8.3.2 金属资源的利用和保护（2）（人教版）（解析版）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 第八单元 金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第2课时 课前自主预习 1．铁在______中容易生锈，钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的______、______等物质发生化学反应的结果；铁锈的成分比较复杂，主要成分是______（填化学式），铁锈疏松多孔，不仅不能阻止钢铁制品与______和______的接触，还会把空气和_______保留在钢铁制品的表面，进一步加快钢铁的锈蚀。 【答案】潮湿空气 水 氧气 Fe2O3 水 氧气 水 2．防止铁生锈的实质就是破坏铁生锈的条件，即让铁______与或______隔绝，可采用的方法有______。 【答案】水 氧气 涂油、刷漆等 3．（提出问题）钢铁锈蚀是生活中常见的现象，钢铁的锈蚀与哪些因素有关？ （猜想假设）猜想1：钢铁生锈可能与氧气有关。 猜想2：钢铁生锈可能与水有关。 猜想3：钢铁生锈可能是空气、水与铁共同作用的结果。 猜想4：酸溶液和盐溶液能加快钢铁生锈的速率。 （实验探究） （结论展示） 实验 现象 分析 结论 干燥空气中 不生锈 只与氧气接触，反应困难 铁锈蚀的主要因素是铁与空气中的______与等物质发生化学反应的结果，______、______等物质会加快生锈速率 全部浸在水中 不生锈 只与水接触，反应困难 一半在水中 生锈 同时与水和氧气接触，容易反应 食盐水中 严重生锈 与水、氧气、盐接触，锈蚀加快 食醋浸过 严重生锈 与水、氧气、酸接触，锈蚀加快 （联系生活） 铁锈的主要成分是______，化学式是______，其特点是疏松多孔，因此当钢铁制品表面生锈时，应该及时除锈。生活中我们常用酸除铁锈，请写出用盐酸除铁锈的化学方程式：______。 【答案】水、氧气 酸溶液 盐溶液 氧化铁 Fe2O3 Fe2O3 + 6HCl ＝ 2FeCl3+ 3H2O 4．金属腐蚀不仅浪费资源还给我们带来巨大损失，阅读教材，如何减缓钢铁锈蚀？保护金属资源的有效途径是哪些？你知道哪些废旧金属可对环境造成污染？ 交流归纳： （一）防止铁生锈的方法： 1．______。 2．______。 3．______。 4．______。 （二）回收金属资源的意义 （1）可节约金属资源。 （2）由于金属冶炼需在高温下进行，废弃金属回收利用可以节约能源。 （3）降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品。 （4）可减少金属对环境的污染，保护环境。 （三）保护矿产资源的方法 （1）______。 （2）______。 （3）______。 （4）______。 【答案】保持钢铁制品的清洁干燥 涂油 刷漆 制成不锈钢 防止金属锈蚀 金属回收利用 有计划、合理地开采矿物 寻找金属代用品 课堂反馈演练 1．下列有关铁生锈的叙述错误的是 A．铁生锈时一定伴随物理变化 B．铁生锈的实质是铁与空气中氧气反应，生成四氧化三铁 C．铁生锈时，铁发生了缓慢氧化 D．铁生锈时会有难以察觉的热量放出 【答案】B 【详解】 A、铁生锈时物质颜色、状态发生变化，一定伴随物理变化，正确； B、铁生锈的实质是铁与空气中氧气反应，主要生成氧化铁，错误； C、铁生锈时，铁和氧气水发生了缓慢氧化，正确； D、铁生锈时会有难以察觉的热量放出，正确。 故选B。 2．金属腐蚀的快慢与外界条件密切相关，下列条件下，铁钉的腐蚀速度最快的是（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】 铁钉在氧气和水共存时最易生锈。且海水中的氯化钠能加速铁制品锈蚀的速率．故选A。 3．下列金属制品最易锈蚀的是(　　) A．铁制农具擦洗干净后长期存放在室外 B．长期放置后表面变暗的铝制品 C．经常在表面涂油的大型钢制机械 D．涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳 【答案】A 【分析】 铁与水、氧气充分接触时容易生锈，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈，据此结合钢铁制品的防锈措施进行分析判断。 【详解】 A、擦洗干净后长期存放在室外的大型铁制农机具，能与氧气、水分接触，防锈效果最差。 B、长期放置后表面变暗的铝制品是因为其表面生成一层氧化物，作为氧化膜，能防止生锈。 C、经常在表面涂油的大型钢制机械，表面涂油，可以隔绝氧气和水，能防止锈蚀。 D、涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳，表面涂上防锈漆，可以隔绝氧气和水，能防止锈蚀。 故选A。 4．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 【答案】D 【详解】 A、对比实验甲和乙可知，变量有两个，分别是水和氧气，对应关系错误；故不符合题意； B、对比实验乙和丙可知，铁钉所处的条件一样，没有变量，因此对应关系错误；故不符合题意； C、对比实验甲和丙可知，变量有两个，分别是水和氧气，对应关系错误；故不符合题意； D、对比实验甲和丁可知甲和丁，变量是水，对应关系正确；故符合题意； 故选D 5．新四军纪念馆存有部分缴获日寇的枪支大炮，为保存好这些铁制文物，下列措施不能采用的是 A．外表涂抹一层油 B．保持展馆内空气干燥 C．提醒观众不要用手触摸 D．浸在敞口水箱中存放 【答案】D 【分析】 铁生锈是铁与氧气和水反应的结果。 【详解】 A、外表涂抹一层油，可以保护铁制品，正确； B、保持展馆内空气干燥，可以防止铁生锈，正确； C、提醒观众不要用手触摸，可以防止铁接触汗渍，可以防止铁生锈，正确； D、浸在敞口水箱中存放，会导致铁与氧气和水接触而生锈，错误。 故选D。 6．金属资源是不可再生的资源，利用与保护金属资源是现代公民的责任。下列有关金属资源利用与保护的叙述中不正确的是（　　） A．大力开采稀有金属矿物，以保障金属材料的供应 B．提高废旧金属的回收利用率 C．采用多种有效防锈措施，可避免金属的锈蚀 D．用塑料代替金属制造管道和机器部件 【答案】A 【详解】 A、大力开采稀有金属矿物，以保障金属材料的供应，不有利于保护金属资源，符合题意； B、提高废旧金属的回收利用率，有利于保护金属资源，不符合题意； C、采用多种有效防锈措施，可避免金属的锈蚀，有利于保护金属资源，不符合题意； D、用塑料代替金属制造管道和机器部件，有利于保护金属资源，故不符合题意； 故选A。 7．生活垃圾通常可分为可回收物、有害垃圾、其他垃圾三类。处理易拉罐的正确方法是 A．扔进有害垃圾桶 B．扔进其他垃圾桶 C．扔进可回收物垃圾桶 D．看到垃圾桶就扔进去 【答案】C 【详解】 易拉罐是金属制作的，属于可回收垃圾，扔进可回收物垃圾桶。 故选：C。 8．生活中我们常见到①汽车；②机器上的齿轮；③金属门把手；④锯条；⑤铁柜；⑥剪刀；⑦铁盆；⑧铁轴等铁制品。为了防止它们生锈，通常适合采用下面的哪种方法？(填序号) (1)在表面刷一层油漆______； (2)涂上机油______； (3)在表面镀上一层其他金属________； (4)在表面烧制搪瓷________； (5)使其表面氧化成致密的氧化膜________。 【答案】①⑤ ②⑧ ③⑥ ⑦ ④ 【详解】 ①汽车防锈可以在汽车上喷漆；②机器上的齿轮可以通过涂油防锈；③金属门把手可以通过电镀金属防锈；④锯条可以通过使其表面氧化成致密的氧化膜防锈；⑤铁柜可以通过喷漆防锈；⑥剪刀可以通过表面电镀金属防锈；⑦铁盆可以通过在表面烧制搪瓷防锈；⑧铁轴可以通过涂油防锈；故 (1)在表面刷一层油漆选①⑤； (2)涂上机油选②⑧； (3)在表面镀上一层其他金属选③⑥； (4)在表面烧制搪瓷选⑦； (5)使其表面氧化成致密的氧化膜选④； 9．电动独轮车是新型的一种代步工具，既轻便又环保。如图是一款电动独轮车示意图。 (1)所标物质中，属于金属材料的是____ (写一种即可，下同)，属于有机合成材料的是___。 (2)不锈钢耐腐蚀，而铁在潮湿的空气中容易生锈。主要是因为铁易与空气中的水蒸气、___发生复杂的反应，生成铁锈，铁锈的主要成分是___(用化学式表示)。 (3)金属资源是有限的，我们应该保护金属资源，请写出一条不锈钢车轮保护金属资源的途径:___。 【答案】铝合金踏板(或不锈钢车轮) 塑料外壳(或塑料把手、橡胶轮胎) 氧气 Fe2O3 寻找金属的代用品（合理均可） 【详解】 (1)铝合金踏板(或不锈钢车轮)属于金属材料；塑料外壳(或塑料把手、橡胶轮胎)属于有机合成材料； (2)铁易与空气中的水蒸气、氧气发生复杂的反应，生成铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3； (3)不锈钢车轮保护金属资源的途径:寻找金属的代用品，镀锌，开发不易腐蚀金属材料等。 10．请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题。 （发现问题）（1）小雨发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最容易生锈。 （2）小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈。 （3）小玲发现苹果切开后不久，果肉上会产生一层咖啡色物质，好像生了“锈”一样。 （提出问题）这三种物质“生锈”的原因是什么？ （收集证据）（1）回忆已有知识；铁生锈的条件是______。 （2）查阅有关资料，“铜绿”的主要成分是（俗称铜绿）；苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成了咖啡色的物质。 （实验探究）将四块小铜片分别按如图所示放置一个月，观察现象如下：（提示：碱石灰可以吸收水和二氧化碳，可吸收二氧化碳） 实验装置 实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 实验装置 实验现象 铜片不生锈 铜片生锈且水面附近锈蚀最严重 由实验可知：铜生锈是铜与水、______、______等物质共同作用的结果。 （得出结论）经过交流谈论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与______（填物质名称）有关。 （反思与应用）利用所得出的结论填空。 （1）写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法：______。 （2）请你提出一条延长食品保质期的建议：______。 【答案】与氧气和水同时接触 氧气 二氧化碳 氧气 保持金属表面的干净；在金属表面镀铬或镀锌；刷漆；涂油等（合理即可） 与氧气隔绝或充入化学性质不活泼的气体如氮气等（合理即可） 课后巩固拓展 1．下列说法中正确的是 A．铁锈的主要成分是Fe3O4 B．铁在干燥空气中容易生锈 C．铁锈可用于冶炼钢铁 D．生了锈的铁应随手丢弃 【答案】C 【详解】 A、铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为：Fe2O3，不符合题意； B、铁生锈的条件是铁与氧气和水反应，故铁在干燥的空气中不易生锈，不符合题意； C、铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁能与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，故铁锈可用于冶炼钢铁，符合题意； D、生锈的铁，可回收利用，实现资源的有效利用，不应随意丢弃，不符合题意。 故选C。 2．铁制品通常比铝制品更容易锈蚀，下列说法正确的是 A．铁的金属活动性比铝强 B．铝在自然界中以单质形式存在 C．锈蚀的铁制品无回收价值 D．自行车链条涂油有防锈作用 【答案】D 【分析】 铁生锈是铁和氧气和水共同作用的结果。 【详解】 A、在金属活动性顺序表中，铁在铝的后面，则铁的金属活动性比铝弱，故A不正确； B、铝的化学性质活泼，铝在自然界中以化合物形式存在，故B不正确； C、锈蚀的铁制品除去铁锈，可以回收，有回收价值，故C不正确； D、自行车链条涂油可以防止铁和水和氧气接触，有防锈作用，故D正确。故选D。 3．某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探究，设计的实验如图所示，一周后观察。下列说法错误的是 A．①和②中的铁钉无明显变化，③中的铁钉明显生锈 B．②中加入的蒸馏水要事先煮沸，目的是除去水中溶解的氧气 C．③中铁钉的甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最严重 D．探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水（水蒸气）直接接触 【答案】C 【解析】 试题分析：铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。故试管3满足了铁生锈的条件，3中的铁钉会生锈，且乙处生锈最严重。故选C。 4．在下列各种环境中，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速率最慢的是 A．沼泽地中 B．含较多沙粒、潮湿透气的土中 C．河流附近的盐碱地中 D．干燥、有黏性、透气性差的土中 【答案】D 【分析】 铁生锈是铁和氧气、水共同作用的结果。 【详解】 A、沼泽地中含有水和氧气，利于铁生锈； B、含较多沙粒、潮湿透气的土中，利于铁生锈； C、河流附近的盐碱地中，盐类可以加速铁锈蚀； D、干燥、有黏性、透气性差的土中，缺少氧气和水，不利于铁生锈。 故选D。 5．被雨水淋湿的自行车，应 A．先用布擦干，再用带油的布擦拭 B．无需处理 C．用布擦干即可 D．晾干后，用盐酸除去锈层 【答案】A 【分析】 防止铁生锈的方法，一个是隔绝空气，一个是避免接触水，这样阻隔铁生锈的条件，避免自行车生锈。 【详解】 A、铁与水和空气接触很容易生锈，被雨水淋湿的自行车，为防止其生锈，要先用布擦干，再用带油的布擦拭车链等部位，以防止锈蚀，选项A符合题意； B、自行车中铁制品因为与空气、水接触而生锈，不利于自行车的防护，选项B不符合题意； C、用布擦干，可以避免液态水的接触，但是无法避免水蒸气的接触，自行车还是会发生生锈，选项C不符合题意； D、盐酸除与铁锈反应外，也可以与铁反应，会使自行车发生腐蚀，选项D不符合题意。 故选A。 6．下列有关金属和金属材料的说法中正确的是（　　） A．焊锡的熔点比纯锡的熔点高 B．保护金属资源的唯一途径就是防止金属锈蚀 C．铁的化学性质较活泼，在潮湿的空气中易生锈 D．铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝的化学性质不活泼 【答案】C 【详解】 A、合金的熔点低于组成它的纯金属的熔点，焊锡的熔点比纯锡的熔点低，该选项说法不正确； B、防止金属锈蚀是保护金属资源的一种有效途径，而回收再利用、寻找替代品等都能够保护金属资源，该选项说法不正确； C、铁的化学性质较活泼，在潮湿的空气中易生锈，该选项说法正确； D、铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝的化学性质比较活泼，能和氧气反应生成氧化铝保护膜，该选项说法不正确。 故选：C。 7．我市即将正式跨入高铁时代。高铁钢轨制造使用的是含锰钢，轨道铺设时每段钢轨的长度达1~2千米，从而大幅减少轨道借口数量。下列说法错误的是 A．制造钢轨的材料是铁的合金 B．钢轨制造时加入锰是为了增大硬度、增强韧性 C．在钢轨接口处涂上油或扣上帽，可以防止接口处锈蚀 D．钢轨热胀冷缩、歪曲变形是化学变化 【答案】D 【详解】 A、不锈钢是指含有铬、镍、锰等金属，具有抗自然腐蚀和酸碱腐蚀的合金钢，属于铁的合金，故选项正确，不符合题意； B、钢轨因在钢中加入锰等合金元素，其机械性能明显得到改善，耐磨性、耐疲劳性、抗剥离性及其他综合使用性能均有较大提高，故选项正确，不符合题意； C、涂油和上帽都可以隔绝氧气和水与钢轨反应，防止钢轨生锈，故选项正确，不符合题意； D、钢轨热胀冷缩、歪曲变形是形态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，故选项错误，符合题意。 故选：D。 8．多数食品易吸收空气中的水分而潮解，并吸收空气中的氧气而腐败。生产上多在食品中放一小包CaO粉末，保持干燥。现研究成功在食品中放一小包铁粉，铁粉吸收水分和氧气变为铁锈。用铁粉代替CaO粉末的优点是___________。 【答案】铁粉可以吸收水分和氧气，氧化钙只可以吸收水分 【详解】 用铁粉代替CaO粉末的优点是铁粉可以吸收水分和氧气利于食品保质期延长，氧化钙只可以吸收水分。 9．随着人们生活水平的不断提高，汽车已走进千家万户。 （1）在汽车电路中，经常用铜作导线，这是利用了铜的_____。 （2）汽车车体的钢材表面刷漆，如果漆被擦掉容易生锈，铁锈的主要成分是_____（填化学式）。 （3）现在很多汽车用铝轮毂，其防锈效果好。铝不易生锈的原因是_____。 【答案】导电性 金属表面形成质致密的氧化铝保护膜 【详解】 （1）铜作为良好的导体被应用于电路中，由于其具有良好的导电性，所以铜做导线是利用了铜的导电性； （2）铁在空气中被氧化，生成三氧化二铁，所以铁锈的主要成分是； （3）金属铝可以在表面形成一层致密的氧化铝保护膜，防止内部铝被腐蚀生锈，所以铝不易生锈的原因是金属表面形成致密的氧化铝保护膜； 10．小林学习金属的相关知识后，关注到生活中有以下现象： Ⅰ．海边的铁制品，锈蚀程度比其他地方更严重。 Ⅱ．切过咸菜的菜刀，不及时清洗，很容易就锈蚀了。 针对Ⅰ和Ⅱ的现象，小林结合学习内容查阅了相关资料并进行实验探究。 （资料卡片） 探究铁生锈的条件 编号 ① ② ③ 实验 现象 7天后，铁钉表面没有变化 2天后，铁钉表面出现红色 1天后，铁钉表面出现红色 （家庭小实验） 为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响，小林设计并完成了如图的家庭小实验，很快看到实验现象。 （1）该实验中红墨水液面可能出现的现象是______（填序号）； A两端仍持平 B左高右低 C左低右高 你选择的理由是______。 （2）小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀，请在小林实验的基础上完善此实验方案______； （3）结合资料及实验结果，解释现象Ⅰ和Ⅱ______。 （4）常温下一些金属的物理性质数据如表。据此可知高压输电线最好选用金属______ (填字母)；C的合金通常可以做菜刀、锤子等，其合金的硬度______5（填“>”、“<”或“=”）。 金属 A B C D 导电性（以100为标准） 99 61 17 7.9 密度/（g·cm2） 8.92 2.70 7.86 11.3 熔点/℃ 1083 660 1535 327 硬度（以10标准） 3 2.7 5 1.5 （5）铁矿石有多种，如赤铁矿(主要成分Fe2O3)和磁铁矿(主要成分Fe3O4)等。写出磁铁矿的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式______。 【答案】B 因为铁钉与瓶中的氧气、水反应，使瓶内的压强减小 仍采用小林的装置作对比实验，保持其他条件不变，将30mL食盐水换成30mL蒸馏水，重复小林的实验操作，观察现象 海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠，氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率 B ＞ 【详解】 （1）铁在与氧气和水共存时会发生锈蚀，导致装置内的压强减小，在外界大气压的作用下，U型管内的红墨水液面左侧升高，右侧下降；故答案为：B；因为铁钉与瓶中的氧气、水反应，使瓶内的压强减小； （2）要说明食盐水能加速铁钉的锈蚀，还需要再设计一个对比实验，实验方案如下：仍采用小林的装置作对比实验，保持其他条件不变，将30mL食盐水换成30mL蒸馏水，重复小林的实验操作，观察现象； （3）海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠，氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率，所以海边的铁制品，锈蚀程度比其他地方更严重；。 （4）高压输电线不仅要求要有较好的导电性，还要求密度小，所以选择金属B；由于合金的硬度大于纯金属的硬度，所以C的合金硬度＞5。 （5）一氧化碳具有还原性，能夺取氧化物中的氧元素。四氧化三铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：。 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