課題3 金屬資源的回收和防護5分鐘訓練1.寫出下列金屬制品防銹的方法：自行車鋼圈________________________；鐵水桶________________________；自來水管__________________________；鐵塔__________________________；金屬窗____________________________________；家用電線________________________。解析：本題考查常見金屬的防銹方法。答案：噴鍍(涂油層) 鍍鋅 油漆 噴漆 噴漆 皮包或漆包2.金屬材料包括，________________________。廢金屬包括_______________________。答案：純金屬與合金 金屬廢棄物或銹蝕的金屬材料3.由于廢金屬不但造成____________，還會造成____________,所以對廢金屬必須進行____________和____________。解析：廢舊金屬可以回收利用，能夠節約金屬資源。答案：浪費 環境污染 回收 利用4.銅在潮濕的空氣中生銹，生成銅綠Cu2(OH)2CO3,寫出反應的化學方程式：____________________________________________________________。解析：本題是信息給予題型。根據所給的條件，銅生銹反應的反應物應該是水、二氧化碳和單質銅。答案：2Cu+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO310分鐘訓練1.通常情況下，下列物質中，顏色不一致的是( )A.氫氣、氧氣、甲烷、一氧化碳B.四氧化三鐵、二氧化錳、氧化銅C.純鐵片、鋁片、鎂片D.硫酸銅溶液、氯化亞鐵溶液、硫酸亞鐵溶液解析：A項中均為無色氣體；B項中都是黑色固體；C項中都是銀白色固體；D項中硫酸銅溶液呈藍色，氯化亞鐵溶液、硫酸亞鐵溶液都是淺綠色。答案：D2.光亮的鐵在下列情況下最易生銹的是( )解析：同時存在空氣和水，是金屬腐蝕的基本條件，二者缺少其一，腐蝕都很緩慢。答案：B3.下列地區金屬相對容易生銹的是( )A.上海 B.青島 C.吐魯番盆地 D.海南島解析：生銹的條件是有水和空氣。吐魯番盆地最干燥；海南島最溫暖潮濕。答案：D4.鐵和鈦是生活、生產中的重要金屬，下列說法不正確的是( )A.鐵在潮濕的空氣中能形成致密的氧化物保護膜B.鈦合金可用于制作船舶C.人體中的鐵元素主要存在于血液中D.鈦合金可用于制造人造骨解析：鐵不能形成致密保護膜，易于腐蝕，鐵形成的氧化物保護膜很疏松，無法保護內部金屬不被氧化腐蝕。答案：A5.下列各種“鐵”中，最容易生銹的是( )A.表面噴有漆的鐵 B.裝液態氮氣的鐵容器C.潮濕空氣中的鐵管 D.沉沒在機油中的鐵制零件解析：A項表面噴有漆的鐵，由于隔絕了空氣和水，很難生銹；B項由于鐵和氮氣不反應，故也很難生銹；C項在潮濕的空氣中有水和氧氣，具備生銹的條件，容易生銹；D項沉沒在機油中的鐵制零件很難生銹。答案：C6.據估計，全世界每年因金屬的腐蝕造成的財產損失數以億元計，因此防止金屬的腐蝕是化學工作者的一項重要工作。下列金屬的防銹措施中，其原因解釋正確的是( )A.金屬表面鍍上鍍層隔絕了內部金屬與空氣和水的接觸B.金屬表面涂油改變了金屬內部結構，增強了金屬本身的穩定性 C.金屬加上鍍層改變了金屬內部結構，增強了金屬本身的穩定性D.普通鋼鐵制成不銹鋼隔絕了內部金屬與空氣和水的接觸解析：B項中金屬表面涂油并沒有改變金屬內部結構；金屬加上鍍層，只是隔絕了空氣與金屬的接觸，并沒有改變金屬內部結構；普通鋼鐵制成不銹鋼，則降低了鋼鐵中的含碳量，改變了金屬的內部結構。答案：A7.氫氣、碳、一氧化碳共同的化學性質是在常溫下性質都穩定，高溫條件下都具有___________性，寫一個顯示此性質但不屬于置換反應的化學方程式________________________________。該反應也是氧化還原反應，其中____________被還原，____________是還原劑，____________發生氧化反應，____________具有氧化性。答案：還原 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 Fe2O3 CO CO Fe2O330分鐘訓練1.鐵釘在下列情況下最不容易生銹的是( )A.汽油中 B.鹽溶液中 C.稀硫酸中 D.空氣中解析：汽油可以有效的隔絕空氣；鹽溶液中有溶解的空氣，易使鐵生銹；稀硫酸可以腐蝕金屬鐵；空氣中存在大量水分和氧氣，可以使鐵釘腐蝕。答案：A2.公元2世紀，我國古代煉丹家魏伯陽著有周易參同契，這是世界上最早的一部煉丹專著，書中描寫道：“金入于猛火，色不奪精光。”這是指金的性質在加熱條件下( )A.易氧化 B.易還原 C.很穩定 D.很活潑解析：“入于猛火”卻“色不奪精光”，是指黃金顏色沒有發生變化。說明黃金性質穩定。答案：C3.為了初步確定某種鐵礦石的種類，取該鐵礦石用鹽酸溶解，有氣體放出，這種鐵礦石的名稱是( )A.磁鐵礦 B.赤鐵礦 C.菱鐵礦 D.大理石解析：能與鹽酸反應，產生氣體的含鐵礦石，只有菱鐵礦。答案：C4.下列關于金屬資源的說法中，不正確的是( )A.自然界中除少數不活潑的金屬如金、銀等以單質形式存在外，其余都以化合物形式存在B.自然界中的金屬資源是取之不盡的C.防治金屬銹蝕回收利用廢舊金屬可以保護金屬資源和環境D.合理開發礦物尋找金屬代用品是保護金屬資源的有效途徑解析：在金屬活動順序表中，金、銀等金屬的活動性極弱，在常溫或高溫時不與氧氣反應，它們以單質形式存在于地殼中，故A項正確。礦物的貯存有限，而且不能再生。根據已探明的一些礦物的貯藏量，并根據目前這些金屬的消耗速度，有人估計一些礦物可供開采的年限為：銀 16年；錫 17年；金 26年；鉛 26年；鋅 27年；銅 42年；鐵 195年；鋁 257年。故B項錯誤。每年因腐蝕而報廢的金屬材料相當于年產量的2040，所以防止金屬腐蝕可以保護金屬。廢舊電池中含有汞等重金屬，如果將廢舊電池任意丟棄，汞等重金屬滲出會造成地下水和土壤的污染，威脅人類健康。如果將汞等重金屬回收利用，不僅可以節約金屬資源，還可以減少對環境的污染，故C項正確。隨著科學技術的發展，新材料層出不窮，如用塑料袋來代替鋼等，可以減少金屬的使用，故D項正確。答案：B5.下列環境中的金屬最容易生銹的是( )A.干燥的空氣中 B.浸沒在水中C.干燥不透氣的土壤中 D.潮濕的酸性土壤中解析：金屬生銹的條件是有充足的空氣和水分。答案：D6.兩同學為探究鐵生銹的條件，一個將一根干燥的鐵絲彎成圖一所示的形狀，并將其兩端分別插入盛有水的燒杯甲中和盛有植物油的燒杯乙中，放置一星期后，觀察鐵絲A、B、C三處表面發生的變化，你認為何處鐵銹最明顯？為什么？______________________________。另一同學采用圖二裝置，放置三個星期后，他能觀察到的除了鐵絲表面變化外，還有的現象是________________________。由此現象你得到了哪些結論？ ______________________________________________。解析：金屬生銹的條件是水分和空氣，分析時主要考慮是否具備上述條件。金屬生銹時消耗空氣中的氧氣，壓強降低，使導管中的液面上升。答案：A處 因為此處既接觸空氣又接觸水 導管中液面上升，高于水的平面 鐵生銹要具備兩個條件：與水接觸，與氧氣接觸7.小林同學發現銅制眼鏡框表面出現了綠色物質，通過化學學習知道該物質為銅銹，俗稱“銅綠”，主要成分是Cu2(OH)2CO3。提出問題：銅是在什么條件下銹蝕的?小林對此進行了探究。猜想：根據銅銹的化學式，猜想銅生銹可能是銅與水、____________、____________共同作用的結果。探究：借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實驗，小林設計了“銅片銹蝕條件的探究”實驗如右圖所示：(1)實驗較長時間后，發現____________ (填字母編號)試管中的光亮銅片最先生銹。(2)從優化實驗的角度考慮，A實驗是多余的，他只考慮了水這個單一條件。C試管中除光亮銅片、蒸餾水外，還有的另外一種物質為____________。(3)D試管中除光亮銅片外，還有的另外兩種物質為____________；從D試管的實驗中，獲得的結論是__________________________________________________________。評價與改進：我認為小林設計的“銅片銹蝕條件的探究”實驗不夠完善，要得出正確結論，還要補充的一個實驗是(可圖示) ________________________________________________。反思與小結：通過“銅片銹蝕條件的探究”實驗，我獲得的啟示是____________________。解析：是否存在氧氣和水，是普通金屬能否銹蝕的關鍵。圍繞金屬銹蝕的兩個基本要素：氧氣和水。設置實驗時一定要注意隔絕氧氣(可采用植物油油封、蒸餾水去氧、密封隔絕空氣、涂上油膜等方式)，然后設置一組既有水分又有氧氣的實驗條件。對于銅而言，生銹的關鍵要素是水、二氧化碳和氧氣。所以在進行實驗設置時，考慮這三個要素是關鍵。如果缺乏任何一個要素，生銹是很困難的。故我們圍繞這三個要素進行組合實驗條件，進行對比實驗組的設置。答案：O2 CO2(或名稱，下同) (1)B (2)CO2(或O2) (3)CO2和O2 水是銅生銹的必要條件之一(或缺少水這個條件，銅不能生銹) 取一支試管，放入一塊光亮銅片，加入少量蒸餾水浸沒部分銅片，充入O2(或CO2)后，塞緊橡皮塞，放置對比觀察(或用右圖表示) 從實驗可知，銅比較難生銹8.銅陵被譽為我國的“銅都”。右圖是銅陵銅工藝品中著名的四喜娃娃。小明找到了分別用純銅、青銅(Cu、Sn合金)兩種材料制作的四喜娃娃及用于實驗的純銅片和青銅片。(1)怎樣用化學方法區分這兩種四喜娃娃?區分純銅和青銅的實驗方法是：________________________________________________。(2)四喜娃娃為什么生銹了?通過查閱資料得知，金屬銅長時間放置在空氣中，能夠和空氣中氧氣等物質發生化學反應，生成銅綠Cu2(OH)2CO3。請你根據銅綠的組成推斷，銅變成銅綠時，空氣中的O2、____________、____________(填化學式)參加了反應。(3)哪種四喜娃娃更容易生銹?小明發現從不同地點收集到的兩個四喜娃娃中，青銅娃娃身上的銹斑比純銅的多，他據此得出結論：青銅比純銅更容易生銹。他的這種推理方法是否科學?____________。請說出理由：____________________________________________________________。(4)青銅四喜娃娃的銅綠中為什么會有褐色的銹斑?由于有的青銅中含雜質較多，尤其是含鐵，故在銅綠間還會有斑駁的、呈褐色的氧化鐵。現有一些這種含褐色的銹斑粉末，請你設計實驗證明銹斑粉末中含有鐵元素。解析：青銅中含有活潑金屬錫等，能夠與稀酸反應生成氫氣，而純銅則不能。青銅屬于合金，合金比純金屬更容易生銹，在水、二氧化碳和氧氣(空氣)作用下，青銅容易產生銅綠，而純銅不易于生銹。答案：(1)在青銅和純銅片上分別滴加稀鹽酸(2)H2O CO2(3)不科學 因為兩種四喜娃娃未在同等條件(時間、環境等)下進行比較(4)將CO通入盛有銹斑粉末的玻璃管中，加熱，反應后取出管內物質，用磁鐵懸吸，有固體附著，證明銹斑粉末中含鐵元素(其他合理答案均可也)9.小強家的電線晚上出了問題，幾個電燈忽亮忽滅，忽明忽暗，爸爸說一定是電路中有接觸不良的地方，他用干燥的木棍輕輕撥動屋檐下的電線，幾經周折，才恢復了正常。第二天，小強幫電工師傅一起查找線路故障，他們檢查了電線的每一部位，直到檢查到一處銅線和鋁線的接頭處才發現了問題。他們發現上面“長滿了灰色、綠色的粉末”。師傅說：“鋁、銅的接頭處易生銹，問題往往出在這些地方。”小強聽了半信半疑，又檢查一遍，確實是鋁銅接口處生了銹，而鋁鋁接頭處及銅銅接頭處都沒有生銹，這是必然還是偶然原因造成的?只有鋁銅接頭處易生銹嗎？不同金屬的接頭處都易于生銹嗎?小強想通過實驗弄明白這些問題。他找來了銅絲、鋁絲、鐵絲和鋅條，想模仿自然條件下，研究較長時間后導線接頭處的生銹情況。請你和小強一起完成下列問題：(1)怎樣設計這個實驗?請寫出實驗步驟和操作方法。(2)通過幾個月的觀察，若得出“只要是不同種金屬相連接，就比同種金屬相連接容易生銹”的結論，那么上面所設計的實驗在幾個月后出現的現象應分別是什么？(3)為了避免類似小強家斷電現象的發生，安裝民用線路時請你給電工師傅提出建議。(4)在你學習和生活中接觸到的用品中，還有類似現象發生嗎？(舉一例即可)解析：在該題目中，通過閱讀題目，可篩選出有關提示信息即：“不同金屬的接口處，易于生銹。”據此進行對比實驗設計：讓不同種金屬相連接，同種金屬相連接，必須放置在相同的條件下，比較現象的不同，從而驗證假設中的相關結論。本題的關鍵是“設置相同條件下不同組合產生的現象不同”。本題處理的關鍵是牢牢把握關鍵字“不同金屬相連接處容易生銹”。設計實驗時應該構造不同金屬組合和“處于相同條件下”這一關鍵字眼。然后通過比較證明上述結論。答案：(1)將四種不同金屬兩兩相連，同種金屬與同種金屬間也相連，共組合成10組導線接頭。把它們共同放置在室外某處，經過一段時間的風吹雨淋之后，再觀察它們生銹的情況(2)幾個月后出現的現象應分別是：不同種金屬的接口處銹蝕比較嚴重，同種金屬的接口處幾乎沒有銹蝕(3)盡量減少電路中不同種金屬導線相連接，并且盡量不讓導線暴露在風雨中(4)銅螺母擰在鐵螺釘上，鐵螺釘易于生銹10.我國鐵礦石資源比較豐富，2000年，鋼鐵年總產量就已達到1.27億噸，成為世界鋼鐵大國。某鋼鐵廠日產含3雜質的生鐵2 240 t，則需要含Fe2O3 80的赤鐵礦多少噸？解答：設需要含Fe2O3 80%的赤鐵礦質量為x，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160 112x80% 2 240 t(1-3%)答：需要含Fe2O3 80%的赤鐵礦3 880 t。- 8