第六单元 6.4 金属的腐蚀-复习讲义（原卷版）

第六单元6.4金属的腐蚀题型1探究金属锈蚀的条件题型2金属锈蚀的条件及其防护题型3金属资源现状及保护措施题型4金属的回收利用及其重要性▉题型1探究金属锈蚀的条件【知识点的认识】该探究是为了探究铁、铜等金属锈蚀的条件，而进行的实验探究。其中，铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触；铜生锈的条件是铜与氧气、水和二氧化碳同时接触。1．金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。【认识铁的腐蚀】（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是（填字母序号）。A．未擦干的铁锅B．涂油漆的栏杆C．盛水的不锈钢水杯（2）铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O，Fe2O3中铁元素的化合价是。【探究铁的腐蚀】（3）该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面处于约（填“40”或“10”）mL刻度处，原因是。【拓展探究】（4）小强进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。温度/°C10203040506070铁钉质量增加/g0.020.040.080.160.180.180.18小强的实验是探究因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是。（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50°C以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50°C以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：。改进实验方案证明你的分析：。2．化学反应需要一定的条件，控制条件可以调控化学反应。某化学兴趣小组以“探究和调控化学反应”为主题展开项目式学习。【任务一】探究“铁”燃烧条件小组同学设计并实施了以下的三个实验。（1）用高锰酸钾制取和收集一瓶用于乙实验的氧气，需要的实验仪器有（填仪器序号），发生的化学反应方程式为。（2）对比实验甲与乙，分析铁丝在空气中不能燃烧的原因。（3）通过对比实验（填序号），小组同学得出“反应物与氧气接触的面积同样是燃烧发生的条件之一”的结论。【任务二】探究铁生锈的原因小组探究铁生锈条件的实验（如下图所示）。（4）实验b需要使用煮沸过蒸馏水，煮沸处理蒸馏水的原理是。（5）上述实验大约需要一周的时间，为了缩短实验周期并迅速观察到实验现象，同学们采取了以下改进措施：。3．某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈（又称铜绿）。某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。Ι.探究铜锈的组成[查阅资料]①铜锈受热易分解；②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色。[进行实验1]小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按图示装置进行实验（部分夹持装置已略去）。观察到B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。[解释与结论]（1）C中反应的化学方程式是。根据以上实验现象分析，铜锈中一定含有的元素是Cu、C、H和O。Ⅱ.探究铜生锈的条件[提出猜想]根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与二氧化碳、水和氧气有关。[进行实验2]实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。设计了如下表所示的四个实验，并持续观察。编号①②③④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[讨论交流]（2）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是。（3）得出“铜生锈一定与二氧化碳有关”的结论，依据的两个实验是（填序号）。（4）对比实验②和③，得出的结论是。（5）为验证猜想，请将实验④补充完整，广口瓶中放入的物质有铜丝和。[获取结论]（6）铜生锈的条件是。[反思应用]（7）结合上述实验，你对保存铜制品的一条建议是。4．某化学兴趣小组用如图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁片）。请你填写空格：（1）由A、B中出现的实验现象可知，铁生锈的条件之一是。甲同学认为，只由试管A中发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管（填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。（2）试管D和E实验的目的是进一步探究铁在环境中是否更容易锈蚀。（3）为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金。这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而引起的变化。▉题型2金属锈蚀的条件及其防护【知识点的认识】金属锈蚀的条件是金属要与水、空气中氧气或二氧化碳等接触．初中阶段主要是指金属铁的锈蚀条件，即铁与氧气、水同时接触就会生锈．防止铁制品生锈（即铁锈蚀的防护）的常用措施主要有如下：1．用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥．2．在铁制品表面涂上一层保护膜．例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等．3．在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）．例如，锯条、链条等．4．在铁制品表面镀上一层其他金属．例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等．5．改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金．5．宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一，下列解释不正确的是（）A．金刚石和石墨物理性质不同——碳原子排列方式不同 B．一氧化碳有毒，二氧化碳无毒——不同种分子的化学性质不同 C．水壶中的水烧开沸腾后，壶盖被项起——水分子之间的间隔增大 D．铁质水龙头表面镀铬可防锈——改变了金属的内部结构6．某学习小组预用三枚洁净无锈的铁钉按照如图设计实验探究铁生锈的条件，下列说法错误的是（）A．甲中铁钉锈蚀 B．乙试管中植物油的作用是隔绝空气，验证有水无氧气的条件下铁不能生锈 C．丙试管的目的是验证干燥的氧气不能使铁生锈 D．实验表明若要防止铁生锈，必须让铁既不接触氧气又不接触水蒸气7．生活中处处有化学知识。有关下列说法正确的是（）A．水厂净水过程有沉淀、过滤、吸附等方法 B．小苏打是由C、O、Na三种元素组成的化合物 C．雨淋湿的自行车用带油的布擦拭即可 D．肥皂遇到软水易起浮渣，洗衣服最好用冷水8．化学学习中常用化学思维去认识和理解世界。下列说法不正确的是（）A．铁质水龙头镀铬可防锈，是因为改变了金属的内部结构 B．因为空气中含有不同种类的分子，所以空气属于混合物 C．物质燃烧需同时满足三个条件，灭火只需破坏一个即可 D．夏天自行车轮胎爆炸，是因为轮胎内气体分子间隔变大9．铜制品长期暴露在空气中表面生成铜锈[主要成分Cu2（OH）2CO3]。下列物质与铜制品生锈无关的是（）A．O2 B．N2 C．H2O D．CO210．金属防锈既能节约资源，又能美化环境，下列钢铁制品经过如下处理后，防锈效果最差的是（）A．经常在表面涂油的大型钢制机械 B．涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳 C．擦洗干净后长期存放在室外的大型铁制农机具 D．经过“烤蓝”，在表面形成致密氧化膜的钢制枪管11．线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是（）A．乙试管中植物油的作用是隔绝空气 B．只有甲试管中的铁钉有明显锈迹 C．乙、丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水 D．实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果12．探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件（蒸馏水经煮沸并迅速冷却），对应关系正确的是（）A．甲和乙：水 B．乙和丙：空气 C．甲和丙：空气 D．甲和丁：水13．以下有关金属腐蚀的叙述错误的是（）A．钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈 B．钢铁锈蚀的实质是与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化 C．铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差 D．在钢铁表面刷油漆可以防止钢铁锈蚀14．为了减缓铁制品的锈蚀，下列做法不当的是（）A．在车船的表面喷涂油漆 B．将使用后的菜刀用布擦干 C．洗净铁制品表面的油膜 D．在铁制品表面镀上一层锌15．蒸汽眼罩是常见的缓解眼睛疲劳的产品，使用原理是其中的发热剂（含有铁粉、氯化钠、活性炭和吸水树脂等）能释放热量，产生水蒸气。取发热剂进行如下探究。（1）发热剂发热的原理是铁粉与反应生成铁锈放热，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，而蒸汽眼罩打开即迅速升温，这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关，其中活性炭具有性。（2）取足量发热剂测定空气中氧气的含量，装置如图，气密性良好。广口瓶容积为150mL，量筒内水的体积为50mL。一段时间后，打开弹簧夹，进入瓶内的水的体积最多为mL。（3）影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多，请列举一条：。16．以典型物质为核心，进行问题的设置与整合，是我们全面认识物质性质及应用的有效途径。同学们在学习过程中，对铁及其合金的相关问题以结构图的形式进行梳理。17．上天入海、遇水架桥、探秘宇宙、逢山开路，一项项接连问世的重大工程，一个个“身怀绝技”的国之重器，彰显新时代工程科技的创新活力和实力。（1）“奋斗者”号是我国自主研发的万米级载人潜水器，执行了深海可燃冰的科学探测任务。可燃冰是甲烷的水合物，甲烷的化学式是。（2）港珠澳大桥是世界上钢结构桥体最长的跨海大桥。为延长大桥的使用时间，应做好合金钢的防锈工作，可采取的合理保护措施有（写一点）。（3）中国空间站核心舱内生命保障系统包括制氧、水处理等子系统。航天员呼吸所需的氧气若来自循环水电解制氧系统，对应的化学方程式为。在水处理系统中，用活性炭除去色素和异味，是利用了活性炭的性。（4）我国的高铁网络已经基本形成。高铁中某些部件需使用不锈钢，锰、铬是不锈钢的主要添加元素。已知锰加入稀盐酸中有气泡产生，则金属锰的活动性铜（填“大于”或“小于”）。18．丰富多彩的中华文物铭刻着中华文化的脉络，记录着中华文明的传承。（1）认识文物：青铜是铜与锡的合金。青铜的硬度（填“大于”或“小于”）纯铜。（2）文物锈蚀：合浦西汉羽纹铜凤灯锈迹斑斑（如图所示），铜锈的主要成分为Cu2（OH）2CO3，其锈蚀是铜与空气中的水、氧气和发生化学反应的结果。（3）文物修复：含六偏磷酸钠[化学式为（NaPO3）6]的敷贴可使青铜器表面附着的土壤硬结物软化清除，该物质中磷元素的化合价为。去除文物上铁锈的步骤之一是将铁锈的主要成分（Fe2O3）用氢气在一定温度下还原成氧化亚铁，该反应的化学方程式为。19．“沉睡三千年，一醒惊天下！”三星堆青铜器出土后立刻震惊了全世界。近日部分青铜器在呼和浩特市博物馆展出。（1）青铜是由铜、锡熔合制成。相比于纯铜的质地柔软，青铜，而应用于农具和兵器的生产中。（2）《淮南万毕术》记载“曾青（硫酸铜溶液）得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺，反应的化学方程式为。（3）小琦同学查阅资料发现：SnCl2（氯化亚锡）溶于水可形成无色溶液。请你帮她设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜（写出操作和现象）。（4）出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜，如铜绿；有害锈含氯，可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图所示，下列叙述正确的是。A．图中的CuCl和粉状锈均是有害锈B．形成铜绿的过程中有CO2、H2O参与，与O2无关C．青铜器锈蚀的过程中铜元素的化合价未变化D．保护青铜器最重要的是防氯20．不锈钢保温杯美观，保温效果好，在日常生活中被广泛使用，其结构如图所示。查阅资料可以得到下列信息：不锈钢是含有两种或两种以上金属的合金。保温杯的不锈钢内层主要由铁（Fe）、铬（Cr＞18%）和镍（Ni＞8%）等金属组成。在金属活动性顺序表中，铁、铬、镍元素均位于氢元素之前。请回答下列问题：（1）不锈钢属于（填“金属材料”或“合成材料”）。（2）不锈钢保温杯最外面的保护层通常喷涂一层具有良好致密性的漆，喷漆的主要目的是：。（3）不锈钢保温杯内层外面镀铜（Cu），目的是通过反射热辐射以提高保温的效果。选择所镀金属时，还需要考虑该金属的活动性。请你设计实验方案证明金属铁（Fe）活动性比（Cu）强。21．在人类社会的发展进程中，金属材料发挥着重要作用。结合学习的化学知识回答下列问题。（1）生铁和钢是常见的两种铁合金，其主要区别是。（2）防止自行车链条生锈常用的方法是。（3）将一定量锌粉加入到硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到无色滤液。则滤液中一定含有的溶质是。22．水、溶液、金属材料在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。（1）①人们将铅、镉、铋、锡等纯金属加热融合制成性能优越的合金——保险丝，主要是因为保险丝的熔点（高于、低于）铅、镉、铋、锡等纯金属的熔点，从而有效的防止了电路中发生火灾，保护人民的生命财产安全。②铁制品是人类使用最广泛的金属，但是全世界每年因锈蚀而报废的金属制品数量惊人，请你写出一条生活和生产中防止铁制品生锈的具体事例。（2）硬水对工业生产有一定的危害，所以可向水中加入适量来鉴别软水和硬水。23．铝、铁、铜是我们生活中常见的金属（1）根据图，总结金属具有的物理性质有。（2）铝制品具有很好的抗腐蚀性能，原因是，化学方程式。铁制品表面在空气中较易生锈的条件是，并且一旦表面生锈会最终导致钢铁全部腐蚀，原因是。（3）炼铁厂通常以焦炭（主要成分是C）、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如图：写出CO与赤铁矿反应的化学方程式．取少量炼出的生铁粉末放入烧杯中，加入过量稀盐酸，可观察到的现象是。（4）若要验证铜铁铝的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是。24．水是宝贵的自然资源。（1）如图所示的图标表示“节水标志”的是（填序号）。（2）直饮水机可将自来水净化为饮用水，其内部使用的活性炭主要起吸附作用，实验室常用的方法获得纯净水。（3）如图1为电解水的实验装置图。该实验用试管d收集某气体，说明得到的气体所具备的性质是。电解一段时间后，U形管中NaOH溶液的溶质质量分数将。（4）水是铁生锈的条件之一，按如图2所示进行实验，实验前杠杆已调至平衡，较长时间后，左边铁粉布包下降，是因为铁粉与发生了反应。将铁粉换成下列物质中的（填序号），杠杆也会出现相似现象。A．NaCl固体B．NaOH固体C．CaO固体25．运用所学知识回答问题（1）高铁酸钾（化学式为K2FeO4）是新型净水剂，K2FeO4中Fe元素的化合价为。（2）铝的金属活动性比铁强，却比铁耐腐蚀，原因是。（3）喷漆可以延缓汽车钢铁外壳的锈蚀，其防锈原理是隔绝。（4）人类认识世界的过程中，相当长的一段时间里，都认为纯水是一种元素，而从现代元素观点分析，水不是一种元素，请你用化学方程式证明：。26．金属材料广泛应用于生产、生活中。（1）我国高铁飞速发展，下列高铁列车部件的主要材料属于金属材料的是（填字母）。A．合金车体B．塑料小桌板C．涤纶座套（2）自行车支架表面的一层漆可以隔绝空气中的氧气和，从而防止其生锈。（3）工业炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁发生反应，其化学方程式为。27．下面是初中化学中常见的几个实验，请回答下列问题：（1）实验室用装置A制取氧气时，写出试管中所发生反应的化学方程式，若用装置B收集产生的氧气，气体应从（填“a”或“b”）端进入。（2）对于实验C，一段时间后观察到试管①中的铁钉明显锈蚀，由此得出：铁生锈的主要条件是铁与直接接触。（3）实验D揭示了水的组成．写出水通电分解的化学方程式：。（4）实验E中浸有紫色石蕊溶液的小花变成红色，（填“能”或“不能”）说明二氧化碳与水发生了反应；为进一步证明二氧化碳与水发生了反应，还应该补充的实验是。（5）实验F中观察到的主要现象是；容器底部少量水的作用是。28．下面是实验室常用的化学实验，回答问题：（1）A实验前先通一会儿一氧化碳的目的是；A装置玻璃管中的现象为；发生反应的化学方程式：；酒精灯的作用是。（2）B装置中的铁丝生锈，U型管中的现象是U型管液面（“左高右低”或“右高左低”）。（3）C装置甲中产生气体是；正极和负极的体积比是；该反应的化学方程式：。（4）D装置中实验说明铁钉生锈需要满足的条件是。29．根据铜锈蚀生成铜绿[Cu2（OH）2CO3]，某同学猜想：铜锈蚀时要有氧气、水和二氧化碳共同参与。为证明铜生锈“必须有水参与”，需要进行图所示实验中的。▉题型3金属资源现状及保护措施【知识点的认识】金属资源的保护主要有以下四种措施：1．减缓或防止金属的腐蚀；常用的方法有：（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥．（2）在铁制品表面涂上一层保护膜．例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等．（3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）．例如，锯条、链条等．（4）在铁制品表面镀上一层其它金属．例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等．（5）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金．2．回收利用废旧金属，这样不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染．3．有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿．4．寻找金属的代用品，例如，现在经常用塑料来代替钢和其它合金制造管道、齿轮和汽车外壳等．30．人类的生产、生活离不开金属，金属材料的使用推动着人类文明的进步。（1）人类开发利用金属单质的时间顺序与金属活动性强弱存在某种内在的联系，Fe、Al、Cu三种金属中应用最早的是。（2）《吕氏春秋•别类篇》载有“金（铜