资源简介

6.3 金属防护和废金属回收
1．下列措施能保护金属资源的是（ ）
A．废旧金属不需要回收利用 B．矿物资源无限，可以任意开采
C．寻找金属代用品 D．将铁钉放置于潮湿的空气中
2．下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是（ ）
A．涂油 B．喷漆
C．埋在潮湿的土壤中 D．镀一层耐腐蚀的金属
3．铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石(保温作用)和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用左图装置进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．“暖宝宝”发热原理是Fe粉与H2O、O2反应
B．由O2浓度变化推测，Fe粉可用作食品脱氧剂
C．封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料
D．“暖宝宝”能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物状态是影响反应速率的因素之一
4．如图是探究铁钉锈蚀条件的实验，一段时间后观察现象。下列说法正确的是（ ）
A．对比①中甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最明显
B．对比②③说明铁锈蚀需要水和空气
C．③中氯化钙的作用是吸收空气中的氧气和水蒸气
D．④比①锈蚀严重，说明食盐水能加快铁钉的锈蚀
5．世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的20%~40%。下列做法不能有效防止钢铁生锈的是（ ）
A．表面刷漆 B．清洗锈迹 C．制成不锈钢 D．镀耐腐蚀的铬
6．根据铁锈蚀的条件判断，下列情况中，铁钉最容易生锈的是（ ）
A． B．
C． D．
7．“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。下图是探究铁生锈条件的实验，有关现象和结论中，不正确的是（ ）
A．①中铁钉明显生锈，②③中铁钉几乎不生锈
B．对比②③可以说明铁生锈一定要有氧气参加
C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D．保持铁制品表面清洁干燥可以防止铁生锈
8．下列金属制品与其防锈的方法不合理的一组是（ ）
A．机器上齿轮——表面涂油
B．汽车车身——表面镀上一层其它金属
C．铁盆——表面覆盖搪瓷
D．不锈钢医疗器械——改变金属的组成和结构
9．我国矿物资源比较丰富，但不能再生。下列能保护金属资源的是（ ）
A．丢弃废旧金属 B．为改变贫穷任意开采矿山
C．下水道铸铁改用PVC塑料管 D．将铁锹放置于潮湿的空气中
10．下列防止金属生锈的方法中，与其它三种方法的原理不同的是（ ）
A．表面涂油 B．表面刷漆 C．覆盖塑料膜 D．制成合金
11．下列有关金属资源的利用和保护的说法正确的是（ ）
A．磁铁矿的主要成分是
B．经常用钢丝球擦洗铝锅表面，可以保持铝锅洁净
C．目前年产量最高的金属是铝
D．废旧金属的回收利用，保护金属资源的有效途径之一
12．蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳，其填充物的主要成分是：铁粉、食盐和活性炭等。
(1)全国资源的利用：蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和 反应。
(2)金属资源的保护：蒸汽眼罩使用前需要 保存，防止铁粉生锈；
(3)结合上述问题，谈谈你对铁生锈利或弊的认识 。
1．如图是对铁的锈蚀条件的探究，经过一段时间后，下列说法正确的是（ ）
A．铁钉锈蚀的程度为B＞C＞D
B．实验中用蒸馏水的目的是排除氧元素的存在
C．A、B的对比说明铁的锈蚀需要与氧气接触
D．A、B、C的对比说明铁的锈蚀需要与氧气和水接触
2．下列有关铁生锈的叙述中错误的是（ ）
A．铁生锈时一定伴随着物理变化 B．浓食盐水可以加速铁的锈蚀
C．铁生锈的实质是铁与氧气反应 D．铁生锈时会有难以察觉的热量释放
3．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（ ）
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．L端与R端液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁锈蚀与水有关
D．若将a管中注满水会减慢铁的锈蚀
4．探究铁锈蚀影响因素的实验如图1所示。试剂X分别为干燥剂、10滴水和10滴食盐水时，测得的氧气浓度变化如图2所示。下列分析不正确的是（ ）
A．曲线①表示试剂X为10滴水时氧气浓度的变化
B．②③中氧气浓度下降表明铁已锈蚀
C．对比曲线②③可证明食盐能加快铁锈蚀
D．此实验可以探究铁的锈蚀条件
5．金属防腐是科学研究的重大课题。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．镀铬的门把手 c．盛水的不锈钢水杯
(2)每年因锈蚀浪费掉的铁制品数量惊人，铁栅栏常采取的防锈措施是 。
(3)铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O，其中铁元素的化合价是 。
(4)工业上用磁铁矿炼铁的原理 。如果用100吨含氧化铁80%的赤铁矿能炼出含杂质4%的生铁 吨。
【探究铁的腐蚀】
(5)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。几天后水面最终处于约 （填“40”或“10”）mL刻度处，原因是 。
【拓展探究】
(6)小强同学进行如下实验：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/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是 。
1．某化学兴趣小组在课外活动中利用数字化传感仪器对铁的锈蚀进行实验探究。
探究1：数字化探究铁生锈的条件
按图1所示连接实验装置，将药品分别加入对应序号的广口瓶中，同时插入氧气传感器，采集数据后得到铁粉在无水和有水情况下耗氧量的对比曲线如图2所示：
(1)广口瓶 （填“①”或“②”）中的铁粉出现锈蚀现象。
(2)分析图2中曲线①②可以得出铁锈蚀是氧气和水共同作用的结果，理由是： 。
探究2：铁锈蚀速率影响因素的探究
如图1所示连接装置，按表1所列条件进行实验并采集数据，得到铁粉在食盐或稀醋酸溶液存在的情况下耗氧量的对比曲线，如图3所示：
广口瓶序号 实验条件
铁粉质量 炭粉质量 水 食盐质量 稀醋酸
③ 5.0g 0.1g 10滴 0 0
④ 5.0g 0.1g 10滴 1.0g 0
⑤ 5.0g 0.1g 10滴 0 5滴
(3)分析曲线③④⑤说明食盐、醋酸可以 （填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。
(4)小组同学用铁粉代替红磷进行“测定空气中氧气的体积分数”实验：将滤纸用蒸馏水润湿，再将铁粉均匀涂在滤纸上，后将滤纸卷曲，放入集气瓶中，一段时间后，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，约占其容积的，取得了预期效果。
①将铁粉均匀涂在滤纸上的目的是 。
②上述实验过程耗时较长，为方便老师在课堂演示，可对实验进行改进，你的改进建议是 。
(5)铁锈的主要成分是氧化铁，它是由铁生锈过程中产生的红褐色固体Fe（OH）3分解生成的，Fe（OH）3受热分解产生两种氧化物，写出该反应的化学方程式 。
(6)铁的锈蚀造成资源浪费，也可加以利用。下列属于铁锈蚀在生活中的应用是______（填序号）。
A．制作食品脱氧剂 B．制作暖贴 C．制作含食品级铁粉的营养麦片
2．全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一．下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究．
问题一：探究铁生锈的条件
课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计如下改进实验．
（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是 。
（2）反应开始后，甲装置中反应现象是 ，MnO2的作用 。
（3）4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮．该实验说明铁生锈主要与 和 有关。B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
问题二：测定铁锈的组成
铁锈的成分主要为Fe2O3 H2O，还含有少量的FeCO3．某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成．取一高度腐蚀的干燥铁钉（含有少量铁），称其质量为20.08g，在N2氛围中，充分加热到质量不再减少．该过程中仅考虑发生：，，且不需要考虑装置中空气对本实验的影响．（碱石灰成分：CaO和NaOH固体混合物．物质的相对分子质量：Fe2O3 H2O178，FeCO3116）
（1）若反应前后称得C装置总质量分别为100.00g和102.24g，则反应生成的CO2和水蒸气的总质量为 g，D装置中碱石灰的作用是 。
（2）仅有上述实验数据，无法计算组成，若在B、C之间增加一套装置即可，则装置名称和药品为 、 。
（3）经过改进后，测得m（H2O）=1.80g，m（CO2）=0.44g，请计算锈铁钉的组成。
①锈铁钉中Fe2O3 H2O的质量= g。
②锈铁钉中FeCO3的质量= g。
③锈铁钉中单质铁的质量分数= 。
（4）将20.08g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中是否有H2？ （填“有”或“无”），请通过计算说明 。（假设铁在H2SO4和Fe2(SO4)3，混合溶液中先发生的反应为：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，Fe2(SO4)3的相对分子质量为400）
3．某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】1．氯化钙固体可作干燥剂。
2．一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。
【设计与实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图 1 实验，现象如表 1。
表 1
试管 一周后现象
A 铁钉表面有一层铁锈
B 铁钉表面无明显变化
C 铁钉表面无明显变化
D 铁钉表面有较厚铁锈
（1）对比 A、B、C 试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的 发生反应；
（2）对比 A、D 试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关；
（3）铁锈的主要成分是 （填化学式），铁锈蚀后应及时除锈的原因是 。
实验二：定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图 2 装置，检查气密性，将 5g 铁粉和 2g 碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL 饱和 NaCl 溶液后，再将一只装有 5mL 稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。
（4）据图 3，铁锈蚀的过程中 （填“吸热”或“放热”）；
（5）据图 4，对比 AB 段和 BC 段说明 ，分析 t3时刻后压强突然变大的原因是 。
【反思与评价】
（6）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是 。6.3 金属防护和废金属回收
1．下列措施能保护金属资源的是（ ）
A．废旧金属不需要回收利用 B．矿物资源无限，可以任意开采
C．寻找金属代用品 D．将铁钉放置于潮湿的空气中
【答案】C
【解析】A、回收利用废旧金属能保护金属资源，减少环境污染，错误；
B、矿物资源是有限的，要合理开采，错误；
C、寻找金属代用品，可以节约金属资源，保护金属资源，正确；
D、将铁钉放置于潮湿的空气中，铁钉易生锈，不能保护金属资源，错误。
故选C。
2．下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是（ ）
A．涂油 B．喷漆
C．埋在潮湿的土壤中 D．镀一层耐腐蚀的金属
【答案】C
【解析】A、涂油，能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，不符合题意；
B、喷漆，能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，不符合题意；
C、存放在潮湿的空气中，铁能与氧气、水充分接触，容易生锈，符合题意；
D、镀一层耐腐蚀的金属，能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，不符合题意；
故选：C。
3．铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石(保温作用)和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用左图装置进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是（ ）
A．“暖宝宝”发热原理是Fe粉与H2O、O2反应
B．由O2浓度变化推测，Fe粉可用作食品脱氧剂
C．封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料
D．“暖宝宝”能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物状态是影响反应速率的因素之一
【答案】C
【解析】A、铁的锈蚀是缓慢氧化，此反应过程中会放出热量，因此“暖宝宝”发热原理是Fe粉与H2O、O2反应，选项说法正确；
B、由图示信息可知，装置内的氧气的浓度降至较低浓度，因此Fe粉可用作食品脱氧剂，选项说法正确；
C、封装“暖宝宝”的外包装袋应选不透水、不透气的材料，这样才能保证“暖宝宝”不失效，选项说法错误；
D、“暖宝宝”中的铁粉是粉末状的，能快速放热，铁钉生锈需较长时间，说明反应物的表面积是影响反应速率的因素之一，选项说法正确。
故选C。
4．如图是探究铁钉锈蚀条件的实验，一段时间后观察现象。下列说法正确的是（ ）
A．对比①中甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最明显
B．对比②③说明铁锈蚀需要水和空气
C．③中氯化钙的作用是吸收空气中的氧气和水蒸气
D．④比①锈蚀严重，说明食盐水能加快铁钉的锈蚀
【答案】D
【解析】A、铁与氧气、水共存时最易生锈，所以①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，乙处铁与水和氧气接触最充分，错误；
B、②铁只与水接触，不生锈，③铁只与氧气接触，不生锈，则对比②③，不能说明铁生锈需要水和空气，错误；
C、③中氯化钙的作用是作干燥剂，只能吸收水蒸气， 不能吸收氧气，错误；
D、④比①锈蚀严重，说明在其他条件相同时，食盐溶液能加快铁钉的锈蚀，正确。
故选D。
5．世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的20%~40%。下列做法不能有效防止钢铁生锈的是（ ）
A．表面刷漆 B．清洗锈迹 C．制成不锈钢 D．镀耐腐蚀的铬
【答案】B
【解析】A、在钢铁表面刷一层油漆，可以隔绝空气和水防锈，从而防止钢铁生锈，故A不符合题意；
B、清洗锈迹不能防止钢铁生锈，故B符合题意；
C、制成不锈钢可以改变铁内部的结构，能防止铁生锈，故C不符合题意；
D、在钢铁表面镀一层耐腐蚀的铬，可以防止生锈，能防止金属被腐蚀，故D不符合题意。
故选B。
6．根据铁锈蚀的条件判断，下列情况中，铁钉最容易生锈的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】铁生锈的条件是铁与水和氧气同时接触，氯化钠可以加速铁的锈蚀。
A、该实验中有铁、有水、有氯化钠、有氧气，铁生锈且氯化钠能加速锈蚀速率；
B、该实验中有铁、有氧气、无水，铁不易生锈；
C、该实验中有铁、有水、无氧气，铁不易生锈；
D、该实验中有铁、有水、有氧气，铁生锈；
则铁钉最容易生锈的是A，故选：A。
7．“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。下图是探究铁生锈条件的实验，有关现象和结论中，不正确的是（ ）
A．①中铁钉明显生锈，②③中铁钉几乎不生锈
B．对比②③可以说明铁生锈一定要有氧气参加
C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D．保持铁制品表面清洁干燥可以防止铁生锈
【答案】B
【解析】铁生锈需要与氧气、水同时接触，根据图示探究铁生锈条件的实验可推知，①试管中铁钉与水、氧气同时接触，会生锈，②试管中铁钉只与水接触，不会生锈，③试管中铁钉只与氧气接触，不会生锈，
A、①中铁钉与水、氧气同时接触，明显生锈，②中铁钉只与水接触，没有氧气，几乎不生锈，③中铁钉只与氧气接触，没有水，几乎不生锈，选项正确；
B、②③试管中铁钉均不生锈，对比②③不可以说明铁生锈一定要有氧气参加，选项错误；
C、①中铁钉与水、氧气同时接触，明显生锈，③中铁钉只与氧气接触，没有水，几乎不生锈，对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，选项正确；
D、保持铁制品表面清洁干燥，没有水与铁钉接触，铁钉不会生锈，可以防止铁生锈，选项正确；
故选：B。
8．下列金属制品与其防锈的方法不合理的一组是（ ）
A．机器上齿轮——表面涂油
B．汽车车身——表面镀上一层其它金属
C．铁盆——表面覆盖搪瓷
D．不锈钢医疗器械——改变金属的组成和结构
【答案】B
【解析】A、机器上齿轮表面涂油防锈且同时起润滑作用，故选项方法正确；
B、汽车车身防锈的方法是表面喷漆，防锈且美观，故选项方法错误；
C、铁盆表面覆盖搪瓷，不仅可以防锈且耐用，故选项方法正确；
D、不锈钢医疗器械等常见铁制品改变金属的组成和结构，防锈且坚硬，故选项方法正确。
故选：B。
9．我国矿物资源比较丰富，但不能再生。下列能保护金属资源的是（ ）
A．丢弃废旧金属 B．为改变贫穷任意开采矿山
C．下水道铸铁改用PVC塑料管 D．将铁锹放置于潮湿的空气中
【答案】C
【解析】A、废旧金属随意丢弃，会造成金属资源的浪费，不利于保护金属资源，故选项错误；
B、任意开采矿山，会造成金属资源的浪费，不利于保护金属资源，故选项错误；
C、下水道铸铁改用PVC塑料管，可以节约金属资源，有利于保护金属资源，故选项正确；
D、将铁锹放置于潮湿的空气中，会造成金属锈蚀，不利于保护金属资源，故选项错误；
故选：C。
10．下列防止金属生锈的方法中，与其它三种方法的原理不同的是（ ）
A．表面涂油 B．表面刷漆 C．覆盖塑料膜 D．制成合金
【答案】D
【解析】A、在金属表面涂油，即防止金属生锈的方法的原理是将金属与氧气和水隔绝。
B、在金属表面刷漆，即防止金属生锈的方法的原理是将金属与氧气和水隔绝。
C、在金属表面覆盖塑料膜，即防止金属生锈的方法的原理是将金属与氧气和水隔绝。
D、制成合金进行防锈，即防止金属生锈的方法的原理是改变金属的内部结构，制成耐腐蚀的合金。
故选D。
11．下列有关金属资源的利用和保护的说法正确的是（ ）
A．磁铁矿的主要成分是
B．经常用钢丝球擦洗铝锅表面，可以保持铝锅洁净
C．目前年产量最高的金属是铝
D．废旧金属的回收利用，保护金属资源的有效途径之一
【答案】D
【解析】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，选项错误；
B、铝锅表面有一层致密的氧化物薄膜，对铝锅起保护作用，经常用钢丝球擦洗铝锅表面，容易损坏铝锅，选项错误；
C、目前年产量最高的金属是铁，选项错误；
D、废旧金属的回收利用，可以有效保护金属资源，选项正确；
故选：D。
12．蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳，其填充物的主要成分是：铁粉、食盐和活性炭等。
(1)全国资源的利用：蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和 反应。
(2)金属资源的保护：蒸汽眼罩使用前需要 保存，防止铁粉生锈；
(3)结合上述问题，谈谈你对铁生锈利或弊的认识 。
【答案】(1)氧气/
(2)密封
(3)好处：铁生锈可以吸收和，作干燥剂/双吸剂；坏处：浪费金属资源（开放题合理即可）
【解析】（1）全国资源的利用：蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和氧气（或O2）反应；
（2）铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，空气中存在氧气和水蒸气，金属资源的保护：蒸汽眼罩使用前需要密封保存，防止铁粉生锈；
（3）铁生锈过程中消耗氧气和水，生锈好处：铁生锈可以吸收O2和H2O，作干燥剂/双吸剂；
铁生锈过程中，铁单质转化为铁的化合物，生锈坏处：浪费金属资源。
1．如图是对铁的锈蚀条件的探究，经过一段时间后，下列说法正确的是（ ）
A．铁钉锈蚀的程度为B＞C＞D
B．实验中用蒸馏水的目的是排除氧元素的存在
C．A、B的对比说明铁的锈蚀需要与氧气接触
D．A、B、C的对比说明铁的锈蚀需要与氧气和水接触
【答案】D
【解析】A、B、C、D中，C中铁钉能同时接触到水和氧气，且氧气能得到补充所以生锈程度最高，D中铁钉能同时接触到水和氧气，但氧气不能得到补充，所以生锈程度小于C，B中铁钉中没有接触到氧气，不满足生锈条件，不生锈，所以铁钉锈蚀的程度为C>D>B，故A错误；
B、实验中用蒸馏水的目的是除去水中溶解的氧气，水是由氢、氧元素组成的，不可能排队氧元素的存在，故B错误；
C、A、B中铁钉均不生锈，所以不能说明铁的锈蚀需要与氧气接触，故C错误；
D、A中的铁钉没有接触水，没有生锈，B中的铁钉，没有接触氧气没有生锈，C中铁钉同时接触到水和氧气生锈了，A、B、C的对比说明铁的锈蚀需要与氧气和水接触，故D正确。
故选D。
2．下列有关铁生锈的叙述中错误的是（ ）
A．铁生锈时一定伴随着物理变化 B．浓食盐水可以加速铁的锈蚀
C．铁生锈的实质是铁与氧气反应 D．铁生锈时会有难以察觉的热量释放
【答案】C
【解析】A、铁生锈是化学变化，化学变化发生时一定伴随着物理变化的发生，选项正确；
B、浓食盐水提供了一个电解质环境，加速了铁的锈蚀，选项正确；
C、铁生锈的实质是铁与氧气以及水共同反应，选项错误；
D、铁生锈属于缓慢氧化，会有难以察觉的热量释放，选项正确；
故选：C。
3．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（ ）
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．L端与R端液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁锈蚀与水有关
D．若将a管中注满水会减慢铁的锈蚀
【答案】B
【解析】铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，a中的铁钉与氧气和水充分接触，容易生锈；b中的铁钉没有与水充分接触，不容易生锈。
A、b管中缺少水，铁钉不会锈蚀，故A选项正确；
B、因为a中的氧气减少，压强也减小，从而导致L端比R端液面高，故B选项错误；
C、a试管中铁钉生锈，b试管中铁钉没有生锈，说明铁锈蚀与空气、水有关，故C选项正确；
D、氧气不易溶于水，所以将a管中注满水会使铁不能与氧气充分接触，从而减慢铁的锈蚀。
故选B。
4．探究铁锈蚀影响因素的实验如图1所示。试剂X分别为干燥剂、10滴水和10滴食盐水时，测得的氧气浓度变化如图2所示。下列分析不正确的是（ ）
A．曲线①表示试剂X为10滴水时氧气浓度的变化
B．②③中氧气浓度下降表明铁已锈蚀
C．对比曲线②③可证明食盐能加快铁锈蚀
D．此实验可以探究铁的锈蚀条件
【答案】AD
【解析】A、试剂X为10滴水时，氧气和铁和水会反应生成氧化铁，氧气浓度会减小，曲线①氧气浓度不变，故选项分析错误；
B、曲线②③氧气浓度下降，说明铁和氧气反应，表明铁已锈蚀，故选项分析正确；
C、曲线③比曲线氧气的浓度下降速率快，对比曲线②③可证明食盐能加快铁锈蚀，故选项分析正确；
D、探究性实验就是要控制变量，图中有水和氧气同时存在，不能探究铁的锈蚀条件，故选项分析错误。
故选：AD。
5．金属防腐是科学研究的重大课题。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．镀铬的门把手 c．盛水的不锈钢水杯
(2)每年因锈蚀浪费掉的铁制品数量惊人，铁栅栏常采取的防锈措施是 。
(3)铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O，其中铁元素的化合价是 。
(4)工业上用磁铁矿炼铁的原理 。如果用100吨含氧化铁80%的赤铁矿能炼出含杂质4%的生铁 吨。
【探究铁的腐蚀】
(5)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。几天后水面最终处于约 （填“40”或“10”）mL刻度处，原因是 。
【拓展探究】
(6)小强同学进行如下实验：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/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是 。
【答案】(1)a
(2)刷漆
(3)+3
(4) 58.3
(5) 40 铁锈蚀消耗氧气且氧气约占空气体积的五分之一
(6) 温度 一定温度范围内，温度越高，铁生锈越快，达到一定温度时，铁生锈速率不再改变
【解析】（1）a．未擦干的铁锅，与氧气和水充分接触，容易生锈；
b．镀铬的门把手，隔绝氧气和水，不容易生锈；
c．不锈钢水杯耐腐蚀，不容易生锈。
故填：a。
（2）铁栅栏常采取的防锈措施是刷漆，形成一层保护膜，隔绝氧气和水。
（3）氧化铁中，氧元素化合价是-2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，铁元素的化合价是+3。
（4）用磁铁矿炼铁的原理：；根据质量守恒定律含铁的质量： ，可以得到生铁： 。
（5）几天后水面最终处于约50mL-50mL×1/5=40mL刻度处，原因是铁锈蚀消耗氧气且氧气约占空气体积的五分之一。
（6）小强同学的实验是探究温度因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是一定温度范围内，温度越高，铁生锈越快，达到一定温度时，铁生锈速率不再改变。
1．某化学兴趣小组在课外活动中利用数字化传感仪器对铁的锈蚀进行实验探究。
探究1：数字化探究铁生锈的条件
按图1所示连接实验装置，将药品分别加入对应序号的广口瓶中，同时插入氧气传感器，采集数据后得到铁粉在无水和有水情况下耗氧量的对比曲线如图2所示：
(1)广口瓶 （填“①”或“②”）中的铁粉出现锈蚀现象。
(2)分析图2中曲线①②可以得出铁锈蚀是氧气和水共同作用的结果，理由是： 。
探究2：铁锈蚀速率影响因素的探究
如图1所示连接装置，按表1所列条件进行实验并采集数据，得到铁粉在食盐或稀醋酸溶液存在的情况下耗氧量的对比曲线，如图3所示：
广口瓶序号 实验条件
铁粉质量 炭粉质量 水 食盐质量 稀醋酸
③ 5.0g 0.1g 10滴 0 0
④ 5.0g 0.1g 10滴 1.0g 0
⑤ 5.0g 0.1g 10滴 0 5滴
(3)分析曲线③④⑤说明食盐、醋酸可以 （填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。
(4)小组同学用铁粉代替红磷进行“测定空气中氧气的体积分数”实验：将滤纸用蒸馏水润湿，再将铁粉均匀涂在滤纸上，后将滤纸卷曲，放入集气瓶中，一段时间后，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，约占其容积的，取得了预期效果。
①将铁粉均匀涂在滤纸上的目的是 。
②上述实验过程耗时较长，为方便老师在课堂演示，可对实验进行改进，你的改进建议是 。
(5)铁锈的主要成分是氧化铁，它是由铁生锈过程中产生的红褐色固体Fe（OH）3分解生成的，Fe（OH）3受热分解产生两种氧化物，写出该反应的化学方程式 。
(6)铁的锈蚀造成资源浪费，也可加以利用。下列属于铁锈蚀在生活中的应用是______（填序号）。
A．制作食品脱氧剂 B．制作暖贴 C．制作含食品级铁粉的营养麦片
【答案】(1)②
(2)曲线②的耗氧量大于曲线①的耗氧量
(3)加快
(4) 使铁粉充分与集气瓶内的气体反应 改成暖宝宝里面的发热剂
(5)
(6)AB
【解析】（1）铁粉生锈的条件是与氧气和水同时接触，故选择：②；
（2）根据图2可知，氧气的体积分数越低，耗氧量越高，在有水的条件下的耗氧量高于无水条件下，所以可以得出铁锈蚀是氧气和水共同作用的结果，故填：曲线②的耗氧量大于曲线①的耗氧量；
（3）通过图像可知加入氯化钠和盐酸以后相比较之前耗氧量均增加，故填：加快；
（4）把铁粉均匀涂在滤纸上的目的是增加反应面积，使铁粉充分与集气瓶内的气体反应，故填：使铁粉充分与集气瓶内的气体反应；
要想实验速度更加快，可以采用把铁粉换成暖宝宝里面的发热剂，这样反应速度更快，故填：暖宝宝里面的发热剂；
（5）氢氧化铁受热分解生成氧化铁和水，故填：；
（6）铁生锈消耗氧气和水，故可以用作干燥剂和除氧剂，故填：AB。
2．全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一．下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究．
问题一：探究铁生锈的条件
课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计如下改进实验．
（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是 。
（2）反应开始后，甲装置中反应现象是 ，MnO2的作用 。
（3）4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮．该实验说明铁生锈主要与 和 有关。B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
问题二：测定铁锈的组成
铁锈的成分主要为Fe2O3 H2O，还含有少量的FeCO3．某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成．取一高度腐蚀的干燥铁钉（含有少量铁），称其质量为20.08g，在N2氛围中，充分加热到质量不再减少．该过程中仅考虑发生：，，且不需要考虑装置中空气对本实验的影响．（碱石灰成分：CaO和NaOH固体混合物．物质的相对分子质量：Fe2O3 H2O178，FeCO3116）
（1）若反应前后称得C装置总质量分别为100.00g和102.24g，则反应生成的CO2和水蒸气的总质量为 g，D装置中碱石灰的作用是 。
（2）仅有上述实验数据，无法计算组成，若在B、C之间增加一套装置即可，则装置名称和药品为 、 。
（3）经过改进后，测得m（H2O）=1.80g，m（CO2）=0.44g，请计算锈铁钉的组成．
①锈铁钉中Fe2O3 H2O的质量= g。
②锈铁钉中FeCO3的质量= g。
③锈铁钉中单质铁的质量分数= 。
（4）将20.08g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中是否有H2？ （填“有”或“无”），请通过计算说明 。（假设铁在H2SO4和Fe2(SO4)3，混合溶液中先发生的反应为：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，Fe2(SO4)3的相对分子质量为400）
【答案】 C导管口有气泡 产生大量气泡 催化剂 水 氧气 氧气的浓度 2.24 防止空气中的二氧化碳和水进入装置C中 洗气瓶 浓硫酸 17.8 1.16 5.6% 无 解：设铁钉与硫酸反应生成硫酸铁的质量为x，与硫酸铁反应的金属铁的质量为y，
Fe2O3的质量：
Fe的质量为 1.12g
设三氧化二铁与稀硫酸反应生成硫酸铁的质量为x
x=40g
y=5.6g
5.6g＞1.12g，故铁的量少，不能和酸反应放出氢气
【解析】问题一：（1）检查装置的气密性，将C导管接入装有水的烧杯中，微热甲装置，装置内的气体受热膨胀，会从导管口逸出，故说明气密性良好的现象是：C导管口有气泡；
（2）反应开始后，过氧化氢分解产生大量氧气，故反应现象是：产生大量气泡；
在该反应中，二氧化锰是催化剂，故MnO2的作用是催化剂；
（3）A处铁丝只与氧气接触，依然光亮，B处铁丝与氧气和水接触，表面灰暗，故实验现象说明铁生锈主要与水和氧气有关；
B处铁丝与氧气和水接触，表面灰暗，D处铁丝与空气和水接触，依然光亮，实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度，氧气浓度越大，铁生锈速度越快；
问题二：（1）根据质量守恒定律，反应生成的CO2和水蒸气的总质量为102.24g-100.00g=2.24g；D装置中碱石灰的作用是吸收空气中的二氧化碳和水，防止空气中的二氧化碳和水进入装置C中，影响实验结果；
（2）仅有上述实验数据，只能得到生成二氧化碳和水的总质量，无法计算组成，可在B、C之间增加洗气瓶、里面盛放浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，可以吸收水蒸气，通过浓硫酸质量的变化，测定生成水的质量，然后根据水的质量得出Fe2O3 H2O的质量，再根据C装置的质量变化，得出生成二氧化碳的质量，继而得出FeCO3的质量，故填：洗气瓶、浓硫酸；
（3）经过改进后，测得m（H2O）=1.80g，m（CO2）=0.44g，
①设锈铁钉中Fe2O3 H2O的质量为x
x=17.8g
②设锈铁钉中FeCO3的质量为y
y=1.16g
③锈铁钉中单质铁的质量为：20.08g-17.8g-1.16g=1.12g
铁的质量分数为；
（4）将20.08g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸，充分反应后，产生的气体中没有H2．
计算过程：
设铁钉与硫酸反应生成硫酸铁的质量为x，与硫酸铁反应的金属铁的质量为y，
Fe2O3的质量： Fe的质量为 1.12g
设三氧化二铁与稀硫酸反应生成硫酸铁的质量为x
x=40g
y=5.6g
5.6g＞1.12g，故铁的量少，不能和酸反应放出氢气，故填：无。
3．某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】1．氯化钙固体可作干燥剂。
2．一定条件下，碳可加快铁的锈蚀，但碳本身不参加反应。
【设计与实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图 1 实验，现象如表 1。
表 1
试管 一周后现象
A 铁钉表面有一层铁锈
B 铁钉表面无明显变化
C 铁钉表面无明显变化
D 铁钉表面有较厚铁锈
（1）对比 A、B、C 试管中实验现象，说明铁锈蚀主要是与空气中的 发生反应；
（2）对比 A、D 试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关；
（3）铁锈的主要成分是 （填化学式），铁锈蚀后应及时除锈的原因是 。
实验二：定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图 2 装置，检查气密性，将 5g 铁粉和 2g 碳粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL 饱和 NaCl 溶液后，再将一只装有 5mL 稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。
（4）据图 3，铁锈蚀的过程中 （填“吸热”或“放热”）；
（5）据图 4，对比 AB 段和 BC 段说明 ，分析 t3时刻后压强突然变大的原因是 。
【反思与评价】
（6）与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是 。
【答案】 水、氧气 氯化钠 Fe2O3 铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀 放热 NaCl会加快铁的锈蚀 铁锈蚀消耗氧气，三颈烧瓶内压强减小，注射器内盐酸被吸入烧瓶，铁与盐酸反应放出氢气 使用了铁粉和加入碳粉
【解析】（1） A试管中有水，还与氧气接触，铁钉表面有一层铁锈；B试管中有水，不与氧气接触，铁钉表面无明显变化；C 试管中无水，有包有氯化钠的棉花，铁钉表面无明显变化。对比可知，铁锈蚀主要是与空气中的水、氧气发生反应。
（2） D 试管中比A试管多添加了饱和氯化钠溶液，A铁钉表面有一层铁锈，D铁钉表面有较厚铁锈，说明铁锈蚀还与氯化钠有关。
（3）铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3，铁锈蚀后应及时除锈的原因是铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀。
（4）据图 3，温度呈上升趋势，说明铁锈蚀的过程中放热。
（5）据图 4，AB 段只有铁粉与碳粉，BC 段加入了饱和氯化钠溶液，说明NaCl会加快铁的锈蚀；t3 时刻后压强突然变大的原因是铁锈蚀消耗氧气，三颈烧瓶内压强减小，注射器内盐酸被吸入烧瓶，铁与盐酸反应放出氢气。
（6）铁粉比铁钉表面积大，反应速率快，且实验二还加入了碳粉，故与实验一对比，实验二铁锈蚀明显更快的原因是使用了铁粉和加入碳粉。
【点睛】铁锈蚀消耗氧气，压强变小，会将注射器中的稀盐酸压入三颈烧瓶中，稀盐酸与铁粉反应生成氢气，压强变大；铁粉与氧气、水的接触面积比铁粒大，反应更充分。

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