[中考必杀技]金属锈蚀的迁移应用

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[中考必杀技]金属锈蚀的迁移应用

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[中考必杀技]金属锈蚀的迁移应用
【知识点的认识】
金属锈蚀的条件是金属要与水、空气中氧气或二氧化碳等接触。初中阶段主要是指金属铁的锈蚀条件,即铁与氧气、水同时接触就会生锈。防止铁制品生锈(即铁锈蚀的防护)的常用措施主要有如下:
1.用完铁制品后及时擦洗干净,置于干燥的环境,保持其表面的洁净、干燥。
2.在铁制品表面涂上一层保护膜。例如,机械零件等表面涂油,家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆,等等。
3.在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理(使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜)。例如,锯条、链条等。
4.在铁制品表面镀上一层其他金属。例如,自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上,经常镀锌、锡或铬等。
5.改变铁制品的内部结构,将其制成不锈钢等合金。
【命题方向】
该考点的命题方向主要是通过创设相关实验、问题情景或图表信息等,来考查学生对金属锈蚀的条件及其防护措施的理解或掌握情况,以及对空气的成分、金属的化学性质、氧气的化学性质、水的化学性质、食品包装内的保鲜剂(又称双吸剂,即吸收食品袋内残留氧气和水,以防食品腐烂变质)、化学方程式的书写和意义、合金及其性质等相关问题的分析、推断、表达的能力和对知识的迁移能力等;并且,经常将其与这些相关知识等关联起来,进行综合考查。命题方式就是结合着这些相关知识等来设计相应的综合性题目,让学生通过分析、推断和探究,来选择或解答有关金属锈蚀的条件及其防护措施的实际问题,或者是反过来设计考查,或者是对所给的有关的表达来进行科学的判断,等等。题型有选择题、填空题、实验探究题。中考重点是考查学生阅读、分析和提炼所给的实验、问题情景或图表信息的能力,对金属锈蚀的条件及其防护措施等相关知识的理解或掌握情况,以及运用它们来探究和分析解决实际问题的能力等。特别是,铁生锈的条件及其防护措施,以及将其迁移到铜的锈蚀条件(即铜与空气中的水、氧气和二氧化碳同时接触)是历年来中考命题的热点,当然也是中考考查这块知识的重中之重。
例题:某同学在一段旧的铜导线表面发现一些绿色物质,查阅相关资料知道是铜绿,主要成分是[Cu2( OH)2CO3].铜在什么样的条件下容易生锈?拟下列实验进行探究。
[提出问题]铜在什么条件下易生锈?
[假设猜想]根据铜绿的化学式,猜想铜生锈肯能是铜与氧气、   和     共同作用的结果。
[提出方案]
 [问题讨论](1)实验较长时间后,发现试管中的光亮的铜丝最先生锈   (填序号)
(2)B试管中光亮的铜丝不生锈,是因为它只与   接触,要使其生锈,还应加入   。
(3)C中NaOH的作用是除去空气中的CO2,从而使铜丝只与    、     同时接触。
(4)上述实验还不够完整,要得出正确的结论,还需再补充一个实验      (用文字叙述或用图示表示均可。
解析:首先根据质量守恒定律,铜绿的主要成分[Cu2( OH)2CO3],结合生锈的实际环境“在空气中”可作出猜想;在方案中作对比实验A、B、C,从比较现象的不同,得出B中铜丝不生锈的原因,C装置中增加一个氢氧化钠溶液,结合氢氧化钠的性质可知,其目的是为了吸收空气中的二氧化碳,使铜丝只与水、氧气接触,增加可比性。表面上看,通过A、B、C三个实验的对比,可得出结论,但实际上缺少一个对比实验,因为有四种情况即:铜与氧气、二氧化碳、水;铜与氧气、水;铜与氧气、二氧化碳;铜与水、二氧化碳,上面只讨论了前三种。
答案:假设:水(H2O)二氧化碳(CO2)(1)A(2)氧气(O2) 二氧化碳(CO2) 蒸馏水(3) O2 蒸馏水 (4)在盛有蒸馏水的试管中放入光亮的铜丝,通入CO2气体并塞紧橡皮赛,或如右图:
变式一:取3枚洁净无锈的铁钉,分别加入3支试管中,如图所示的物质进行实验,试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为( )
A.①②③ B.②①③
C.②③① D.③①②
[解析] 铁生锈是铁跟氧气、水等物质相互作用,发生一系列复杂的化学反应,使铁转化为铁的化合物的过程。3支试管中的铁钉都与水完全接触,①中的铁钉与溶解在水中的少量氧气接触,②中的铁钉与空气完全接触,③中的铁钉几乎不与氧气接触,因此试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为②①③。
[答案] B
变式二:在研究“铁生锈的条件”的实验中,某兴趣小组对实验进行了创新设计,请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝,绕成螺旋状,放入3支干燥洁净的试管底部,进行下列实验,实验要保证有足够长的时间来观察现象。
实验① 实验② 实验③
【实验现象】实验①②无明显现象,实验③中铁丝生锈,且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 (填名称)发生反应的结果。
【实验思考】
(1)当铁丝足量,时间足够长,实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的 。
(2)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(3)用完的菜刀要擦干存放,理由是 。
(4)铝比铁活泼,但铝难腐蚀,原因是 。
[答案] 【实验结论】氧气和水蒸气
【实验思考】(1)1/5(21%)(2)试管内空气体积减小(或试管内液面上升)
(3)除去水,防止生锈(4)易生成一层致密的氧化物保护膜,阻止铝进一步反应
[解析] 通过对照实验①②③可知,铁生锈是铁与空气中的氧气和水蒸气相互作用的结果;铁丝生锈消耗了试管中的氧气,使试管内气声压减少,水进入试管内约1/5的体积。
[答案](1)①碳、氧或C、O ②铜或Cu
变式三:我国外交部郑重声明,2009年2月25日在法国佳士德拍卖行拍卖的两件文物鼠首和兔首,其所属权为中国。这两件文物均属于我国圆明园流失在国外的精美铜饰品。铜在常温下几乎不和氧气反应,在潮湿的环境中锈蚀速度也比较慢,其主要是和空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气共同作用而生成铜锈。试回答:
铜制饰品为什么能长久的保存仍然精美如初?
如果你是收藏者,为防止铜制文物锈蚀应当注意什么?(答两点即可)
[解析] 根据题给信息可知,铜制饰品能长久保存仍然精美如初的原因是铜在常温下几乎不和氧气反应;根据铜生锈的条件可知防止铜制文物锈蚀应该注意破坏生锈的条件,即不与空气中的氧气或二氧化碳或水蒸气接触,具体方法有:保持表面干燥、放在装有保护气的密闭容器中、涂油、隔绝氧气、隔绝二氧化碳等。
[答案] 常温下铜的化学性质比较稳定 (或答铜在常温下几乎不和氧气反应、铜一直保存在干燥的环境中均给分) 保持表面干燥、放在装有保护气的密闭容器中、涂油、隔绝氧气、隔绝二氧化碳等。
变式四:自行车的主要材料钢铁易生锈,请为下图中标示的自行车部件各设计一种不同的、合理的防锈方法。
(1)三角架 ;
(2)辐条 ;
(3)链条 。
[解析] 防止生锈的方法很多,常用的方法:①保持铁制品表面洁净干燥;②在铁制品表面覆盖保护层,如喷涂油漆、涂防锈油、烧涂搪瓷;③在铁制品表面镀上一层起保护作用的其他金属,如在铁表面镀锡、镀锌、镀铬等;④通过化学反应使铁制品表面生成致密的氧化膜,如钢锯条上的烤蓝等;⑤组成合金,增强防锈能力。
[答案] 此题为开放性试题,只要符合条件即可。如⑴涂漆  ⑵镀一层耐锈蚀的金属  ⑶涂油。
【解题方法点拨】解答这类题目时,首先,要熟记和理解金属锈蚀的条件及其防护措施等相关知识;然后,根据所给的实验、问题情景或图表信息等,结合所学的相关知识和技能,特别是有关铁生锈的条件及其防护措施等,细致地阅读、分析题意,联系着生活实际,细心地进行探究、推理,最后,按照题目的要求,认真地进行选择或解答即可。
另外,对于铜生锈的探究,除了联系比较熟悉的铁的生锈条件之外,还可以根据铜锈(又名铜绿或孔雀石等)的化学式Cu2(OH)2CO3,结合着质量守恒定律来分析、探究,就不难反推出铜生锈的条件了。

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