101.0无（1）铁在空气中锈蚀生成铁锈。铁锈的主要成分是（填化学式）。（2）在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。①600s内A瓶中O2含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和O2、发生了化学反应。②将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中O2含量也略有减少，主要原因是。（3）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是（填序号）。（4）在两只试剂瓶中均加入第二组药品，分别改用温度和湿度传感器测得结果如图所示。瓶内湿度随时间增大（即水蒸气含量增大），根本原因是。（5）请提出一种防止钢铁生锈的方法：。【题型2金属防护的措施】【例2】防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其它三种方法原理不同的是A．表面涂油 B．表面刷漆 C．覆盖塑料 D．制成合金【变式1】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．制成耐腐蚀的合金如不锈钢【变式2】为了防止钢铁制品锈蚀，下列做法不正确的是A．用洗涤剂除去铁制品表面的油膜 B．在车船的表面喷涂油漆C．在铁制品表面镀上一层其他金属 D．将使用后的菜刀用布擦干【变式3】我国很多大桥的桥体使用了大量的金属材料。下列对桥梁中使用的金属材料保护措施不正确的是A．经常用浓盐酸清洗金属材料B．在金属材料表面刷油漆C．在金属材料表面镀保护层D．改变金属内部结构制成防腐合金【变式4】下列做法不能有效保护金属资源的是A．防止金属腐蚀 B．寻找金属的代用品C．回收利用废旧金属 D．肆意开采金属矿物【题型3废金属的回收利用】【例3】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1】“垃圾是一种放错地方的资源”。垃圾的分类回收既可以节约资源又可以减少对环境的污染。含铅、镍、镉、汞的废旧电池属于A．有害垃圾 B．其他垃圾 C．可回收垃圾 D．厨余垃圾【变式2】在学完《金属资源的利用和保护》之后，某校化学兴趣小组尝试从废旧电子产品中提炼贵重金属（金、银），并制备氧化铜。他们设计的操作流程如图所示：

（1）操作Ⅰ的名称是。（2）溶液A中加入锌粒后冒出气泡，溶液A中一定含有的溶质是（填化学式）。（3）操作流程中加入硝酸银溶液得到溶液B所发生的化学反应的基本反应类型是。【变式3】某化学小组围绕四氧化三铁开展主题学习。

Ⅰ.检验（1）生活中常用墨粉中所含铁的氧化物为四氧化三铁，用物理方法初步检验的操作为，用化学方法进一步检验可确定。Ⅱ.制备（2）低碳铁皮在空气中跟等物质作用会生锈。（3）操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为。（4）与方法二比较，方法一的不足之处是（答1点即可）。（5）当A溶液①和A溶液②的质量之比为时，铁元素全部转化到Fe3O4中。Ⅲ.FeOOH的含量测定已知：FeOOH及铁的氧化物加热分解的温度如下。FeOOHFe2O3Fe3O4FeO称取含Fe3O4的FeOOH样品76.6g，进行热分解实验。控制不同的温度对样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。

（6）样品中FeOOH的含量为%（精确到0.1%）。（7）当加热到T4℃时，M点固体的成分是，对应的质量比为。【题型4关于金属铁的有关推断】【例4】A、B、C、D、E是初中常见的化学物质，A在常温下为液体，D为金属单质，E为铁锈的主要成分，它们之间的相互转化关系如图所示。请回答下列问题：

（1）A的化学式是。（2）写出反应①的化学方程式：。（3）防止D生锈的措施是（写出一个合理答案即可）。【变式1】某小组同学对炼铁高炉中发生的主要反应进行了知识网络建构，各物质之间的转化关系如图所示（反应条件已略去）。A~H是初中化学常见物质，其中B、D、G为高炉炼铁原料的主要成分，且G为红棕色氧化物。请回答下列问题：（1）G的化学式为。（2）反应②的基本反应类型为。（3）反应④的化学方程式为。（4）反应①在高炉炼铁中的作用是（写一条即可）。【变式2】A~G是初中化学中常见的物质，已知A、B都是黑色固体，D为红色固体单质，F为红棕色固体氧化物，它们之间的转化关系如图所示，请推断出各物质后回答下列问题。

（1）写出物质的化学式A：。（2）写出物质E的用途：。（3）转化过程①可用化学方程式表示为。（4）转化过程③可用化学方程式表示为。【变式3】A、B、C、D、E是初中化学常见的物质，常温下A、B、C都为无色气体，且A为单质，B有毒性，D、E都为黑色粉末，且D为化合物。物质间的转化关系如图所示（“—”表示相邻的两物质能发生反应，“→”表示两物质间的转化关系，部分反应物、生成物及反应条件已略去）。请回答下列问题。（1）A具有性，C的用途。（2）B与D反应的化学方程式为。（3）E→B的反应过程中一定放出热量，此说法（填“正确”或“错误”）。【变式4】A~G都是初中化学常见的物质，已知A、B是黑色固体，G是一种蓝色溶液。它们的转化关系如图所示：请回答：（1）写出下列物质的化学式：A；G；（2）写出反应②的化学方程式，写出反应③的化学方程式；（3）上述反应中属于置换反应的是（填序号）；（4）请写出C在生活生产中的一种用途。【变式5】某化学小组围绕四氧化三铁开展主题学习。Ⅰ.检验（1）生活中常用墨粉中所含铁的氧化物为四氧化三铁，用物理方法初步检验的操作为，用化学方法进一步检验可确定。Ⅱ.制备方法一：

方法二：

（2）方法一中发生反应的化学方程式为，低碳铁皮在空气中跟等物质作用会生锈。（3）方法二中A的化学式是。操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为。（4）与方法二比较，方法一的不足之处是（答1点即可）。（5）氢氧化氧铁（FeOOH）中铁元素的化合价是。Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3，当A溶液①和A溶液②的质量之比为时，铁元素全部转化到Fe3O4中。Ⅲ.应用纳米高性能Fe3O4可以实现高效催化分解水，其反应历程如图所示。回答以下问题：

（6）该过程中能转化为化学能。（7）分解水前后Fe3O4的和化学性质不变。（8）在加热的条件下反应b的化学方程式为。【题型5关于金属的科普阅读】【例5】阅读下面短文，回答问题。铁是生活中使用最广泛的金属，活泼性较强，铁元素属于人体必需微量元素之一。我国在春秋时期就开始了铁的冶炼，汉代出现了最早的炼铁高炉。“苟利国家生死以，岂因祸福避趋之。”林则徐修筑洪泽湖大堤，所展现出的勤政爱民、甘于奉献是其一生赤子情怀的缩影。林则徐用生铁铸成铁锅（如图1），放在条石的齿槽之间，再浇上由糯米汁与熟石灰搅拌而成的砂浆，使得条石与条石牢牢地黏合在一起，不留丝毫缝隙，做到了针插不进、水泼不进。他还在每一块铁锔上刻上自己的名字，以表示对其修筑的工程终身负责。如今一百九十多年过去了，洪泽湖大堤依然固若金汤。

（1）人体缺乏铁元素，会影响健康，易得（填序号）。A．佝偻病

B．贫血症

C．甲状腺疾病（2）工业上用赤铁矿石（主要成分：Fe2O3）冶炼生铁，Fe2O3与CO反应的化学方程式是。（3）利用铁锔和砂浆将条石与条石牢牢黏合在一起，使大堤固若金汤。①说明铸造铁锔的生铁具有的物理性质是。②砂浆中的熟石灰与空气接触，发生反应的化学方程式是。（4）从条石中取出的铁锔暴露在空气中一段时间后，表面因生锈而腐蚀。导致铁腐蚀的因素有多种，化学兴趣小组同学对此开展以下探究：取四份质量均为0.15g的生铁粉末，分别放入如图2所示装置中进行四次实验。内容记录如下表所示：

序号实验操作3分钟时氧气的含量Ⅰ/21%Ⅱ打开分液漏斗活塞，滴加2mL蒸馏水，关闭活塞15%Ⅲ打开分液漏斗活塞，滴加2mL食盐水，关闭活塞8%Ⅳ打开分液漏斗活塞，滴加2mL溶质质量分数为10%的稀盐酸，关闭活塞13%①由实验Ⅱ、Ⅲ可知，加速铁生锈的物质是。②能说明铁生锈需要水的证据是。③实验Ⅳ中氧气含量下降的原因可能是。【变式1】阅读下列科技短文，回答问题：镁是一种重要的金属，1808年英国化学家戴维用电解法最早制得少量镁。镁是一种轻质有延展性的银白色金属。镁和位于同族的钹的化学性质相似，但镁不像铍的毒性那么大，和锂、钠这些活泼的碱金属也不同。在空气中，镁的表面会生成一层很薄的氧化膜，使空气很难与它反应，但没有铝的氧化膜致密。镁是一种比较活泼的金属，可以和沸水反应生成氢氧化镁和氢气，在空气中燃烧时，剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出大量的热量，生成白色固体。镁能和二氧化碳发生燃烧反应，镁在氮气中进行高温加热，会生成氮化镁。镁所具有的轻质特性决定了镁合金是生产航天器、军用飞机、导弹、高机动性能战车、船舶的必不可少的结构材料。目前使用最广的铁合金是镁铝合金，它具有密度小、耐腐蚀、抗冲击、耐磨、导热和导电性能好等优点。阅读分析，回答问题：（1）用化学方程式表示镁表面形成氧化膜的过程：。（2）镁能用于烟花、照明弹的原因是。（3）镁和沸水反应的基本反应类型是。（4）金属镁燃烧发生火灾时，（选填“能”或“不能”）用二氧化碳灭火器灭火。（5）镁铝合金属于材料，其具有的优点是（写1条）。【变式2】阅读下列科技短文，回答问题：有一种不锈钢薄如蝉翼，轻轻一撕，就能撕开，因此也叫“手撕钢”。被广泛应用于高端制造业。虽然其价格高到要论克卖，仍然供不应求。手撕钢的学名叫做“宽幅软态不锈钢精密箔材”，因其厚度仅有0.02mm，仅为A4纸厚度的四分之一、生产手撕钢最核心的技术是轧制和退火。轧制就是一卷厚0.8mm，宽600mm，长度超千米的原始钢带被轧辊轧薄，像擀面一样。退火，就是使钢带变软，有良好的塑性。轧制一次、退火一次，为一个轧程，一个轧程要3-4天。（1）“手撕钢”是一种铁合金，属于（选填“混合物”或“纯净物”）；原始钢带能被轧辊轧薄制成厚度仅有0.02mm的手撕钢，体现了金属的性。（2）下列说法不正确的是___________（填字母）。A．“手撕钢”的性能比生铁优越B．“手撕钢”能完全溶解在盐酸中C．“手撕钢”的含碳量比生铁高（3）用于制造不锈钢的铁来源于铁矿石，请写出工业上用赤铁矿炼铁的原理（用化学方程式表示）。【变式3】阅读短文，回答有关问题。科技之光点亮三星堆考古“沉睡三千年，一醒惊天下”。2021年3月20日，三星堆古遗址又发现了最新的考古成果，其中青铜面具、黄金面具、青铜大立人、青铜神树、太阳神鸟、象牙等均堪称独一无二的旷世神品。三星堆古遗址的发掘向世人展示了古代文明的高度发达和中华文明的源远流长，拥有着深远的意义。四川广汉三星堆遗址考古被誉为“一场高科技助力的多学科综合考古”。考古发掘现场被大跨度钢结构大棚覆盖，这是我国开创的田野考古新模式——“考古方舱”。文保人员进入舱内时需穿防护服，尽量减少带入污染物。发掘舱可调节温度和湿度，文保人员还可密切跟踪仓内的二氧化碳、二氧化氮含量。考古实验室里配备了充氮保湿箱和各种检测仪器，可实现文物发掘、保护的“零时差”衔接。考古人员通过高光谱成像，分析坑内的灰烬等物质，发现了一些丝绸制品的残余，这为“古蜀是中国古代丝绸的重要起源地之一”提供了确凿的证据。金面具、青铜器在地下埋藏了数千年，青铜器上布满锈斑[主要成分Cu₂（OH）₂CO₃]，本身比较脆弱。用3D技术打印的硅胶壳覆盖在文物表面，再用石膏固定后就像给文物穿上了“护身服”，便于文物的安全提取。三星堆遗址的考古