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6.3金属防护和废金属回收
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．作为中学生我们应该养成生活垃圾分类投放的良好习惯。废弃电池应投入下列哪种标识的垃圾箱中
A．厨余垃圾 B．有害垃圾
C．其他垃圾 D．可回收物
A．A B．B C．C D．D
2．大白塔是五台山的一大标志。大白塔圆盘上面是风磨铜宝瓶，从铜顶到铜盘边缘由铜链来固定。用铜制作与用铁制作相比，优点是
A．耐高温 B．密度大 C．不易生锈 D．储量丰富
3．下列生活中的做法合理的是
A．炒菜时油锅中的油着火，用水浇灭
B．食品包装袋内放一包铁粉，用来吸收袋内空气中的水和氧气
C．用煤炉取暖，在煤炉上放一壶水以防止CO中毒
D．煮肉后的铝锅，可用钢丝球反复擦洗干净
4．如图为有关铁的化学性质的两个实验。下列说法正确的是
A．甲、乙实验中的水作用相同
B．甲、乙实验说明铁在不同条件下可与氧气反应
C．乙实验中ac对比说明铁的锈蚀与氧气有关
D．乙实验b中铁钉锈蚀最严重
5．化学物质通常都有其“功”与“过”，以下对化学物质的评价不符合事实的是
A．氧气可供人呼吸，但会使食物变质
B．二氧化碳虽是温室气体，但可作气体肥料
C．冬天家庭燃煤取暖易产生一氧化碳，它可用于冶炼金属，但会使人中毒
D．钢铁锈蚀会造成金属资源的严重浪费以及环境的污染，有百害而无一利
6．下列实验设计不能达到实验目的的是
A．验证蜡烛燃烧产物有水
B．探究温度对分子运动速率的影响
C．验证质量守恒定律
D．探究铁生锈与水和氧气有关
7．生活中的下列现象，属于化学变化的是（　　）
A．水分蒸发 B．菜刀生锈 C．石蜡熔化 D．轮胎爆炸
8．下列有关金属资源的说法正确的是
A．铁只要与氧气接触就会生锈
B．俗话说：真金不怕火炼，是因为金的化学性质不活泼
C．银有很好的导电性，所以电线都是银制的
D．铝合金的硬度没有纯铝的硬度大
9．下列有关金属的说法错误的是
A．常温下所有的金属都是固体
B．铁制品在潮湿的空气中易生锈
C．铝片表面易生成致密的氧化膜
D．“真金不怕火炼”说明金的化学性质很不活泼
10．铁生锈的条件
A．仅需要氧气 B．仅需要水 C．氧气和水 D．氧气或水
11．下列反应条件的改变对 速率的影响不正确的是
A．增大O2的浓度能加快生锈速率
B．潮湿环境中铁生锈的速率更快
C．升高温度能加快生锈速率
D．干燥空气中铁生锈速率更快
12．同学们设计的下列实验方案(夹持装置已略去)，能达到实验目的的是
目的 A．验证质量守恒定律 B．探究空气中氧气的含量和燃烧的条件
方案
目的 C．比较和催化分解的效果 D．探究铁生锈的条件
方案
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
13．安全办冬奥准备过程中，为了工作人员的健康，所有人员都要佩戴口罩，口罩主要起______作用。场馆内铁质护栏容易生锈，原因是______，请写出一种防止铁质护栏生锈的方法______。
14．已知A为黑色粉末，B为单质，D为红色单质，A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如图所示。请回答：
(1)写出物质C的化学式：___________；
(2)写一种由B元素组成的单质的名称___________；
(3)写出反应①的化学方程式为___________。
15．某化学小组围绕四氧化三铁开展主题学习。
（一）制备
方法一：
方法二：
(1)方法一中发生反应的化学方程式为______；低碳铁皮在空气中跟______等物质作用会生锈。
(2)方法二中 A的化学式是______。操作I和操作Ⅱ的名称均为______。
(3)氢氧化氧铁（FeOOH）中铁元素的化合价为______。
（二）应用：纳米高性能Fe3O4可以实现高效催化分解水，其反应历程如下图所示：
(4)分解水前后Fe3O4的______和______不变。
(5)在加热的条件下，反应b的化学方程式为______。
16．阅读分析，解决问题：
中国天眼
中国天眼是世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，其灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上，大幅拓展人类的视野，用于探索宇宙起源和演化。
中国天眼为索网结构，其表面不是一块完整的材料，而是由钢索和4450块独立的铝合金反射板构成。每块反射板单元之间都留有一定空隙，不仅可以灵活地控制反射面，对准天体目标，还能使降雨及各类灰尘通过空隙落入地表，确保其反射面无杂物。而在其外部，钢制圈梁和支撑塔则支撑了整个望远镜结构的骨架，确保内部结构的稳定。
随着中国天眼的正式运行，解决其日常检查和维护作业成为另一大需要考虑的问题。我国相关科研人员研制了“微重力蜘蛛人”设备，其主要部分是一个直径超过7的氦气球，圆球内部设有隔层，分别注入了氦气和空气，利用氦气球提供浮力抵消检查和维护人员的大部分体重，而空气的存在可以调节整个气囊内部的压力，确保了在进行检查和维护作业时不会对设备造成损坏及影响其正常观测。
(1)相比于其他望远镜，中国天眼的优点是___________。
(2)天眼的每块反射板单元之间留有一定空隙的原因是___________(答1点)。
(3)支撑塔所用的钢属于___________材料，钢可由生铁制成，其工艺是将烧红的生铁在空气中反复锤打，降低其含碳量，该过程中反应的化学方程式为___________。
(4)为防止中国天眼的钢制品生锈，可采取的措施是___________。
(5)在检查和维护作业时，“微重力蜘蛛人”设备中氦气球能提供浮力从而抵消检查和维护人的大部分体重，主要运用了氦气___________的性质。
17．下列叙述中，前者是化学变化，后者是化学性质的是______
A纯铁具有银白色金属光泽，质软：铁制品放在潮湿的空气中容易生锈
B植物油可以燃烧：放在衣柜里的樟脑丸逐渐变小最后不见了
C二氧化碳通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊：汽油易燃烧
D__________________
三、实验题
18．对比实验是化学中最常用的方法，回答下列问题：

(1)图一中通过上述实验得出的结论是：___________。
(2)图二中对比铜片上的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧的现象说明燃烧必须与___________接触；
(3)图三中对比试管___________，说明铁生锈必须有水参加。为了使实验条件更加充分，在此实验中久置的蒸馏水需要煮沸后迅速冷却的目的是___________。
四、综合应用题
19．人类文明与社会进步同金属材料关系密切。请回答下列问题。
(一)铁的锈蚀和防护
(1)铁生锈的主要过程为∶
Ⅰ.写出转化①的化学方程式___________。
Ⅱ. 请提出防止铁生锈的一条措施___________。
(2)铝的金属活动性比铁___________(填“强”或者“弱”)，但铝制品却具有比较好的抗腐蚀性能， 其原因是 ___________。
(二)铁的化合物应用
黄铁矿(主要成分是 FeS2)，是一种重要的化工原料，可用来制备硫酸和炼铁(图1)。
(1). 工业上将黄铁矿粉碎的目的是___________。
(2).生产硫酸后的尾气中含有 SO2，如直接排放可能会造成环境问题是___________。
(3).高炉炼铁的化学方程式为___________，原料中焦炭的作用是___________ 。
(4).150 吨含 FeS280%黄铁矿理论上最多可制得 96%生铁___________吨。(结果保留1位小数)
(三)铁的冶炼和探究
取 24.0g Fe2O3粉末，小组同学用图2装置模拟炼铁，并测得反应后固体成分。
图2
资料∶ 碱石灰可吸收 H2O 和 CO2，不与 CO 反应。
(1)连接装置，先___________，再装入药品。
(2)实验时先通入 CO，目的是___________ 。
(3)控制A中温度在 700℃至固体全部变黑，继续通CO至冷却，目的是防止生成的铁重新被氧化和___________ 。
(4)通过测定装置 B中固体的质量变化，可准确求得装置 A 中剩余固体质量。装置C的作用是___________。现直接测得装置 A 中剩余固体质量为 19.2g。则装置 B 中固体应增重___________g。
(5)经分析A中剩余固体 19.2g 为Fe和 FexOy的混合物，向其中加入足量的稀 H2SO4充分 反应，得 H2 0.3g，则固体中 Fe 的质量为___________g，FexOy的化学式为___________ 。
《6.3金属防护和废金属回收》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C B B D D B B A C
题号 11 12
答案 D B
1．B
【详解】废弃电池中含有重金属等有害物质，属于有害垃圾，应投入有害垃圾标识的垃圾箱中。
故选B。
2．C
【详解】铜的金属活动性比铁弱，因此用铜制作与用铁制作相比，铜制品不容易生锈。
故选C。
3．B
【详解】A、油的密度比水小，加少量水后，油会漂浮于水面上，与氧气的接触面积更大，更容易燃烧，错误；
B、铁粉与空气中的氧气和水蒸气反应生成铁锈，可以吸收食品包装中的氧气和水蒸气，使食物保持新鲜，正确；
C、一氧化碳有毒，难溶于水，不与水反应，煤炉上放一壶水不能防止CO中毒，错误；
D、铝锅的表面有一层致密的氧化铝薄膜，不能用钢丝球反复擦洗干净，用钢丝球擦洗铝锅，会破坏氧化铝薄膜，错误。
故选B。
4．B
【详解】A、甲实验中的水作用是防止溅落的熔化物炸裂瓶底；乙实验中的水作用是证明铁的锈蚀与水有关。所以甲、乙实验中的水作用不同。A不正确；
B、甲实验说明铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁；乙实验说明铁的锈蚀与氧气和水有关。所以甲、乙实验说明铁在不同条件下可与氧气反应。B正确；
C、乙实验中a试管内铁钉与水和氧气充分接触，c试管内铁钉只能与干燥的氧气接触，a试管内铁钉生锈，c试管内铁钉没有生锈。所以乙实验中ac对比说明铁的锈蚀与水有关。C不正确；
D、乙实验中a试管内铁钉与水和氧气充分接触，b试管内铁钉只与水接触，c试管内铁钉只能与干燥的氧气接触，所以a试管内铁钉生锈，b、c试管内铁钉没有生锈。即乙实验a中铁钉锈蚀最严重。D不正确。
综上所述：选择B。
5．D
【详解】A、氧气可供人呼吸，但会使食物变质，符合事实，不符合题意；
B、二氧化碳虽是温室气体，但可作气体肥料，符合事实，不符合题意；
C、冬天家庭燃煤取暖易产生一氧化碳，它可用于冶炼金属，但会使人中毒，符合事实，不符合题意；
D、钢铁锈蚀会造成金属资源的严重浪费以及环境的污染，不过人们也可以利用铁生锈原理将铁粉制成除氧剂等，故符合题意；
故选D。
6．D
【详解】A、实验中，在蜡烛火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁出现水雾，说明蜡烛燃烧生成了水，该实验可以达到验证蜡烛燃烧产物有水的目的；
B、实验中，向等体积的冷水和热水中加入品红，热水中的品红扩散更快，说明温度越高，分子运动速率越快，该实验可以达到探究温度对分子运动速率的影响的目的；
C、实验中，铜粉在密闭容器中燃烧，反应前后天平保持平衡，能验证参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，该实验可以达到验证质量守恒定律的目的；
D、实验中，左边试管的铁钉只与氧气接触，干燥剂吸收试管内的水蒸气，右边试管的铁钉与氧气、水同时接触，一段时间后，左边试管的铁钉不生锈，右边试管的铁钉生锈，该实验只能验证铁生锈与水有关，不能验证铁生锈与氧气有关，因此该实验不能达到探究铁生锈与氧气有关的目的；
故选：D。
7．B
【详解】A、水分蒸发过程中没有新物质生成，属于物理变化，故错误。
B、菜刀生锈过程中有新物质铁锈生成，属于化学变化，故正确。
C、石蜡熔化过程中只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，故错误。
D、轮胎爆炸过程中没有新物质生成，属于物理变化，故错误。
故选：B。
8．B
【详解】A、铁氧化需要和水和氧气接触，干燥的铁与氧气接触不易生锈，故说法错误；
B、真金不怕火炼，是因为金的化学性质不活泼，即使在高温的条件下也不易发生化学反应，故说法正确；
C、银有很好的导电性，但因为地壳中银的含量少，价格昂贵，所以电线都不用银制，故说法错误；
D、合金的硬度比组成合金的各金属的硬度都更大，铝合金的硬度比纯铝的硬度大，故说法错误。
故选B。
9．A
【详解】A、常温下大部分金属是固体，金属汞为液体，选项说法错误，故符合题意；
B、铁制品在潮湿的空气中与水、氧气接触会生锈，选项说法正确，故不符合题意；
C、铝片表面易与空气中氧气生成致密的氧化物薄膜，阻止内部铝进一步氧化，选项说法正确，故不符合题意；
D、“真金不怕火炼”说明金的化学性质很不活泼，选项说法正确，故不符合题意。
10．C
【详解】铁与氧气和水共同接触时会生锈，故选C。
11．D
【详解】A、增大反应物的浓度能加快反应速率，则增大O2的浓度能加快生锈速率，说法正确；
B、潮湿环境中，相当于有更多的水与铁接触，能加快铁生锈的速率，说法正确；
C、温度越高反应速率越快，则升高温度能加快生锈速率，说法正确；
D、干燥空气中，不含水，铁不容易生锈，说法错误。
故选：D。
12．B
【详解】A、验证质量守恒定律时，有气体参加或生成的反应需要在密闭容器中进行，该实验中铁与稀硫酸反应生成氢气，氢气会逸散到空气中，导致天平不平衡，无法准确验证质量守恒定律，不能达到实验目的，此选项错误；
B、该装置中白磷燃烧消耗氧气，通过进入水的体积可测定空气中氧气的含量，同时铜片上的红磷与氧气接触，温度达不到着火点，不发生燃烧，试管内白磷与氧气接触，温度达到着火点，发生燃烧，可说明燃烧需要达到着火点，试管内白磷与氧气接触，温度达到着火点，发生燃烧，水中白磷不与氧气接触，温度达到着火点，不发生燃烧，可说明燃烧需要氧气，所以该实验可以探究空气中氧气的含量和燃烧的条件，能达到实验目的，此选项正确；
C、比较MnO2和Fe2O3催化H2O2分解的效果，需要控制变量，保证H2O2溶液的浓度和体积相同，而该实验中H2O2溶液的浓度不同，无法准确比较二者的催化效果，不能达到实验目的，此选项错误；
D、左边试管中的铁只与水接触，不生锈，右边试管中的铁只与氧气接触，不生锈，无法探究铁生锈的条件，不能达到实验目的，此选项错误。
故选：B。
13． 过滤 场馆内水蒸气含量较高，在水蒸气和氧气共同作用下而生锈 喷漆（合理即可）
【详解】口罩的作用为阻挡粉尘颗粒，隔离飞沫、病毒等。故填：过滤
场馆内由于冰的升华等因素，导致场馆内水蒸气含量高于室外，因此更易生锈。故填：场馆内水蒸气含量较高，在水蒸气和氧气共同作用下而生锈
防止生锈的方法有很多，如喷漆、涂油、制成合金、保持干燥等，因为护栏生锈，不能填涂油等。故填：喷漆（合理即可）
14．(1)
(2)金刚石或石墨
(3)
【分析】A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如图所示。A为黑色粉末，B为单质，A和B在高温的条件下生成C和D，D为红色单质，C和澄清石灰水反应生成沉淀E，氧化铜和碳在高温的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，则A是氧化铜，B是碳，C是二氧化碳，D是铜，E是碳酸钙，代入验证，推论合理。
【详解】（1）由分析可知，物质C是二氧化碳，化学式为：CO2；
（2）B元素是碳元素，由碳元素组成的单质的名称是金刚石或石墨等；
（3）反应①是氧化铜和碳在高温的条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为。
15．(1) 氧气、水（或O2、H2O）
(2) FeSO4 过滤
(3)+3
(4) 质量（或化学性质） 化学性质（或质量）（与前空对应，两者不相同）
(5)3FeO+H2OFe3O4+H2↑
【详解】（1）方法一原理为：铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学反应方程式为：；铁生锈是铁与空气中氧气、水共同作用的结果；
（2）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，则溶液A中的溶质为硫酸亚铁，化学式为FeSO4；操作Ⅰ和操作Ⅱ都为固液分离，为过滤操作；
（3）FeOOH中，H为+1价，O为-2价，设Fe的化合价为x，化合物中元素的化合价代数和为0，则x+（-2）×2+（+1）=0，x=+3；
（4）根据流程图可知，Fe3O4为反应的催化剂，催化剂化学反应前后质量和化学性质不发生变化；
（5）根据流程图可知，反应b为FeO与H2O反应生成Fe3O4与H2，则化学反应方程式为：3FeO+H2OFe3O4+H2↑。
16．(1)灵敏度高(或口径大)
(2)可以灵活地控制反射面，对准天体目标(或使降雨及各类灰尘通过空隙落入地表，确保其反射面无杂物)
(3) 金属
(4)在表面涂防锈漆(合理即可)
(5)密度比空气小
【详解】（1）由题干原文信息可知，中国天眼相对其他望远镜，核心优势为灵敏度更高。
（2）由题干原文信息可知，每块反射板单元之间都留有一定空隙，不仅可以灵活地控制反射面，对准天体目标，还能使降雨及各类灰尘通过空隙落入地表，确保其反射面无杂物。
（3）钢是铁的合金，合金属于金属材料；生铁炼钢降低含碳量的原理是：生铁中过量的碳和空气中的氧气反应生成二氧化碳逸出，反应化学方程式为。
（4）铁生锈的条件是同时接触氧气和水，防锈原理是隔绝氧气和水，对大型钢结构，常用的防锈措施为刷防锈漆靠等。
（5）氦气球能提供浮力，核心原因是氦气密度比空气小。
17． C 蜡烛燃烧变得越来越短，氧气可以用来急救病人
【详解】A、纯铁具有银白色金属光泽，质软，颜色、硬度属于物理性质，铁制品放在潮湿的空气中容易生锈需要通过化学变化表现出来，属于化学性质，错误；
B、植物油可以燃烧是由于植物油具有可燃性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质，放在衣柜里的樟脑丸逐渐变小最后不见了，没有生成新物质，属于物理变化，错误；
C、二氧化碳通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，生成了新物质，属于化学变化，汽油易燃烧由于汽油具有可燃性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质，正确；
D、蜡烛燃烧变得越来越短，氧气可以用来急救病人。前者燃烧生成了新物质，属于化学变化，后者氧气具有助燃性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质。
故选C，故填：蜡烛燃烧变得越来越短，氧气可以用来急救病人。
18．(1)二氧化碳能与水反应生成酸
(2)氧气
(3) ①③ 除去水中氧气
【详解】（1）（I）稀醋酸显酸性，使紫色石蕊纸花变红色（II），水显中性，不能使紫色石蕊纸花变色，（III）二氧化碳不能使紫色石蕊纸花变色，（IV）二氧化碳和水反应生成碳酸，显酸性，能使紫色石蕊纸花变红色，则图一中通过上述实验得出的结论是：二氧化碳能与水反应生成酸。
（2）铜片上的白磷和氧气接触，温度达到白磷的着火点，可以燃烧，水中白磷与氧气不接触，不能燃烧，则图二中对比铜片上的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧的现象说明燃烧必须与氧气接触。
（3）①中铁钉与水和氧气接触，会生锈，③中铁钉不与水接触，与氧气接触，不生锈，则图三中对比试管①③，说明铁生锈必须有水参加。为了使实验条件更加充分，在此实验中久置的蒸馏水需要煮沸后迅速冷却的目的是除去水中氧气。
19． 刷漆、涂油，制成合金等 强 铝和氧气迅速反应形成致密的氧化物薄膜，阻止内部继续与氧气反应 增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应充分 形成酸雨 提供反应所需的温度和还原剂 58.3 检查装置气密性 排尽装置中的空气 使生成的 CO2完全进入B装置吸收 吸收空气中的 CO2和水蒸气，防止其进入B影响实验结果 13.2g 8.4 FeO
【详解】（一）
（1）
Ⅰ铁与水和氧气作用下生成氢氧化亚铁，化学方程式为：2Fe+O2+2H2O═2Fe（OH）2；
Ⅱ铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，所以要防止铁制品生锈，可以使铁制品表面保持干燥、在铁制品表面涂上油漆等措施；
（2）铝的金属活动性比铁强，但铝制品却具有比较好的抗腐蚀性能， 其原因是铝和氧气迅速反应形成致密的氧化物薄膜，阻止内部继续与氧气反应；
（二）
（1）增大反应物接触面积越大，反应越剧烈，黄铁矿粉碎会增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应充分；
（2）二氧化硫和水反应生成亚硫酸，所以SO2直接排放可能会造成酸雨；
（3）氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和CO2，化学方程式为；原料中焦炭的作用是提供反应所需的温度和还原剂；
（4）依据反应前后铁元素质量不变可知： ；
（三）
（1）有气体参加的反应，实验前需要检验装置的气密性，所以连接装置，先检查装置的气密性，再装入药品；
（2）CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，所以应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再加热；
（3）控制A中温度在700℃至固体全部变黑，继续通CO至冷却，可以防止生成的Fe被氧化，以及使生成的 CO2完全进入B装置吸收；
（4）碱石灰能够吸收水和二氧化碳，所以装置C的作用是：吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止其进入B影响实验结果；
测得装置 A 中剩余固体质量为19.2g，减少4.8g，就是氧元素的质量，所以设生成二氧化碳质量为x，
x=13.2g，所以装置B中固体应增重13.2g；
（5）设固体中铁的质量为y，
y=8.4g，
所以FexOy的质量为：19.2g-8.4g=10.8g，其中含有的铁元素的质量为： －8.4g=8.4g；氧元素质量为10.8g-8.4g=2.4g，则有 ， ，所以FexOy 的化学式为FeO。
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