《珍惜和保护金属资源》中考与素养

珍惜和保护金属资源
一、选择题。

1.“中国制造”“一带一路”的基础建设都需要用到大量钢铁。

下列有关钢铁的说法正确的是（）
A.钢是纯净物，生铁是混合物
B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C.生铁的熔点比纯铁高
D.生锈的钢铁制品没有回收价值
2.探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。

下列对比实验设计与所探究的条件（蒸馏水经煮沸并迅速冷却），对应关系正确的是（）
A.甲和乙：水
B.乙和丙：空气
C.甲和丙：空气
D.甲和丁：水
年5月我国自主建造的第一艘航母下海。

为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是（）
A.用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件
B.刷防锈漆
C.船体表面镀一层黄金
D.给某些部位涂油
二、解答题。

4.某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”，取同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图所示装置完成表中实验，回答下列问题。

（1）铁锈的主要成分是_________（填化学式）。

（2）实验②和④可探究______因素对铁制品锈蚀快慢的影响；欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，应选择的实验是______（填实验序号）。

（3）根据表中实验现象得出的结论是_______________________________（写出1点即可）。

（4）影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外，还有___________________________（写出1点即可），请设计实验方案__________________________________________________________________。

5. 小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下图所示实验：
步骤1：利用图中甲所示装置，将干燥的2O 从导管a 通入U 形管（装置气密性良好，药品如图中甲所示）；待U 形管内充满2O 后，在导管b 处连接活塞推至底部的注射器，收集20mL 2O 后在导管a 处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图中乙所示。

步骤2：一段时间后，观察U 形管内的铁丝，其现象如下表所示。

O的方法是（1）步骤1中，检查U形管内是否已充满
2
__________________________________________________________。

O，在此实验中能支持此条件的证据是（2）铁制品锈蚀的条件之一是需要
2
______________________________________________________。

（3）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是___________________________________________。

6.如下图所示的暖宝宝是一种防寒用品。

小明想知道暖宝宝中的主要成分有哪些暖宝宝发热的原因是什么
（1）小明探究：暖宝宝中的主要成分是什么剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色。

【提出猜想】该黑色粉末可能含有木炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。

【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引。

【得出结论】该黑色粉末中一定含有__________，可能含有__________。

【査阅资料】木炭与稀硫酸不反应，氧化铜与稀硫酸反应能得到蓝色溶液。

【进行实验】
由实验①可知，该黑色粉末中一定含有___________，一定不含有_______。

写出实验①的化学反应方程式：_____________________________________。

由实验②可知，该黑色粉末中一定含有___________。

（2）小明思考：暖宝宝为什么会发热
【网络资料】暖宝宝中除含有铁粉、木炭粉外，还含有食盐和水。

【归纳总结】①暖宝宝贴在衣服上与空气接触后会发热的原因是
_______________________________________________。

②由此可见，人们可以利用化学反应放出的能量，请再举一例：
_______________________。

③请你猜测暖宝宝中氯化钠的作用：
___________________________________________________。

7.久置的铜制品表面能生成绿色的铜锈[主要成分为
Cu(OH)CO]，某化学兴
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趣小组对铜生锈的条件进行了以下探究。

【提出猜想】根据铜锈的组成元素推测，铜生锈可能是铜与空气中的二氧化碳、水等物质反应的结果。

【实验设计】兴趣小组同学取打磨光亮的铜丝，设计了如下图所示的四个实验。

【现象分析】若干天后，发现只有D瓶中的铜丝出现绿色的铜锈，其他瓶中的铜丝均无铜锈出现。

（1）实验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其目的是__________________________________________。

（2）B瓶与D瓶中的现象对比，可以得出的结论是_____________________。

【实验结论】由上述四个实验可分析得出，铜生锈是铜与空气中的
_____________________________________________共同作用的结果。

【拓展探究】以锈蚀严重的废铜屑为原料，回收制取纯铜。

查阅资料： 22324422Cu (OH)CO 2H SO 2CuSO 3H O CO +=++↑
22322Cu (OH)CO 2CuO H O CO ∆++↑
下图是该兴趣小组设计的两种回收铜的实验方案：
【分析评价】①步骤Ⅱ反应过程中发生了还原反应的物质是_______（填化学式）。

②步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要进行的实验操作是___________。

③步骤V 过程发生反应的化学方程式为________________________________。

④同一份废铜屑分别通过上述两种方案最终得到的铜的质量：方案一_____（填“>”“=”或“<”）方案二。

以上两种方案中，方案二优于方案一，理由是__________________________________________（任答一点）。

参考答案：
一、选择题。

解析：钢和生铁都属于铁合金，区别在于含碳量不同，故它们都是混合物，A 说法错误；铁与氧气、水等反应生成铁锈，故钢铁在潮湿的空气中容易生锈，B 说法正确；生铁的熔点比纯铁低，C 说法错误；生锈的钢铁制品仍然有回收价值，D 说法错误。

解析：探究铁生锈的条件要采用控制变量法，通过甲和丁可探究水对铁钉生锈的影响，故选D 。

解析：合金往往具有良好的抗腐蚀性，A 选项防锈措施可行；刷漆能使铁与水、空气隔绝，可以防锈，B 选项防锈措施可行；黄金化学性质不活泼，但其价格昂贵，密度大，C 选项所述防锈措施不可行；涂油能隔绝氧气和水，所以给某些部位涂油可以防锈，D 选项防锈措施可行。

二、解答题。

4.（1）232Fe O H O x •
（2）温度；①和②（或③和④）
（3）在相同温度下，酸性环境铁生锈更快（其他合理答案均可）
（4）试剂浓度（其他合理答案均可）；同温下，将相同的铁钉放入等体积不同浓度的醋酸中，观察铁锈出现的时间（其他合理答案均可）
解析：（1）铁锈的主要成分是232Fe O H O x •。

（2）采用控制变量法，其他条件不变，只改变影响铁生锈的一个条件，如实验②和④的试剂相同，实验温度不同，所以探究的是温度对铁制品锈蚀快慢的影响。

实验①和②或③和④都是温度相同，试剂不同，探究溶液酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响。

（3）由实验①、②可知，温度相同，铁制品在稀醋酸中锈蚀较快；由实验②、④可知，试剂相同，铁制品在70℃时比在25℃时锈蚀更快。

（4）影响铁制品锈蚀的因素除温度、试剂的酸碱性外，还与氧气浓度、试剂浓
度等因素有关，在设计实验时注意控制变量。

5.（1）将带火星的木条放置在b 导管口，若木条复燃，则证明U 形管内已充满2O
（2）观察到注射器活塞向左移动（或注射器内2O 体积减小）
（3）水分和金属的内部结构
解析：本题考查科学探究与创新意识素养，意在培养学生分析与解决实际问题的能力。

（1）因为是从a 口通入氧气，若想知道U 形管内是否充满氧气，可在b 口处放一带火星的木条；（2）注射器中有氧气，铁生锈需要氧气参与，故注射器内：的压强会减小，现象是活塞向左移动；（3）对比①②的现象可知铁生锈需要水分；对比②③的现象可知铁制品锈蚀与金属的内部结构有关。

6.【得出结论】铁粉；木炭粉、氧化铜
【进行实验】铁粉；氧化铜；2442Fe H SO FeSO H +=+↑；木炭粉
【归纳总结】①暖宝宝中的铁粉与水及空气中氧气发生了缓慢氧化，进而放出热量；②燃烧燃料用于做饭（或其他合理答案）；③加快铁锈蚀的速率，更快地放出热量
解析：本题考查科学探究、证据推理素养。

【得出结论】根据提出的猜想和初步验证，可知黑色粉末一定含有铁粉，可能含有木炭粉和氧化铜。

【进行实验】通过实验①的实验现象推知黑色粉末一定含有铁粉，一定不含有氧化铜。

实验①发生铁与稀硫酸的反应：2442Fe H SO FeSO H +=+↑。

实验①的残渣灼烧后，生成物可使石灰水变浑浊，说明生成物有二氧化碳，进而得知黑色粉末中一定含有木炭粉。

【归纳总结】①暖宝宝贴在衣服上与空气接触后会发热是因铁与空气和水接触，发生缓慢氧化放出热量。

③暖宝宝中的氯化钠能加快铁的锈蚀，使暖宝宝更快地放出热量。

7.【现象分析】（1）除去蒸馏水中溶解的二氧化碳和氧气（其他合理答案也可）
（2）二氧化碳是铜生锈的必要条件
【实验结论】2CO 、2H O 、2O
【分析评价】①CuO ；②过滤；③2442H SO Fe FeSO H +=+↑
④=；不需要加热，节约能源（或装置简单；无尾气需要处理等其他合理答案也可）
解析：本题考查科学探究与创新意识素养。

【现象分析】（1）煮沸蒸馏水，其目的是除去水中溶解的氧气和二氧化碳。

（2）B 和D 形成对照实验，可以得出二氧化碳是铜生锈的必要条件。

【实验结论】通过题述四个实验可分析得出，铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果。

【分析评价】①在反应2CuO CO Cu CO ∆
+=+中，氧化铜发生了还原反应。

②步骤℃、℃、V 都需要进行的实验操作是过滤。

③因为加入过量铁粉，所以固体B 中含有铁和铜，加入稀硫酸，铜不与稀硫酸反应，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为2442Fe H SO FeSO H +=+↑。

④根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、质量都不变，两种方案中反应前铜元素质量相等，所以反应后产生铜的质量也相等；方案二与方案一相比较，方案二不需加热，节约能源。