專題2.2-3金屬的化學性質（三）防止金屬腐蝕的方法（原卷版）

第2章物質轉化與材料利用2.23金屬的化學性質（三）防止金屬腐蝕的方法目錄TOC\o"13"\h\z\u 1 2 2 3【基礎鞏固練】 3【發(fā)散思維練】 5【核心素養(yǎng)練】 8【中考提分練】 10常用的防止金屬銹蝕的方法(1)鐵的銹蝕條件純凈的鐵在干燥的空氣中是穩(wěn)定的，鐵在無氧的條件下即便與水接觸也不易生銹。鐵生銹的條件是：鐵與氧氣和水等物質相互作用。鐵銹的主要成分是Fe2O3。如果接觸鹽酸、氫氧化鈉、氯化鈉等溶液銹蝕更快。(2)鐵的防銹根據(jù)鐵的銹蝕條件不難推斷防止鐵生銹的方法是使鐵制品隔絕空氣或隔絕水?！咀⒁狻胯F銹是一種疏松易吸水的物質，鐵生銹后如果沒有除銹，會加速鐵的銹蝕。因此鐵制品要除銹后再涂保護層。鋁制品表面有一層致密氧化鋁保護膜，不需要再涂保護層。實驗探究：鐵生銹條件的探究實驗裝置：實驗要點：如圖所示試管B中的水必須是經煮沸迅速冷卻的蒸餾水，目的是除去水中溶解的氧氣，且要在試管口塞緊橡膠塞；試管C中應放入干燥劑，吸收空氣中的水蒸氣。實驗現(xiàn)象：一周后，A中鐵釘生銹，在水面附近處銹蝕最嚴重，B、C試管中的鐵釘沒有生銹。實驗分析：A試管中的鐵釘同時跟氧氣和水接觸而生銹；B試管中的鐵釘只與水接觸不生銹；C試管中的鐵釘只與干燥的空氣接觸不生銹。實驗結論：鐵與水、氧氣接觸發(fā)生化學反應而生銹。實驗拓展：鐵若遇酸、食鹽溶液等會使其銹蝕速率加快。根據(jù)金屬銹蝕的條件，采取了涂油漆、抹油、保持金屬制品干燥等一系列措施以防止金屬生銹?！境？肌磕苷f出金屬銹蝕的條件以及防止金屬腐蝕的簡單方法【例】我國2019年版第五套人民幣硬幣的材料是：鋁合金或不銹鋼，鋼芯鍍鎳(Ni)。(如圖，不按次序)(1)鑄造以上硬幣用到的材料都是___________(填“合成材料”或“金屬材料”)。(2)選擇鑄造硬幣的材料不需要考慮的因素是___________(填字母)。A.金屬的導電性B.金屬的耐腐蝕性C.金屬的硬度D.金屬價格與硬幣面值的吻合度(3)為防止金屬銹蝕，除了制成合金以外，還有哪些防銹方法：______________________(寫一種)。(4)以上硬幣涉及Fe、Al、Ni(鎳)，已知Ni能夠發(fā)生如下反應：Ni+H2SO4===NiSO4+H2↑Fe+NiCl2——Ni+FeC2三種金屬活動性由強到弱的順序為______________________(用元素符號表示)。(5)某同學向分別盛有等質量的鎳粉和鐵片的試管中，倒入等質量、等溶質質量分數(shù)的稀硫酸，以“金屬表面產生氣泡的快慢”為標準來判斷兩種金屬的活動性強弱。有的同學認為這種方案不夠合理，理由是______________________?！净A鞏固練】1.(2020?湘西)建國以來，中國航運經濟取得迅猛發(fā)展，現(xiàn)在已成為航運大國，正向航運強國邁進。為保證船舶的使用壽命，船舶要進行防銹處理，下列防銹措施不可行的是（）A.刷防銹漆B.用抗銹蝕性能優(yōu)異的合金制造船舶的零部件C.給某些部位涂油D.船體表面鍍一層黃金2.(2020?臺州)鐵在海水中容易被銹蝕，通常在輪船的吃水線以下焊接比鐵更活潑的金屬塊，用于保護鐵質船殼。該金屬塊的材料可以是（）A.金B(yǎng).銀C.銅D.鋅3.據(jù)估計，全世界每年因生銹損失的鋼鐵，約占世界年產量的四分之一，為探究鋼鐵銹蝕的原因，某探究性學習小組進行了如右上圖所示實驗。數(shù)天后，只有試管Ⅰ中的鐵釘在水面處生銹比較明顯。則下列結論錯誤的是（）A.常溫下，鐵和氧氣不易發(fā)生反應B.常溫下，鐵和水不易發(fā)生反應C.常溫下，鐵和氧氣、水不易發(fā)生反應D.鐵的防銹原理是使鐵隔絕空氣和水4.(2020?雅安)下列措施中，不能防止金屬制品銹蝕的是（）A.在表面刷漆B.改用不銹鋼C.在表面鍍鉻D.用濕布擦拭5.(2020?廣州)鐵制品通常比鋁制品更容易銹蝕，下列說法正確的是（）A.鐵的金屬活動性比鋁強B.鋁在自然界中以單質形式存在C.銹蝕的鐵制品無回收價值D.自行車鏈條涂油有防銹作用6.如下圖所示，將足量的鐵粉用水均勻地粘在試管內壁上，將試管倒立在裝有水的燒杯中。實驗過程中，觀察到試管內液面緩慢上升。下列分析錯誤的是（）A.水能進入試管的最大體積約為試管容積的1/5B.該鐵粉在試管內發(fā)生了氧化反應C.這一實驗可以驗證空氣的組成不是單一的D.如把該鐵粉改為木炭粉，兩者的現(xiàn)象完全相同7.某化學小組用一定量AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液加入銅粉和鋅粉，充分反應后過濾，得到溶液甲和固體乙，如圖所示，則：①溶液甲中一定含有Al(NO3)3和Zn((NO3)2②固體乙中一定含有Ag，可能含有Cu和Zn③若溶液甲中插入潔凈的鐵絲，鐵絲表面附著有固體，則溶液甲中一定有Cu(NO3)2④向固體乙上滴加鹽酸有氣泡產生，則溶液甲中一定沒有AgNO3和Cu(NO3)2上述四種說法正確的個數(shù)為（）A.1個B.2個C.3個D.4個8.小婧做探究性實驗：用稱量法測定鐵在O2中燃燒的產物，發(fā)現(xiàn)5.6g鐵在足量的O2中燃燒得到7.82g固體。小婧排除了其他因素可能產生的誤差，則她得到的固體產物可能是（）A.Fe3O4和Fe的混合物B.Fe3O4和FeO的混合物C.Fe3O4、FeO和Fe的混合物D.Fe3O4和Fe2O3的混合物9.下列現(xiàn)象和事實，可用金屬活動性作合理解釋的是（）①金屬鎂在空氣中比鋁更容易燃燒，說明鎂比鋁的活動性強②金屬鋁比金屬鋅更耐腐蝕，說明鋅比鋁的活動性強③用硫酸銅、石灰水配制農藥波爾多液時，不能用鐵制容器盛放④盡管金屬的種類很多，但在自然界中，僅有少數(shù)金屬(銀、鉑、金)以單質形式存在A.①②B.①③④C.③④D.①②③④10.某科學興趣小組用如圖所示實驗探究鐵生銹的條件（每支試管中均放有完全相同的潔凈鐵釘）。（1）甲同學認為，試管A中發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水共同作用的結果。乙同學不同意他的觀點，認為必須全面觀察試管（填試管編號）發(fā)生的現(xiàn)象，并經過科學嚴謹?shù)耐评恚拍艿贸錾鲜鼋Y論。（2）試管D和E的實驗目的是進一步探究鐵在的環(huán)境中是否更容易銹蝕。（3）寫出一種防止鐵生銹的方法：。11.人們常說的“五金”是指：金、銀、銅、鐵、錫。根據(jù)所學知識回答：(1)“真金不怕火煉”說明金即使在高溫下也不與__________反應。(2)黃銅片(銅鋅合金)和銅片相互刻畫，在銅片上留下刻痕，說明黃銅片的硬度比銅片的硬度__________(填“大”或“小”)。(3)鐵制容器不能用來盛放農藥波爾多液(主要成分是硫酸銅和氫氧化鈣)，用化學方程式表示其原因：____________________。(4)防止金屬腐蝕是保護金屬資源的有效途徑之一，寫出一種防止鐵制品生銹的具體方法：______________________________。12.運用酸、堿、鹽的性質可以解決工業(yè)生產中的許多問題。(1)工業(yè)上常選用__________(填物質名稱)來除去鐵銹。(2)某工廠向含有AgNO3、Cu(NO3)2的廢水中加入一定量的鋅粉(Zn)以回收金屬，充分反應后，得到的金屬組成可能有哪幾種情況?__________________________________________________。13.根據(jù)下列物質間的轉化關系回答：其中化合物A為黑色固體，化合物C由兩種元素組成。寫化學式：單質乙__________；化合物A__________；化合物B可能是__________?！景l(fā)散思維練】14.(2021?嘉興海寧期中)如圖是探究鐵釘銹蝕條件的4個實驗，一段時間后觀察現(xiàn)象。下列說法錯誤的是（）A.生銹最快的是④中的鐵釘B.①②對比說明鐵生銹需要空氣，①③對比說明鐵生銹需要水C.③中附著在棉花上的氯化鈣的作用是作干燥劑D.①中一段時間后，鐵釘會由下至上出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象15.如圖為某化學興趣小組同學設計的觀察鐵制品銹蝕的實驗裝置，下列敘述正確的是（）①一段時間后，鐵絲會由下至上出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象②一段時間后，水面處鐵絲銹蝕嚴重③一段時間后，塑料瓶會膨脹，因為鐵生銹要放熱④一段時間后，塑料瓶會變癟，因為鐵生銹要消耗氧氣A.①③B.②④C.②③D.①④16.銅銹蝕時氧氣和水一定參與了反應，為了探究二氧化碳是否參與了反應，需要進行的實驗是（）A.甲和乙B.甲和丁C.乙和丁D.丙和丁17.如圖所示，將除去鐵銹的細鐵絲網(wǎng)放在錐形瓶中，加入3~4mL的食鹽水潤濕鐵絲網(wǎng)，塞緊帶導管的單孔塞，導管的一端伸入紅色的水中，2~3min后，可以觀察到的現(xiàn)象是（）A.鐵絲網(wǎng)全部溶解了B.錐形瓶中溶液變藍色C.導管末端有氣泡冒出D.導管中有一小段紅色水柱上升18.下列關于金屬材料的說法不正確的是（）A.常溫下，鋁能與空氣中的氧氣反應，在其表面生成致密的氧化鋁薄膜B.鐵在干燥的空氣中容易生銹C.硬鋁(鋁合金)的硬度大于純鋁D.金屬資源的回收利用既保護了環(huán)境，又節(jié)約了金屬資源19.下列現(xiàn)象和事實可用金屬活動性解釋的是（）①金屬鎂在空氣中比鋁更容易燃燒，說明鎂比鋁的活動性強②金屬鋁比金屬鋅更耐腐蝕，說明鋅比鋁的活動性強③用硫酸銅、石灰水配制農藥波爾多液時，不能用鐵制容器盛放④盡管金屬的種類很多，但在自然界中，僅有少數(shù)金屬(銀、鉑、金)以單質形式存在A.①②B.①③④C.③④D.①②③④20.大多數(shù)金屬材料在空氣中都會生銹，銅銹的主要成分是銅綠[Cu2(OH)2CO3]。某同學利用下圖所示的實驗一進行實驗，研究銅在空氣中生銹的條件。一個月后該同學發(fā)現(xiàn)B裝置中的銅絲生銹了，而A、C裝置中的銅絲無明顯變化。試回答下列問題：(1)同學得出結論說：“銅生銹的原因是銅與空氣中的氧氣和水相互作用?！痹撏瑢W得出的結論正確嗎?__________，你認為影響銅生銹的因素還可能有____________________。(2)為了驗證你的判斷，現(xiàn)給你提供上圖實驗二所示的裝置，從左到右每個儀器所盛放的試劑依次為__________、__________和__________。21.(2020?臺州模擬)金屬防腐是科學研究的重大課題。學習小組以鐵的腐蝕為項目進行如下研究?！菊J識鐵的腐蝕】(1)下列環(huán)境中的鐵制品最容易生銹的是______(填字母)。a.未擦干的鐵鍋b.鍍鉻的門把手c.盛水的不銹鋼水杯(2)每年因銹蝕浪費掉的鐵制品數(shù)量驚人，鐵柵欄常采取的防銹措施是______________。(3)鐵銹的主要成分是Fe2O3?xH2O，其中鐵元素的化合價是_________?！咎骄胯F的腐蝕】(4)該小組用如圖甲裝置進行實驗，起始時量筒內水面處于50mL刻度處，之后水面緩慢上升。幾天后水面最終處于約________(填“40”或“10”)mL刻度處，原因是________________________________?！就卣固骄俊?5)小強同學進行如下實驗：取鐵釘用砂紙打磨，稱其質量，按如圖乙安裝裝置，放置3天，再取出鐵釘稱量。在不同溫度下重復上述實驗，得到鐵釘質量增加情況如下表。溫度/℃10203040506070鐵釘質量增加/g0.020.040.080.1610.180.1810.18小強同學的實驗是探究______________因素對鐵釘腐蝕快慢的影響，結論是_______________________________________________________________?！竞诵乃仞B(yǎng)練】22.(變化觀念與平衡思想)在鹽酸除鐵銹的實驗中，我們常會發(fā)現(xiàn)生銹的鐵釘表面有一些氣泡產生。氣泡是怎么產生的?針對這一問題，同學們提出了有關假設，并設計了如圖甲所示的實驗方案進行探究。實驗時，觀察到放有鐵的試管中有氣泡產生，而另一試管中沒有，從而驗證了自己的假設是成立的。(1)分析上述實驗，你認為同學們建立的假設是__________________________________________。(2)有同學認為上述實驗不夠嚴謹，溶液中的水可能會對實驗產生影響。于是他們又進行了對照實驗，請你在右上圖的虛線框中用圖示的形式將圖乙的對照實驗補充完整。(3)還有同學想：氣體會不會是鐵銹與水反應產生的?他認為還要補充一個鐵銹與水反應的實驗，你覺得有沒有必要?______________________________________________________________________。23.(變化觀念與平衡思想)久置的銅制品表面能生成綠色的銅銹[主要成分為Cu2(OH)2CO3]，某化學興趣小組對銅生銹的條件進行了以下探究?！咎岢霾孪搿扛鶕?jù)銅銹的組成元素推測，銅生銹可能是銅與空氣中的二氧化碳、水等物質反應的結果?！緦嶒炘O計】興趣小組同學取打磨光量的銅絲，設計了如圖所示的四個實驗。【現(xiàn)象分析】若干天后，發(fā)現(xiàn)只有D瓶中的銅絲出現(xiàn)綠色的銅銹，其他瓶中的銅絲均無銅銹出現(xiàn)。(1)實驗B、C瓶中所使用的蒸餾水是經煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，其目的是______________。(2)B瓶與D瓶中的現(xiàn)象對比，可以得出的結論是____________________________?！緦嶒灲Y論】由上述四個實驗可分析得出，銅生銹是銅與空氣中的______________共同作用的結果?！就卣固骄俊恳凿P蝕嚴重的廢銅屑為原料，回收制取純銅。查閱資料：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+3H2O+CO2↑；Cu2(OH)2CO3===2CuO+H2O+CO2↑。如圖是該興趣小組設計的兩種回收銅的實驗方案：【分析評價】(3)步驟Ⅲ、Ⅳ、V都需要進行的實驗操作是____________，該操作中玻璃棒的作用是____________。(4)步驟Ⅱ過程發(fā)生反應的化學方程式為________________________，此實驗開始時要先通一段時間CO再加熱，目的是____________________________________。(5)同一份廢銅屑分別通過上述兩種方案最終得到的銅的質量：方案一____________(填“>”“=”或“<”)方案二，以上兩種方案中，方案二優(yōu)于方案一，理由是____________________________________(任答一點)。24.金屬材料在生產、生活中有著廣泛的應用，人類的生產和生活都離不開金屬。(1)新型材料納米級鐵粉具有廣泛的用途，它比普通鐵粉更易與氧氣反應，其制備的主要流程如下圖所示。高溫反應器中反應的化學方程式為______________________________；反應前需向反應器中通入氮氣，目的是____________________。(2)金屬活動性順序有重要的應用。銅、鋁、鐵為日常生活中常見的金屬，某化學興趣小組的同學在探究鋁、銅、鐵三種金屬的有關性質時，進行了下圖的實驗：在A實驗中發(fā)生反應的化學方程式為______________________________；將A實驗結束后①、②試管內的物質倒入燒杯中，發(fā)現(xiàn)燒杯中的紅色固體物質明顯增多，其原因是____________________，一段時間后過濾，濾液中的溶質一定有__________(填化學式)。(3)某同學在一定質量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應后，他對反應過程進行了分析，得到了以下幾個圖像(橫坐標表示加入鐵的質量)，其中錯誤的是_____