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第三节　钢铁的锈蚀与防护
INCLUDEPICTURE "理新知·自主预习.TIF" INCLUDEPICTURE "理新知·自主预习.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "一.TIF" INCLUDEPICTURE "一.TIF" \* MERGEFORMAT 导致钢铁锈蚀的因素
1．金属锈蚀条件的探究：
(1)【实验目的】：通过实验，探究钢铁制品锈蚀的条件。
(2)实验装置。
(3)实验步骤。
① ② ③ ④ ⑤
立即观察 无明显现象 无明显现象 无明显现象 无明显现象 无明显现象
1天后观察 无明显现象 无明显现象 与水面相接触的部分产生铁锈 与食盐水液面相接触的部分锈蚀严重 整枚铁钉表面布满了铁锈
3天后观察 无明显现象 无明显现象 与水面相接触的部分产生较多铁锈，其余部分也出现锈斑 整枚铁钉已严重锈蚀 整枚铁钉已严重锈蚀
1周后观察 无明显现象 无明显现象 整枚铁钉严重锈蚀 整枚铁钉变成一堆暗红色的铁锈粉末，沉在试管底 整枚铁钉表面覆盖了一层很厚的铁锈
(4)通过试管①、②可知，铁钉在__ __时，不易生锈；对比试管③可知，钢铁锈蚀与__ __有关；试管④和试管⑤说明了__ __都会影响钢铁的锈蚀。
(5)实验结论：铁在空气中锈蚀，是铁跟__ __、__ __等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，是铁转化为铁的化合物的过程，同时钢铁的成分、环境的温度、湿度和酸碱性也是影响钢铁锈蚀的因素。
2．铁锈的成分及其特点：
铁锈(主要成分为__ __)__ __，会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速钢铁的锈蚀。因此，当铁制品表面生锈时，应及时__ __并做防锈处理。
, INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【生活链接】
相同的铁栏杆，为什么安装在南方沿海地区比安装在北方更容易生锈？
INCLUDEPICTURE "二.TIF" INCLUDEPICTURE "二.TIF" \* MERGEFORMAT 减缓钢铁锈蚀的方法
1．在金属表面覆盖保护层(涂刷__ __或__ __，覆盖搪瓷或塑料等)。
2．镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。
3．改变金属的组成和结构(制成合金)。
INCLUDEPICTURE "三.TIF" INCLUDEPICTURE "三.TIF" \* MERGEFORMAT 废旧金属的回收利用
1．废旧金属的危害：
既造成了环境污染又浪费了有限的金属资源。
2．回收利用废旧金属的意义：
既可以保护环境，又能节约资源和能源。
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【生活链接】
为延长食品保质期，可在有些食品袋中放入铁粉双吸剂。你知道它的作用吗？
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【特别提醒】
　设置探究实验，验证铁的锈蚀条件至少设置以下几个实验：
①铁在干燥的空气中。
②铁全部在水中。
③铁既与空气接触，又同时与水接触。
其中①②铁不生锈，③铁生锈。
通过①③对比确定铁的锈蚀条件为水，通过②③对比确定铁的锈蚀条件为氧气。
INCLUDEPICTURE "研重点·典例突破.TIF" INCLUDEPICTURE "研重点·典例突破.TIF" \* MERGEFORMAT 　
知识点　铁制品的锈蚀与防护
【典例】(2020·怀化中考)港珠澳大桥的桥、岛、隧道以及“雪龙2号”的船身等主要由金属材料制成。下列金属防护措施不正确的是( )
A．在金属制品表面镀保护层
B．改变金属结构制成合金使用
C．在金属制品表面涂油漆
D．用稀盐酸定期清洗金属制品
　 INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【归纳总结】防止铁生锈常采用的方法：
(1)干：保持铁制品表面洁净和干燥。
(2)膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，在机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。
(3)镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。
(4)烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。
(5)改：改善金属的本质，添加合金元素，如在铁制品中加入镍制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【变式训练】
　下列有关金属材料的说法错误的是( )
A．在潮湿的空气中铁易生锈
B．金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一
C．铝和金都有很好的抗腐蚀性，是因为二者的化学性质都很稳定
D．高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来
INCLUDEPICTURE "锻能力·梯级评价.TIF" INCLUDEPICTURE "锻能力·梯级评价.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "知识达标.TIF" INCLUDEPICTURE "知识达标.TIF" \* MERGEFORMAT
1．下列说法正确的是( )
A．铁是地壳中含量最多的金属元素
B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈
C．多数合金的熔点高于它的成分金属
D．铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝不活泼
2．为了减缓铁制品的锈蚀，下列做法不当的是( )
A．在铁制品的表面喷涂油漆
B．洗净铁制品表面的油膜
C．将使用后的菜刀用布擦干
D．在铁制品表面镀上一层锌
3．关于金属材料的锈蚀说法不一，下列说法中，没有科学道理的是( )
A．金属经常接触水和空气锈蚀加快
B．改变金属的内部结构能抵御金属锈蚀
C．金属表面刷油漆可以抵御金属锈蚀
D．不断擦去铝表面的锈能抵御铝的继续锈蚀
4．下列与金属材料有关的说法中，正确的是( )
A．黄铜片比铜片硬度小
B．钢的性能优良，是很纯的铁
C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快
D．为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆
5．学习金属单元后，小强知道了铁是当今世界用量最多的金属，而每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。于是小强对金属铁的相关知识展开了探究性学习。
(1)如图，小强将一根长20 cm的光亮的铁棒放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几天后，他发现__ __(填序号)处最先出现铁锈，小强结合书本知识知道，铁生锈实际是铁和__ __、__ __等物质发生反应的过程。
(2)小强来到已停产的企业厂房，看到许多机械设备上已锈迹斑斑，他马上想到可以用稀盐酸将铁锈(主要成分Fe2O3)除去，该反应的化学方程式为__ __。
去锈后为防止机械设备进一步锈蚀，小强想到的一种防护方法是__ __。
INCLUDEPICTURE "能力提升.TIF" INCLUDEPICTURE "能力提升.TIF" \* MERGEFORMAT
1．新中国成立以来，中国航运经济取得迅猛发展，现在已成为航运大国，正向航运强国迈进。为保证船舶的使用寿命，船舶要进行防锈处理，下列防锈措施不可行的是( )
A．刷防锈漆
B．用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶的零部件
C．给某些部位涂油
D．船体表面镀一层黄金
2．(2020·日照中考)如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是( )
A.①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
B．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水
C．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂
D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
3．(2021·邵阳中考)2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是( )
A．黄铜的硬度比纯铜的大
B．生铁的含碳量比钢的高
C．生锈的铁制品没有回收价值
D．铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
4．(2021·深圳中考)下列说法错误的是( )
A.铁钉是由铁合金制成的
B．根据甲图，铁钉生锈过程中O2体积不变
C．根据甲图，铁钉在潮湿环境更容易生锈
D．根据乙图，铁钉生锈过程中温度升高
5．近年来，我国高铁飞速发展，已成为世界上唯一高铁成网运行的国家。请回答下列问题。
(1)高铁电路多用铜质导线，这是利用了铜的延展性和__ __性。
(2)高铁刹车片由合金锻钢制作，时速300公里以上的列车紧急制动时，轮毂盘面和刹车片的温度瞬间达到700 ℃以上，合金锻钢应该具备耐磨和__ __等特性。
(3)建造高铁需要消耗大量的铝、铁等金属。工业炼铁的原理是氧化铁(Fe2O3)和一氧化碳在高温条件下反应，其化学方程式为__ __。
(4)车身表面烤漆不仅美观，还能起到防锈的作用，其防锈的原理是__ __。
(5)目前世界上已有50%以上的铁得到了回收利用。回收利用废旧金属的社会意义是__ __(写出一条即可)。
INCLUDEPICTURE "素养培优.TIF" INCLUDEPICTURE "素养培优.TIF" \* MERGEFORMAT
　(2021·河北模拟)U形玻璃管是常见的化学仪器(如图所示)，在实验中有广泛的应用。
(1)借助U形玻璃管探究钢铁锈蚀的条件，如图甲所示。一段时间后观察到潮湿的钢丝棉有明显锈迹，浸没在刚冷却的凉开水中的钢丝棉没有锈迹，此现象说明__ __。
(2)借助U形玻璃管粗略测定空气里氧气的含量，如图乙所示。得出空气中氧气约占空气总体积的五分之一的实验现象是__ __，产生此现象的原因是__ __。
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- 9 -第三节　钢铁的锈蚀与防护
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INCLUDEPICTURE "一.TIF" INCLUDEPICTURE "一.TIF" \* MERGEFORMAT 导致钢铁锈蚀的因素
1．金属锈蚀条件的探究：
(1)【实验目的】：通过实验，探究钢铁制品锈蚀的条件。
(2)实验装置。
(3)实验步骤。
① ② ③ ④ ⑤
立即观察 无明显现象 无明显现象 无明显现象 无明显现象 无明显现象
1天后观察 无明显现象 无明显现象 与水面相接触的部分产生铁锈 与食盐水液面相接触的部分锈蚀严重 整枚铁钉表面布满了铁锈
3天后观察 无明显现象 无明显现象 与水面相接触的部分产生较多铁锈，其余部分也出现锈斑 整枚铁钉已严重锈蚀 整枚铁钉已严重锈蚀
1周后观察 无明显现象 无明显现象 整枚铁钉严重锈蚀 整枚铁钉变成一堆暗红色的铁锈粉末，沉在试管底 整枚铁钉表面覆盖了一层很厚的铁锈
(4)通过试管①、②可知，铁钉在__只与氧气或水接触__时，不易生锈；对比试管③可知，钢铁锈蚀与__氧气和水__有关；试管④和试管⑤说明了__盐溶液与酸溶液__都会影响钢铁的锈蚀。
(5)实验结论：铁在空气中锈蚀，是铁跟__氧气__、__水__等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，是铁转化为铁的化合物的过程，同时钢铁的成分、环境的温度、湿度和酸碱性也是影响钢铁锈蚀的因素。
2．铁锈的成分及其特点：
铁锈(主要成分为__Fe2O3__)__疏松多孔__，会把空气和水分保留在钢铁制品的表面，进一步加速钢铁的锈蚀。因此，当铁制品表面生锈时，应及时__除锈__并做防锈处理。
, INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【生活链接】
相同的铁栏杆，为什么安装在南方沿海地区比安装在北方更容易生锈？
提示：铁在潮湿的空气中与水和氧气同时接触容易生锈，南方沿海地区的湿度较大且温度要高一些，所以比北方更容易生锈。
INCLUDEPICTURE "二.TIF" INCLUDEPICTURE "二.TIF" \* MERGEFORMAT 减缓钢铁锈蚀的方法
1．在金属表面覆盖保护层(涂刷__矿物油__或__油漆__，覆盖搪瓷或塑料等)。
2．镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。
3．改变金属的组成和结构(制成合金)。
INCLUDEPICTURE "三.TIF" INCLUDEPICTURE "三.TIF" \* MERGEFORMAT 废旧金属的回收利用
1．废旧金属的危害：
既造成了环境污染又浪费了有限的金属资源。
2．回收利用废旧金属的意义：
既可以保护环境，又能节约资源和能源。
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【生活链接】
为延长食品保质期，可在有些食品袋中放入铁粉双吸剂。你知道它的作用吗？
提示：铁粉在生锈过程中吸收氧气和水蒸气，既能保持食品干燥，又能隔绝氧气防腐。
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【特别提醒】
　设置探究实验，验证铁的锈蚀条件至少设置以下几个实验：
①铁在干燥的空气中。
②铁全部在水中。
③铁既与空气接触，又同时与水接触。
其中①②铁不生锈，③铁生锈。
通过①③对比确定铁的锈蚀条件为水，通过②③对比确定铁的锈蚀条件为氧气。
INCLUDEPICTURE "研重点·典例突破.TIF" INCLUDEPICTURE "研重点·典例突破.TIF" \* MERGEFORMAT 　
知识点　铁制品的锈蚀与防护
【典例】(2020·怀化中考)港珠澳大桥的桥、岛、隧道以及“雪龙2号”的船身等主要由金属材料制成。下列金属防护措施不正确的是(D)
A．在金属制品表面镀保护层
B．改变金属结构制成合金使用
C．在金属制品表面涂油漆
D．用稀盐酸定期清洗金属制品
　 INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【归纳总结】防止铁生锈常采用的方法：
(1)干：保持铁制品表面洁净和干燥。
(2)膜：在铁制品表面覆盖保护膜，如在车、船的表面喷涂油漆，在机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。
(3)镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。
(4)烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。
(5)改：改善金属的本质，添加合金元素，如在铁制品中加入镍制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。
INCLUDEPICTURE "标.TIF" INCLUDEPICTURE "标.TIF" \* MERGEFORMAT 【变式训练】
　下列有关金属材料的说法错误的是(C)
A．在潮湿的空气中铁易生锈
B．金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一
C．铝和金都有很好的抗腐蚀性，是因为二者的化学性质都很稳定
D．高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来
INCLUDEPICTURE "锻能力·梯级评价.TIF" INCLUDEPICTURE "锻能力·梯级评价.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "知识达标.TIF" INCLUDEPICTURE "知识达标.TIF" \* MERGEFORMAT
1．下列说法正确的是(B)
A．铁是地壳中含量最多的金属元素
B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈
C．多数合金的熔点高于它的成分金属
D．铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝不活泼
2．为了减缓铁制品的锈蚀，下列做法不当的是(B)
A．在铁制品的表面喷涂油漆
B．洗净铁制品表面的油膜
C．将使用后的菜刀用布擦干
D．在铁制品表面镀上一层锌
3．关于金属材料的锈蚀说法不一，下列说法中，没有科学道理的是(D)
A．金属经常接触水和空气锈蚀加快
B．改变金属的内部结构能抵御金属锈蚀
C．金属表面刷油漆可以抵御金属锈蚀
D．不断擦去铝表面的锈能抵御铝的继续锈蚀
4．下列与金属材料有关的说法中，正确的是(D)
A．黄铜片比铜片硬度小
B．钢的性能优良，是很纯的铁
C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快
D．为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆
5．学习金属单元后，小强知道了铁是当今世界用量最多的金属，而每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。于是小强对金属铁的相关知识展开了探究性学习。
(1)如图，小强将一根长20 cm的光亮的铁棒放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几天后，他发现__B__(填序号)处最先出现铁锈，小强结合书本知识知道，铁生锈实际是铁和__氧气(或O2)__、__水(或H2O)__等物质发生反应的过程。
(2)小强来到已停产的企业厂房，看到许多机械设备上已锈迹斑斑，他马上想到可以用稀盐酸将铁锈(主要成分Fe2O3)除去，该反应的化学方程式为__Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O__。
去锈后为防止机械设备进一步锈蚀，小强想到的一种防护方法是__涂油(或刷漆等合理即可)__。
INCLUDEPICTURE "能力提升.TIF" INCLUDEPICTURE "能力提升.TIF" \* MERGEFORMAT
1．新中国成立以来，中国航运经济取得迅猛发展，现在已成为航运大国，正向航运强国迈进。为保证船舶的使用寿命，船舶要进行防锈处理，下列防锈措施不可行的是(D)
A．刷防锈漆
B．用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶的零部件
C．给某些部位涂油
D．船体表面镀一层黄金
2．(2020·日照中考)如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是(A)
A.①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲
B．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水
C．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂
D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉
3．(2021·邵阳中考)2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是(C)
A．黄铜的硬度比纯铜的大
B．生铁的含碳量比钢的高
C．生锈的铁制品没有回收价值
D．铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
4．(2021·深圳中考)下列说法错误的是(B)
A.铁钉是由铁合金制成的
B．根据甲图，铁钉生锈过程中O2体积不变
C．根据甲图，铁钉在潮湿环境更容易生锈
D．根据乙图，铁钉生锈过程中温度升高
5．近年来，我国高铁飞速发展，已成为世界上唯一高铁成网运行的国家。请回答下列问题。
(1)高铁电路多用铜质导线，这是利用了铜的延展性和__导电__性。
(2)高铁刹车片由合金锻钢制作，时速300公里以上的列车紧急制动时，轮毂盘面和刹车片的温度瞬间达到700 ℃以上，合金锻钢应该具备耐磨和__耐高温__等特性。
(3)建造高铁需要消耗大量的铝、铁等金属。工业炼铁的原理是氧化铁(Fe2O3)和一氧化碳在高温条件下反应，其化学方程式为__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。
(4)车身表面烤漆不仅美观，还能起到防锈的作用，其防锈的原理是__隔绝水和氧气__。
(5)目前世界上已有50%以上的铁得到了回收利用。回收利用废旧金属的社会意义是__节约金属资源(合理即可)__(写出一条即可)。
INCLUDEPICTURE "素养培优.TIF" INCLUDEPICTURE "素养培优.TIF" \* MERGEFORMAT
　(2021·河北模拟)U形玻璃管是常见的化学仪器(如图所示)，在实验中有广泛的应用。
(1)借助U形玻璃管探究钢铁锈蚀的条件，如图甲所示。一段时间后观察到潮湿的钢丝棉有明显锈迹，浸没在刚冷却的凉开水中的钢丝棉没有锈迹，此现象说明__铁的锈蚀与氧气有关__。
(2)借助U形玻璃管粗略测定空气里氧气的含量，如图乙所示。得出空气中氧气约占空气总体积的五分之一的实验现象是__左侧水面上升，水位达到刻度4处__，产生此现象的原因是__钢丝棉锈蚀耗尽了装置内的氧气，压强变小，在外界大气压的作用下，左侧水面上升__。
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