第2章物質(zhì)轉(zhuǎn)化與材料利用2.23金屬的化學(xué)性質(zhì)（三）防止金屬腐蝕的方法目錄TOC\o"13"\h\z\u 1 2 2 3【基礎(chǔ)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(wú)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(zhì)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。【注意】鐵銹是一種疏松易吸水的物質(zhì)，鐵生銹后如果沒(méi)有除銹，會(huì)加速鐵的銹蝕。因此鐵制品要除銹后再涂保護(hù)層。鋁制品表面有一層致密氧化鋁保護(hù)膜，不需要再涂保護(hù)層。實(shí)驗(yàn)探究：鐵生銹條件的探究實(shí)驗(yàn)裝置：實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：如圖所示試管B中的水必須是經(jīng)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(yīng)放入干燥劑，吸收空氣中的水蒸氣。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：一周后，A中鐵釘生銹，在水面附近處銹蝕最嚴(yán)重，B、C試管中的鐵釘沒(méi)有生銹。實(shí)驗(yàn)分析：A試管中的鐵釘同時(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)論：鐵與水、氧氣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生銹。實(shí)驗(yàn)拓展：鐵若遇酸、食鹽溶液等會(huì)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。【常考】能說(shuō)出金屬銹蝕的條件以及防止金屬腐蝕的簡(jiǎn)單方法【例】我國(guó)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(dǎo)電性B.金屬的耐腐蝕性C.金屬的硬度D.金屬價(jià)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(xiě)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(yīng)：Ni+H2SO4===NiSO4+H2↑Fe+NiCl2——Ni+FeC2三種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)_____________________(用元素符號(hào)表示)。(5)某同學(xué)向分別盛有等質(zhì)量的鎳粉和鐵片的試管中，倒入等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。有的同學(xué)認(rèn)為這種方案不夠合理，理由是______________________。【基礎(chǔ)鞏固練】1.(2020?湘西)建國(guó)以來(lái)，中國(guó)航運(yùn)經(jīng)濟(jì)取得迅猛發(fā)展，現(xiàn)在已成為航運(yùn)大國(guó)，正向航運(yùn)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。為保證船舶的使用壽命，船舶要進(jìn)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(tái)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(hù)鐵質(zhì)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(jì)，全世界每年因生銹損失的鋼鐵，約占世界年產(chǎn)量的四分之一，為探究鋼鐵銹蝕的原因，某探究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如右上圖所示實(shí)驗(yàn)。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(jié)論錯(cuò)誤的是（）A.常溫下，鐵和氧氣不易發(fā)生反應(yīng)B.常溫下，鐵和水不易發(fā)生反應(yīng)C.常溫下，鐵和氧氣、水不易發(fā)生反應(yīng)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(shuō)法正確的是（）A.鐵的金屬活動(dòng)性比鋁強(qiáng)B.鋁在自然界中以單質(zhì)形式存在C.銹蝕的鐵制品無(wú)回收價(jià)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(nèi)壁上，將試管倒立在裝有水的燒杯中。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，觀察到試管內(nèi)液面緩慢上升。下列分析錯(cuò)誤的是（）A.水能進(jìn)入試管的最大體積約為試管容積的1/5B.該鐵粉在試管內(nèi)發(fā)生了氧化反應(yīng)C.這一實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)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(xué)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(yīng)后過(guò)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(chǎn)生，則溶液甲中一定沒(méi)有AgNO3和Cu(NO3)2上述四種說(shuō)法正確的個(gè)數(shù)為（）A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)8.小婧做探究性實(shí)驗(yàn)：用稱量法測(cè)定鐵在O2中燃燒的產(chǎn)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(chǎn)生的誤差，則她得到的固體產(chǎn)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(shí)，可用金屬活動(dòng)性作合理解釋的是（）①金屬鎂在空氣中比鋁更容易燃燒，說(shuō)明鎂比鋁的活動(dòng)性強(qiáng)②金屬鋁比金屬鋅更耐腐蝕，說(shuō)明鋅比鋁的活動(dòng)性強(qiáng)③用硫酸銅、石灰水配制農(nóng)藥波爾多液時(shí)，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(zhì)形式存在A.①②B.①③④C.③④D.①②③④10.某科學(xué)興趣小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)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(xué)認(rèn)為，試管A中發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說(shuō)明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水共同作用的結(jié)果。乙同學(xué)不同意他的觀點(diǎn)，認(rèn)為必須全面觀察試管（填試管編號(hào)）發(fā)生的現(xiàn)象，并經(jīng)過(guò)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评恚拍艿贸錾鲜鼋Y(jié)論。（2）試管D和E的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖沁M(jìn)一步探究鐵在的環(huán)境中是否更容易銹蝕。（3）寫(xiě)出一種防止鐵生銹的方法：。11.人們常說(shuō)的“五金”是指：金、銀、銅、鐵、錫。根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答：(1)“真金不怕火煉”說(shuō)明金即使在高溫下也不與__________反應(yīng)。(2)黃銅片(銅鋅合金)和銅片相互刻畫(huà)，在銅片上留下刻痕，說(shuō)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(lái)盛放農(nóng)藥波爾多液(主要成分是硫酸銅和氫氧化鈣)，用化學(xué)方程式表示其原因：____________________。(4)防止金屬腐蝕是保護(hù)金屬資源的有效途徑之一，寫(xiě)出一種防止鐵制品生銹的具體方法：______________________________。12.運(yùn)用酸、堿、鹽的性質(zhì)可以解決工業(yè)生產(chǎn)中的許多問(wèn)題。(1)工業(yè)上常選用__________(填物質(zhì)名稱)來(lái)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(yīng)后，得到的金屬組成可能有哪幾種情況?__________________________________________________。13.根據(jù)下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)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(xiě)化學(xué)式：?jiǎn)钨|(zhì)乙__________；化合物A__________；化合物B可能是__________。【發(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(gè)實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后觀察現(xiàn)象。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.生銹最快的是④中的鐵釘B.①②對(duì)比說(shuō)明鐵生銹需要空氣，①③對(duì)比說(shuō)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(shí)間后，鐵釘會(huì)由下至上出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象15.如圖為某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)的觀察鐵制品銹蝕的實(shí)驗(yàn)裝置，下列敘述正確的是（）①一段時(shí)間后，鐵絲會(huì)由下至上出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象②一段時(shí)間后，水面處鐵絲銹蝕嚴(yán)重③一段時(shí)間后，塑料瓶會(huì)膨脹，因?yàn)殍F生銹要放熱④一段時(shí)間后，塑料瓶會(huì)變癟，因?yàn)殍F生銹要消耗氧氣A.①③B.②④C.②③D.①④16.銅銹蝕時(shí)氧氣和水一定參與了反應(yīng)，為了探究二氧化碳是否參與了反應(yīng)，需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)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(xì)鐵絲網(wǎng)放在錐形瓶中，加入3~4mL的食鹽水潤(rùn)濕鐵絲網(wǎng)，塞緊帶導(dǎo)管的單孔塞，導(dǎo)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(lán)色C.導(dǎo)管末端有氣泡冒出D.導(dǎo)管中有一小段紅色水柱上升18.下列關(guān)于金屬材料的說(shuō)法不正確的是（）A.常溫下，鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)，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(hù)了環(huán)境，又節(jié)約了金屬資源19.下列現(xiàn)象和事實(shí)可用金屬活動(dòng)性解釋的是（）①金屬鎂在空氣中比鋁更容易燃燒，說(shuō)明鎂比鋁的活動(dòng)性強(qiáng)②金屬鋁比金屬鋅更耐腐蝕，說(shuō)明鋅比鋁的活動(dòng)性強(qiáng)③用硫酸銅、石灰水配制農(nóng)藥波爾多液時(shí)，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(zhì)形式存在A.①②B.①③④C.③④D.①②③④20.大多數(shù)金屬材料在空氣中都會(huì)生銹，銅銹的主要成分是銅綠[Cu2(OH)2CO3]。某同學(xué)利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究銅在空氣中生銹的條件。一個(gè)月后該同學(xué)發(fā)現(xiàn)B裝置中的銅絲生銹了，而A、C裝置中的銅絲無(wú)明顯變化。試回答下列問(wèn)題：(1)同學(xué)得出結(jié)論說(shuō)：“銅生銹的原因是銅與空氣中的氧氣和水相互作用。”該同學(xué)得出的結(jié)論正確嗎?__________，你認(rèn)為影響銅生銹的因素還可能有____________________。(2)為了驗(yàn)證你的判斷，現(xiàn)給你提供上圖實(shí)驗(yàn)二所示的裝置，從左到右每個(gè)儀器所盛放的試劑依次為_(kāi)_________、__________和__________。21.(2020?臺(tái)州模擬)金屬防腐是科學(xué)研究的重大課題。學(xué)習(xí)小組以鐵的腐蝕為項(xiàng)目進(jìn)行如下研究。【認(rèn)識(shí)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(mén)把手c.盛水的不銹鋼水杯(2)每年因銹蝕浪費(fèi)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(jià)是_________。【探究鐵的腐蝕】(4)該小組用如圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，起始時(shí)量筒內(nèi)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________________________________。【拓展探究】(5)小強(qiáng)同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取鐵釘用砂紙打磨，稱其質(zhì)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(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到鐵釘質(zhì)量增加情況如下表。溫度/℃10203040506070鐵釘質(zhì)量增加/g0.020.040.080.1610.180.1810.18小強(qiáng)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是探究______________因素對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響，結(jié)論是_______________________________________________________________。【核心素養(yǎng)練】22.(變化觀念與平衡思想)在鹽酸除鐵銹的實(shí)驗(yàn)中，我們常會(huì)發(fā)現(xiàn)生銹的鐵釘表面有一些氣泡產(chǎn)生。氣泡是怎么產(chǎn)生的?針對(duì)這一問(wèn)題，同學(xué)們提出了有關(guān)假設(shè)，并設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察到放有鐵的試管中有氣泡產(chǎn)生，而另一試管中沒(méi)有，從而驗(yàn)證了自己的假設(shè)是成立的。(1)分析上述實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為同學(xué)們建立的假設(shè)是__________________________________________。(2)有同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，溶液中的水可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。于是他們又進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你在右上圖的虛線框中用圖示的形式將圖乙的對(duì)照實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完整。(3)還有同學(xué)想：氣體會(huì)不會(huì)是鐵銹與水反應(yīng)產(chǎn)生的?他認(rèn)為還要補(bǔ)充一個(gè)鐵銹與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，你覺(jué)得有沒(méi)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(xué)興趣小組對(duì)銅生銹的條件進(jìn)行了以下探究。【提出猜想】根據(jù)銅銹的組成元素推測(cè)，銅生銹可能是銅與空氣中的二氧化碳、水等物質(zhì)反應(yīng)的結(jié)果。【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】興趣小組同學(xué)取打磨光量的銅絲，設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)。【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(wú)銅銹出現(xiàn)。(1)實(shí)驗(yàn)B、C瓶中所使用的蒸餾水是經(jīng)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(duì)比，可以得出的結(jié)論是____________________________。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】由上述四個(gè)實(shí)驗(yàn)可分析得出，銅生銹是銅與空氣中的______________共同作用的結(jié)果。【拓展探究】以銹蝕嚴(yán)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(shè)計(jì)的兩種回收銅的實(shí)驗(yàn)方案：【分析評(píng)價(jià)】(3)步驟Ⅲ、Ⅳ、V都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是____________，該操作中玻璃棒的作用是____________。(4)步驟Ⅱ過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________，此實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)要先通一段時(shí)間CO再加熱，目的是____________________________________。(5)同一份廢銅屑分別通過(guò)上述兩種方案最終得到的銅的質(zhì)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(diǎn))。24.金屬材料在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，人類的生產(chǎn)和生活都離不開(kāi)金屬。(1)新型材料納米級(jí)鐵粉具有廣泛的用途，它比普通鐵粉更易與氧氣反應(yīng)，其制備的主要流程如下圖所示。高溫反應(yīng)器中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________；反應(yīng)前需向反應(yīng)器中通入氮?dú)猓康氖莀___________________。(2)金屬活動(dòng)性順序有重要的應(yīng)用。銅、鋁、鐵為日常生活中常見(jiàn)的金屬，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在探究鋁、銅、鐵三種金屬的有關(guān)性質(zhì)時(shí)，進(jìn)行了下圖的實(shí)驗(yàn)：在A實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________；將A實(shí)驗(yàn)結(jié)束后①、②試管內(nèi)的物質(zhì)倒入燒杯中，發(fā)現(xiàn)燒杯中的紅色固體物質(zhì)明顯增多，其原因是____________________，一段時(shí)間后過(guò)濾，濾液中的溶質(zhì)一定有__________(填化學(xué)式)。(3)某同學(xué)在一定質(zhì)量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)后，他對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了分析，得到了以下幾個(gè)圖像(橫坐標(biāo)表示加入鐵的質(zhì)量)，其中錯(cuò)誤的是_____