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鲁教版（2024）九年级下册 第九单元　金属第三节　金属材料的锈蚀与防护 题型专练
【题型1】影响钢铁锈蚀的因素
【典型例题】某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验（点燃操作已略去）。下列错误的是（　　）
A.对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一
B.对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一
C.对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一
D.对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧
【举一反三1】如图是探究铁钉锈蚀条件的三个实验，一段时间后观察现象。下列说法正确的是(　　)
A. 比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是丙
B.对比①②说明铁生锈需要水
C.对比①③说明铁生锈需要空气
D.③中氯化钙的作用是作干燥剂
【举一反三2】如图是化学兴趣小组在课外设计的“趣味实验”，先将用饱和食盐水浸润的钢丝棉放入集气瓶中，再塞紧带导管的单孔橡胶塞，固定在铁架台上(导管末端浸入彩色水中)进行实验。下列说法错误的是(　　)
A.一段时间后可观察到钢丝棉生锈
B.彩色水沿导管流入集气瓶中，是因为瓶内压强减小
C.饱和食盐水的作用是加快钢丝棉的锈蚀
D.若利用该实验装置测定空气中氧气的含量，除改动装置外还需将钢丝棉换成足量铜丝
【举一反三3】根据对金属和金属材料的认识，回答下列问题：
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________发生反应的结果，洗净后的铁锅要擦干，理由是_____________________________。
(2)炼铁的主要原理是：高温下，一氧化碳与氧化铁(Fe2O3)反应生成铁。其反应的化学方程式为_________________。
(3)2010年5月，在明代古沉船“南澳Ⅰ号”打捞出水的文物中，铜器的表面仅有铜锈，而铁器却锈迹斑斑或烂掉．这说明铁的金属活动性比铜的________(填“弱”或“强”)，写出一个用金属与盐溶液反应验证铁与铜金属活动性强弱的化学方程式：_______________。
【举一反三4】金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验，其应用推动了社会的发展。
（1）如下图所示，生活中电线一般用铜制，是利用了铜良好的 　 　性。黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下痕迹，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度 　 　（填“大”或“小”）。
（2）目前，铁是使用量最大的金属。①铁栅栏表面的冷喷锌涂层能隔绝 　 　，达到防止生锈的目的；②写出工业上用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）和CO在高温条件下反应生成Fe的化学方程式 　 　。
（3）为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，某同学设计了以下四组实验：
欲验证铁、铜、银的金属活动性顺序，则实验④中X和Y的组合是 　 　，该反应属于 　 　反应（填基本反应类型）。
（4）将一定量的铁粉加入到含有Cu（NO3）2和AgNO3的废液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生。下列判断正确的是 　 　（填字母序号）。
A．滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中可能含有Cu（NO3）2和AgNO3
B．滤渣中一定不含Fe，滤液中一定含有Fe（NO3）2和Cu（NO3）2
C．滤渣中一定含有Ag，滤液中可能含有Cu（NO3）2和AgNO3
D．滤渣中一定含有Ag、Cu、Fe，滤液中一定含有Fe（NO3）2
【举一反三5】“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉)的发热原理是铁粉锈蚀放热。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量，实验装置如图所示，实验后观察到从量筒中进入广口瓶中水的体积为 45 mL(铁粉锈蚀消耗的水忽略不计)。
(1)铁生锈是铁与_________共同作用的结果。
(2)量筒中水进入广口瓶的原因是_________________________________。
(3)该实验测得空气中氧气的体积分数约为________________(结果精确至0.1%)。与理论值相比，该实验所得________________ (填“偏大”或“偏小”)，原因可能是______________________。
【举一反三6】学习控制变量和对比实验的实验设计方法是初中化学学习的重要任务之一。根据如图所示实验回答问题。
（1）实验1是燃烧条件的探究实验，A和C对比，得出的结论是 　 　，依据的现象是 　 　；B和C能否形成对比实验，证明燃烧的某一条件？　 　（填“能”或“不能”）。
（2）实验2是铁生锈条件的探究实验。能得到“铁生锈需要氧气”这一结论依据的现象是 　 　；对比D和 G探究食盐是否能加快铁生锈的速率，则试管 G中的物质X和Y分别是 　 　。
【题型2】金属制品的锈蚀及防锈措施
【典型例题】下列措施中，不能防止钢铁生锈的是（　　）
A.在钢铁表面涂油
B.存放在潮湿的空气中
C.在钢铁表面刷漆
D.镀耐磨和耐腐蚀的铬
【举一反三1】“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一，对下列事实的解释正确的是（　　）
A.铁门刷上油漆可防锈——改变了金属的内部结构
B.众人拾柴火焰高——可燃物越多，着火点越低，越易燃烧
C.用活性炭净水——活性炭可吸附水中Ca2+、Mg2+离子使水软化
D.氧气能被液化贮存于钢瓶——分子间有间隔、且压强大、温度低氧分子间隔变小
【举一反三2】铁、铜和铝是人类生产生活中常用的金属。
（1）地壳中含量最多的金属元素是 　 　。
（2）用铜、铝做导线，主要利用了它们的 　 　性。
（3）铁锅易生锈，铁生锈的条件是铁与空气中的水和 　 　共同作用的结果。
（4）“曾青得铁则化为铜”（西汉 刘安《淮南万毕术》）被誉为现代湿法冶金的先驱。意思是铁与天然存在的硫酸铜溶液发生反应置换生成单质铜，该反应的化学方程式为 　 　。
【举一反三3】钢铁是应用广泛的金属材料。
（1）英国学者R 坦普尔论证了我国古代冶铁技术世界第一。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。
①“黑土”含有磷酸铁（FePO4），其中磷元素的化合价为 　 　。
②生铁生产过程中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为 　 　。
③炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的 　 　，获得性能更好的钢。
（2）对钢铁制品进行“发蓝”处理，使表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程发生了 　 　（填“物理变化”或“化学变化”）。
②铁生锈是铁与 　 　接触的结果，致密氧化膜能防止钢铁锈蚀的原因是 　 　。
【举一反三4】利用如图实验装置探究金属性质。
（1）实验A中纯铜上有明显的划痕，说明了黄铜（铜锌合金）比纯铜 　 　。
（2）实验B中铁生锈了，铁生锈是铁发生化学反应生成 　 　。
（3）实验C：比较铁和锌的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入质量和形状完全相同的铁片和锌片；②　 　。
（4）实验D中的最明显的反应现象是 　 　；由此我们可得出金属铁、锌、铜的活动性由强到弱的顺序是 　 　。
【题型3】废旧金属的回收利用
【典型例题】下列有关金属的说法正确的是（　　）
A.所有金属都呈银白色
B.常温下，所有的金属都是固体
C.为了增加金属产量，大量开采金属矿物
D.金属的回收利用，能减少对环境的污染
【举一反三1】世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护的措施中不正确的是(　　)
A.铝的抗腐蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅
B.同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀
C.根据金属与氧气反应的难易程度可以初步比较金属的活动性
D.金属资源是不可再生资源，要有计划、合理开采
【举一反三2】利用电池作为能量来源，在现代社会生活中的各个方面发挥了很大作用。某型号锂电池组分及含量的百分比如图所示：
（1）铜箔由铜块加工而成，体现铜的 　 　性。
（2）锂电池工作时能量转化的方式是 　 　。
（3）电池的正极材料是钴酸锂（LiCoO2）。锂元素在元素周期表中的信息以及钴原子的结构示意图如图所示。
①Li的相对原子质量为 　 　，核外电子数为 　 　。
②X的值为 　 　。
（4）回收锂电池的意义是 　 　（写一点）。
【举一反三3】人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用为标志的。根据所学知识回答下列问题：
（1）将硬铝片和纯铝片相互刻画，纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度 　 　；
（2）生活中常用铜制导线，利用了铜具有良好的 　 　性；
（3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与 　 　反应；
（4）实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀，反应的化学方程式是 　 　；
（5）保护金属资源的有效途径有 　 　（答一种即可）。
【举一反三4】回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源和能源。回收1吨废钢铁可炼得好钢0.9吨，与用矿石冶炼相比，可节省大约一半的成本。某实验小组设计了如下实验装置，利用烘干后的生锈铁粉样品模拟回收铁的过程。
[查阅资料]氢气具有还原性。
主要实验步骤：
①连接装置，检查装置的气密性；
②向装置A的硬质玻璃管中加入一定质量的上述样品；
③先通入一段时间H2，称得反应前装置B的质量为m1；
④点燃酒精喷灯，加热；
⑤待完全反应后，停止加热，继续通入一段时间H2；
⑥称得装置B的质量为m2。
请回答下列问题：
(1)铁粉与空气中的 　 　反应生成铁锈。
(2)装置B利用了浓硫酸的 　 　(填“吸水”或“脱水”)性。
(3)步骤③中先通入一段时间H2的目的是 　 。
(4)计算该反应生成Fe的质量为 　 (填化简后的表达式)。
鲁教版（2024）九年级下册 第九单元　金属第三节　金属材料的锈蚀与防护 题型专练（参考答案）
【题型1】影响钢铁锈蚀的因素
【典型例题】某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验（点燃操作已略去）。下列错误的是（　　）
A.对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一
B.对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一
C.对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一
D.对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧
【答案】B
【解析】对比①③可知，①中铁丝不生锈，③中铁丝生锈，说明水是铁丝生锈的条件之一，故A正确；对比①②可知，变量有氧气、水，不能得出氧气是铁丝生锈的条件之一，故B错误；对比②③可知，除了氧气外，其它条件均相同，可得出氧气是铁丝燃烧的条件之一，故C正确；对比③④可知，除了铁丝形状不同外，其它条件均相同，可得出铁丝形状能影响铁丝的燃烧，故D正确。
【举一反三1】如图是探究铁钉锈蚀条件的三个实验，一段时间后观察现象。下列说法正确的是(　　)
A. 比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是丙
B.对比①②说明铁生锈需要水
C.对比①③说明铁生锈需要空气
D.③中氯化钙的作用是作干燥剂
【答案】D
【解析】比较①中甲、乙、丙三处，生锈最明显的地方是乙，因为它和水和氧气同时接触；对比①②说明铁生锈需要氧气参与；对比①③说明铁生锈需要水。
【举一反三2】如图是化学兴趣小组在课外设计的“趣味实验”，先将用饱和食盐水浸润的钢丝棉放入集气瓶中，再塞紧带导管的单孔橡胶塞，固定在铁架台上(导管末端浸入彩色水中)进行实验。下列说法错误的是(　　)
A.一段时间后可观察到钢丝棉生锈
B.彩色水沿导管流入集气瓶中，是因为瓶内压强减小
C.饱和食盐水的作用是加快钢丝棉的锈蚀
D.若利用该实验装置测定空气中氧气的含量，除改动装置外还需将钢丝棉换成足量铜丝
【答案】D
【解析】铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果，钢丝棉锈蚀，故A正确；铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果，钢棉锈蚀，会消耗装置中的氧气、水分，使装置内压强减小，在大气压的作用下，彩色水沿导管倒流入集气瓶中，故B正确；在有盐分存在的环境下，促进铁制品的锈蚀，因此饱和食盐水的作用是加快钢丝棉的锈蚀，故C正确；铜能与空气中的氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀，若将钢丝棉换成足量铜丝，因空气中二氧化碳含量约为0.03%，铜不能将装置内的氧气耗尽，不能比较准确地测定空气中氧气的含量，故D错误。
【举一反三3】根据对金属和金属材料的认识，回答下列问题：
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________发生反应的结果，洗净后的铁锅要擦干，理由是_____________________________。
(2)炼铁的主要原理是：高温下，一氧化碳与氧化铁(Fe2O3)反应生成铁。其反应的化学方程式为_________________。
(3)2010年5月，在明代古沉船“南澳Ⅰ号”打捞出水的文物中，铜器的表面仅有铜锈，而铁器却锈迹斑斑或烂掉．这说明铁的金属活动性比铜的________(填“弱”或“强”)，写出一个用金属与盐溶液反应验证铁与铜金属活动性强弱的化学方程式：_______________。
【答案】(1)水和氧气　防止生锈　
(2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　
(3)强　Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
【解析】(1)铁在有水和氧气并存时易生锈，要防锈就是使铁与水或氧气隔绝。(2)一氧化碳能与氧化铁反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。(3)铁易生锈，而铜不易生锈，说明铁的活动性比铜强；在金属活动性顺序中，铁在铜的前面，铁能与硫酸铜反应，化学方程式为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
【举一反三4】金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验，其应用推动了社会的发展。
（1）如下图所示，生活中电线一般用铜制，是利用了铜良好的 　 　性。黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下痕迹，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度 　 　（填“大”或“小”）。
（2）目前，铁是使用量最大的金属。①铁栅栏表面的冷喷锌涂层能隔绝 　 　，达到防止生锈的目的；②写出工业上用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）和CO在高温条件下反应生成Fe的化学方程式 　 　。
（3）为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，某同学设计了以下四组实验：
欲验证铁、铜、银的金属活动性顺序，则实验④中X和Y的组合是 　 　，该反应属于 　 　反应（填基本反应类型）。
（4）将一定量的铁粉加入到含有Cu（NO3）2和AgNO3的废液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生。下列判断正确的是 　 　（填字母序号）。
A．滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中可能含有Cu（NO3）2和AgNO3
B．滤渣中一定不含Fe，滤液中一定含有Fe（NO3）2和Cu（NO3）2
C．滤渣中一定含有Ag，滤液中可能含有Cu（NO3）2和AgNO3
D．滤渣中一定含有Ag、Cu、Fe，滤液中一定含有Fe（NO3）2
【答案】（1）导电；大；（2）“氧气和水”或“空气和水”；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）Cu和AgNO3溶液（合理即可）；置换；（4）D。
【解析】（1）如下图所示，生活中电线一般用铜制，是利用了铜良好的导电性。黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下痕迹，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度大；
（2）①根据铁生锈的条件可知，铁栅栏表面的冷喷锌涂层能隔绝氧气（或空气）和水，达到防止生锈的目的；②赤铁矿（主要成分是Fe2O3）和CO在高温条件下反应生成Fe和二氧化碳，反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）铁能与稀硫酸反应生成氢气，铜不能与稀硫酸反应，可以证明金属的活动性：Fe＞Cu，铁能置换出硝酸银中的银，可以证明金属活动性：Fe＞Cu，欲验证铁、铜、银的金属活动性顺序，还需验证铜、银活动性顺序，实验④中X和Y的组合可以是Cu和AgNO3溶液，铜能置换出AgNO3溶液中银，同时生成硝酸铜，该反应是由一种单质和一种化合物反应生成一种单质和一种化合物的反应，属于置换反应；
（4）铁的金属活动性比铜强，铜的活动性强于银，将一定量的铁粉加入到含有Cu（NO3）2和AgNO3的废液中，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁粉，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜。充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，银、铜均不与稀盐酸反应，则说明滤渣中含有能与稀盐酸反应的铁，说明铁是过量的。铁是过量的，滤渣中一定含有Ag、Cu、Fe，滤液中不可能含有Cu（NO3）2和AgNO3，A错误；铁是过量的，滤渣中一定含有Fe，滤液中一定含有Fe（NO3）2，不可能含有Cu（NO3）2，B错误；铁是过量的，滤渣中一定含有Ag、Cu、Fe，滤液中不可能含有Cu（NO3）2和AgNO3，C错误；铁是过量的，滤渣中一定含有Ag、Cu、Fe，滤液中一定含有Fe（NO3）2，D正确。
【举一反三5】“暖宝宝贴”(主要成分为铁粉)的发热原理是铁粉锈蚀放热。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量，实验装置如图所示，实验后观察到从量筒中进入广口瓶中水的体积为 45 mL(铁粉锈蚀消耗的水忽略不计)。
(1)铁生锈是铁与_________共同作用的结果。
(2)量筒中水进入广口瓶的原因是_________________________________。
(3)该实验测得空气中氧气的体积分数约为________________(结果精确至0.1%)。与理论值相比，该实验所得________________ (填“偏大”或“偏小”)，原因可能是______________________。
【答案】(1)氧气、水蒸气
(2)铁生锈消耗瓶内氧气，导致瓶内压强减小
(3)19.6% 偏小　　瓶内氧气未消耗完(合理即可)
【解析】(1)铁生锈是铁与氧气、水蒸气共同作用的结果。(2)铁生锈消耗瓶内氧气，导致瓶内气压减小，在外界大气压作用下，量筒中的水进入广口瓶。(3)进入瓶内的水的体积等于铁生锈消耗的氧气体积，据此可知瓶内空气中含有45 mL 氧气，瓶内空气的体积为250 mL-20 mL=230 mL，据此计算空气中氧气的体积分数为 45 mL/230 mL×100%≈19.6%。空气中氧气的体积分数约为 21%，故该实验所得值偏小，原因可能是铁生锈没有将瓶内空气中的氧气消耗完或装置气密性不好等。
【举一反三6】学习控制变量和对比实验的实验设计方法是初中化学学习的重要任务之一。根据如图所示实验回答问题。
（1）实验1是燃烧条件的探究实验，A和C对比，得出的结论是 　 　，依据的现象是 　 　；B和C能否形成对比实验，证明燃烧的某一条件？　 　（填“能”或“不能”）。
（2）实验2是铁生锈条件的探究实验。能得到“铁生锈需要氧气”这一结论依据的现象是 　 　；对比D和 G探究食盐是否能加快铁生锈的速率，则试管 G中的物质X和Y分别是 　 　。
【答案】（1）燃烧的条件之一是与氧气接触；A处白磷燃烧，C处白磷不燃烧；不能；
（2）D中铁钉生锈，E中铁钉不生锈；空气和食盐水。
【解析】（1）实验1是燃烧条件的探究实验，A铜片上的白磷（与氧气接触、温度达到白磷的着火点）能燃烧，C水中的白磷（与氧气隔绝，温度达到白磷的着火点）不燃烧，二者对比，得出的结论是燃烧的条件之一是与氧气接触，依据的现象是A处白磷燃烧，C处白磷不燃烧；根据对比实验中，控制变量唯一的原则，B和C变量不唯一，不能形成对比实验，证明燃烧的某一条件；
（2）D中铁钉（与氧气和水接触）生锈，E中铁钉（只与水接触）不生锈，则能得到“铁生锈需要氧气”；对比D和 G探究食盐是否能加快铁生锈的速率，根据对比实验中，控制变量唯一的原则，则试管 G中的物质X和Y分别是空气和食盐水；
【题型2】金属制品的锈蚀及防锈措施
【典型例题】下列措施中，不能防止钢铁生锈的是（　　）
A.在钢铁表面涂油
B.存放在潮湿的空气中
C.在钢铁表面刷漆
D.镀耐磨和耐腐蚀的铬
【答案】B
【解析】在钢铁表面涂油，隔绝了铁与氧气和水的接触，能防止钢铁生锈，故A错误；存放在潮湿的空气中，铁与氧气和水接触，不能防止钢铁生锈，故B正确；在钢铁表面刷漆，隔绝了铁与氧气和水的接触，能防止钢铁生锈，故C错误；镀耐磨和耐腐蚀的铬，隔绝了铁与氧气和水的接触，能防止钢铁生锈，故D错误。
【举一反三1】“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一，对下列事实的解释正确的是（　　）
A.铁门刷上油漆可防锈——改变了金属的内部结构
B.众人拾柴火焰高——可燃物越多，着火点越低，越易燃烧
C.用活性炭净水——活性炭可吸附水中Ca2+、Mg2+离子使水软化
D.氧气能被液化贮存于钢瓶——分子间有间隔、且压强大、温度低氧分子间隔变小
【答案】D
【解析】铁与氧气、水充分接触时容易生锈，铁门刷上油漆可防锈，是因为隔绝氧气和水，达到防锈的目的，故A错误；众人拾柴火焰高，含义是可燃物越多，放出的热量越多，燃烧越旺，故B错误；用活性炭净水，是因为活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，活性炭不能吸附水中的钙离子和镁离子，不能使水软化，故C错误；氧气能被液化贮存于钢瓶，是因为分子之间存在间隔，且压强增大，温度降低，氧分子之间的间隔可变小，故D正确。
【举一反三2】铁、铜和铝是人类生产生活中常用的金属。
（1）地壳中含量最多的金属元素是 　 　。
（2）用铜、铝做导线，主要利用了它们的 　 　性。
（3）铁锅易生锈，铁生锈的条件是铁与空气中的水和 　 　共同作用的结果。
（4）“曾青得铁则化为铜”（西汉 刘安《淮南万毕术》）被誉为现代湿法冶金的先驱。意思是铁与天然存在的硫酸铜溶液发生反应置换生成单质铜，该反应的化学方程式为 　 　。
【答案】（1）铝；（2）导电；（3）氧气；（4）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。
【解析】（1）地壳中含量最高的金属是铝，故答案为：铝；
（2）电路中的导线多数是用铜、铝制做的，利用的是它们的导电性，故答案为：导电；
（3）钢铁生锈实际是铁与空气中的氧气和水分发生化学反应，故答案为：氧气；
（4）“曾青得铁则化为铜”，其中的“曾青”就是指硫酸铜，这句话的意思就是说：硫酸铜溶液遇到金属铁时，铁与硫酸铜发生置换反应能生成金属铜，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4，故答案为：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。
【举一反三3】钢铁是应用广泛的金属材料。
（1）英国学者R 坦普尔论证了我国古代冶铁技术世界第一。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。
①“黑土”含有磷酸铁（FePO4），其中磷元素的化合价为 　 　。
②生铁生产过程中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为 　 　。
③炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的 　 　，获得性能更好的钢。
（2）对钢铁制品进行“发蓝”处理，使表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程发生了 　 　（填“物理变化”或“化学变化”）。
②铁生锈是铁与 　 　接触的结果，致密氧化膜能防止钢铁锈蚀的原因是 　 　。
【答案】（1）①+5；②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；③含碳量；（2）①化学变化；②氧气和水；隔绝氧气和水。
【解析】（1）①在化合物中，铁元素显+3价，氧元素显﹣2价，设其中磷元素的化合价为x，则：
（+3）+x+（﹣2）×4＝0，x＝+5；②工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；③生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的含碳量，获得性能更好的钢；（2）①“发蓝”过程中有新物质生成，发生了化学变化；②铁生锈是铁与氧气和水共同接触的结果，致密氧化膜能防止钢铁锈蚀的原因是隔绝氧气和水。
【举一反三4】利用如图实验装置探究金属性质。
（1）实验A中纯铜上有明显的划痕，说明了黄铜（铜锌合金）比纯铜 　 　。
（2）实验B中铁生锈了，铁生锈是铁发生化学反应生成 　 　。
（3）实验C：比较铁和锌的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入质量和形状完全相同的铁片和锌片；②　 　。
（4）实验D中的最明显的反应现象是 　 　；由此我们可得出金属铁、锌、铜的活动性由强到弱的顺序是 　 　。
【答案】（1）硬度大；（2）Fe2O3；（3）加入等质量和等浓度的稀硫酸；（4）a试管中铁片没有变化，b试管中铁片表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色；锌、铁、铜。
【解析】（1）实验A中纯铜上有明显的划痕，说明了黄铜（铜锌合金）比纯铜硬度大；（2）实验B中铁生锈了，铁生锈是铁发生化学反应生成氧化铁，化学式为Fe2O3；（3）实验C：比较铁和锌的金属活动性强弱，根据控制变量唯一的原则，所使用的药品的质量、浓度、形状都要完全相同，则加入质量和形状完全相同的铁片和锌片以及等质量、等浓度稀硫酸；（4）铁不能与氯化锌反应，铁能与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，可以看到a试管中铁片没有变化，b试管中铁片表面有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色，说明锌比铁活泼，铁比铜活泼，由此可得出金属铁、锌、铜的活动性由强到弱的顺序为锌、铁、铜。
【题型3】废旧金属的回收利用
【典型例题】下列有关金属的说法正确的是（　　）
A.所有金属都呈银白色
B.常温下，所有的金属都是固体
C.为了增加金属产量，大量开采金属矿物
D.金属的回收利用，能减少对环境的污染
【答案】D
【解析】不是所有金属都是银白色，如铜是紫红色的，A错误；常温下汞是液态的，B错误；金属资源的开采应该合理，不能大量开采，C错误；金属的回收利用，能减少对环境的污染，D正确。
【举一反三1】世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护的措施中不正确的是(　　)
A.铝的抗腐蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅
B.同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀
C.根据金属与氧气反应的难易程度可以初步比较金属的活动性
D.金属资源是不可再生资源，要有计划、合理开采
【答案】A
【解析】铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，用钢丝球擦洗铝锅，会破坏氧化铝薄膜，A错误。海南气候湿润，兰州气候干燥，同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀，B正确。根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较金属的活动性，越容易与氧气反应，金属活动性越强，C正确。金属资源是不可再生资源，要有计划、合理开采，D正确。
【举一反三2】利用电池作为能量来源，在现代社会生活中的各个方面发挥了很大作用。某型号锂电池组分及含量的百分比如图所示：
（1）铜箔由铜块加工而成，体现铜的 　 　性。
（2）锂电池工作时能量转化的方式是 　 　。
（3）电池的正极材料是钴酸锂（LiCoO2）。锂元素在元素周期表中的信息以及钴原子的结构示意图如图所示。
①Li的相对原子质量为 　 　，核外电子数为 　 　。
②X的值为 　 　。
（4）回收锂电池的意义是 　 　（写一点）。
【答案】（1）延展；（2）由化学能转化为电能；（3）①6.941；3；②15；（4）节约金属资源、减少环境污染。
【解析】（1）铜箔由铜块加工而成，体现了铜的延展性；（2）锂电池工作时能量转化的方式是由化学能转化为电能；（3）①由元素周期表中的一格可知，汉字下方数字表示相对原子质量，相对原子质量单位为“1”，通常省略不写，故Li的相对原子质量为6.941；汉字左上方数字表示原子序数，在原子中，原子序数＝核外电子数，故锂原子的核外电子数为3；②由钴原子的结构示意图可知，圈内数字表示核电荷数，在原子中，核电荷数＝核外电子数，则X＝27﹣2﹣8﹣2＝15；（4）回收锂电池的意义是节约金属资源、减少环境污染等。
【举一反三3】人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用为标志的。根据所学知识回答下列问题：
（1）将硬铝片和纯铝片相互刻画，纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度 　 　；
（2）生活中常用铜制导线，利用了铜具有良好的 　 　性；
（3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与 　 　反应；
（4）实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀，反应的化学方程式是 　 　；
（5）保护金属资源的有效途径有 　 　（答一种即可）。
【答案】（1）大；（2）导电；（3）氧气；（4）Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；（5）回收利用废旧金属等（合理即可）。
【解析】（1）将硬铝片和纯铝片相互刻画，纯铝片上留下划痕，说明硬铝比纯铝的硬度大，即合金的硬度大于构成其纯金属的硬度;（2）生活中常用铜制导线，是铜具有良好的导电性;（3）“真金不怕火炼”意思是金即使在高温时也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼;（4）实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀，是盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑;（5）保护金属资源的有效途径有回收利用废旧金属、合理有效地开采矿物、寻找金属代用品等。
【举一反三4】回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源和能源。回收1吨废钢铁可炼得好钢0.9吨，与用矿石冶炼相比，可节省大约一半的成本。某实验小组设计了如下实验装置，利用烘干后的生锈铁粉样品模拟回收铁的过程。
[查阅资料]氢气具有还原性。
主要实验步骤：
①连接装置，检查装置的气密性；
②向装置A的硬质玻璃管中加入一定质量的上述样品；
③先通入一段时间H2，称得反应前装置B的质量为m1；
④点燃酒精喷灯，加热；
⑤待完全反应后，停止加热，继续通入一段时间H2；
⑥称得装置B的质量为m2。
请回答下列问题：
(1)铁粉与空气中的 　 　反应生成铁锈。
(2)装置B利用了浓硫酸的 　 　(填“吸水”或“脱水”)性。
(3)步骤③中先通入一段时间H2的目的是 　 。
(4)计算该反应生成Fe的质量为 　 (填化简后的表达式)。
【答案】(1)氧气和水 (2)吸水 (3)排尽装置内空气，防止加热时发生爆炸 (4)
【解析】(4)铁锈主要成分是氧化铁，氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁和水，浓硫酸具有吸水性，因此装置B增重的质量为生成水的质量，即m2﹣m1，设生成铁的质量为x。
Fe2O3+3H22Fe+3H2O
112 54
X m2﹣m1
，
x 。

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