课题3 金属资源的回收和防护5分钟训练1.写出下列金属制品防锈的方法：自行车钢圈________________________；铁水桶________________________；自来水管__________________________；铁塔__________________________；金属窗____________________________________；家用电线________________________。解析：本题考查常见金属的防锈方法。答案：喷镀(涂油层) 镀锌 油漆 喷漆 喷漆 皮包或漆包2.金属材料包括，________________________。废金属包括_______________________。答案：纯金属与合金 金属废弃物或锈蚀的金属材料3.由于废金属不但造成____________，还会造成____________,所以对废金属必须进行____________和____________。解析：废旧金属可以回收利用，能够节约金属资源。答案：浪费 环境污染 回收 利用4.铜在潮湿的空气中生锈，生成铜绿Cu2(OH)2CO3,写出反应的化学方程式：____________________________________________________________。解析：本题是信息给予题型。根据所给的条件，铜生锈反应的反应物应该是水、二氧化碳和单质铜。答案：2Cu+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO310分钟训练1.通常情况下，下列物质中，颜色不一致的是( )A.氢气、氧气、甲烷、一氧化碳B.四氧化三铁、二氧化锰、氧化铜C.纯铁片、铝片、镁片D.硫酸铜溶液、氯化亚铁溶液、硫酸亚铁溶液解析：A项中均为无色气体；B项中都是黑色固体；C项中都是银白色固体；D项中硫酸铜溶液呈蓝色，氯化亚铁溶液、硫酸亚铁溶液都是浅绿色。答案：D2.光亮的铁在下列情况下最易生锈的是( )解析：同时存在空气和水，是金属腐蚀的基本条件，二者缺少其一，腐蚀都很缓慢。答案：B3.下列地区金属相对容易生锈的是( )A.上海 B.青岛 C.吐鲁番盆地 D.海南岛解析：生锈的条件是有水和空气。吐鲁番盆地最干燥；海南岛最温暖潮湿。答案：D4.铁和钛是生活、生产中的重要金属，下列说法不正确的是( )A.铁在潮湿的空气中能形成致密的氧化物保护膜B.钛合金可用于制作船舶C.人体中的铁元素主要存在于血液中D.钛合金可用于制造人造骨解析：铁不能形成致密保护膜，易于腐蚀，铁形成的氧化物保护膜很疏松，无法保护内部金属不被氧化腐蚀。答案：A5.下列各种“铁”中，最容易生锈的是( )A.表面喷有漆的铁 B.装液态氮气的铁容器C.潮湿空气中的铁管 D.沉没在机油中的铁制零件解析：A项表面喷有漆的铁，由于隔绝了空气和水，很难生锈；B项由于铁和氮气不反应，故也很难生锈；C项在潮湿的空气中有水和氧气，具备生锈的条件，容易生锈；D项沉没在机油中的铁制零件很难生锈。答案：C6.据估计，全世界每年因金属的腐蚀造成的财产损失数以亿元计，因此防止金属的腐蚀是化学工作者的一项重要工作。下列金属的防锈措施中，其原因解释正确的是( )A.金属表面镀上镀层隔绝了内部金属与空气和水的接触B.金属表面涂油改变了金属内部结构，增强了金属本身的稳定性 C.金属加上镀层改变了金属内部结构，增强了金属本身的稳定性D.普通钢铁制成不锈钢隔绝了内部金属与空气和水的接触解析：B项中金属表面涂油并没有改变金属内部结构；金属加上镀层，只是隔绝了空气与金属的接触，并没有改变金属内部结构；普通钢铁制成不锈钢，则降低了钢铁中的含碳量，改变了金属的内部结构。答案：A7.氢气、碳、一氧化碳共同的化学性质是在常温下性质都稳定，高温条件下都具有___________性，写一个显示此性质但不属于置换反应的化学方程式________________________________。该反应也是氧化还原反应，其中____________被还原，____________是还原剂，____________发生氧化反应，____________具有氧化性。答案：还原 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 Fe2O3 CO CO Fe2O330分钟训练1.铁钉在下列情况下最不容易生锈的是( )A.汽油中 B.盐溶液中 C.稀硫酸中 D.空气中解析：汽油可以有效的隔绝空气；盐溶液中有溶解的空气，易使铁生锈；稀硫酸可以腐蚀金属铁；空气中存在大量水分和氧气，可以使铁钉腐蚀。答案：A2.公元2世纪，我国古代炼丹家魏伯阳著有周易参同契，这是世界上最早的一部炼丹专著，书中描写道：“金入于猛火，色不夺精光。”这是指金的性质在加热条件下( )A.易氧化 B.易还原 C.很稳定 D.很活泼解析：“入于猛火”却“色不夺精光”，是指黄金颜色没有发生变化。说明黄金性质稳定。答案：C3.为了初步确定某种铁矿石的种类，取该铁矿石用盐酸溶解，有气体放出，这种铁矿石的名称是( )A.磁铁矿 B.赤铁矿 C.菱铁矿 D.大理石解析：能与盐酸反应，产生气体的含铁矿石，只有菱铁矿。答案：C4.下列关于金属资源的说法中，不正确的是( )A.自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在B.自然界中的金属资源是取之不尽的C.防治金属锈蚀回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境D.合理开发矿物寻找金属代用品是保护金属资源的有效途径解析：在金属活动顺序表中，金、银等金属的活动性极弱，在常温或高温时不与氧气反应，它们以单质形式存在于地壳中，故A项正确。矿物的贮存有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的贮藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限为：银 16年；锡 17年；金 26年；铅 26年；锌 27年；铜 42年；铁 195年；铝 257年。故B项错误。每年因腐蚀而报废的金属材料相当于年产量的2040，所以防止金属腐蚀可以保护金属。废旧电池中含有汞等重金属，如果将废旧电池任意丢弃，汞等重金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等重金属回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，故C项正确。随着科学技术的发展，新材料层出不穷，如用塑料袋来代替钢等，可以减少金属的使用，故D项正确。答案：B5.下列环境中的金属最容易生锈的是( )A.干燥的空气中 B.浸没在水中C.干燥不透气的土壤中 D.潮湿的酸性土壤中解析：金属生锈的条件是有充足的空气和水分。答案：D6.两同学为探究铁生锈的条件，一个将一根干燥的铁丝弯成图一所示的形状，并将其两端分别插入盛有水的烧杯甲中和盛有植物油的烧杯乙中，放置一星期后，观察铁丝A、B、C三处表面发生的变化，你认为何处铁锈最明显？为什么？______________________________。另一同学采用图二装置，放置三个星期后，他能观察到的除了铁丝表面变化外，还有的现象是________________________。由此现象你得到了哪些结论？ ______________________________________________。解析：金属生锈的条件是水分和空气，分析时主要考虑是否具备上述条件。金属生锈时消耗空气中的氧气，压强降低，使导管中的液面上升。答案：A处 因为此处既接触空气又接触水 导管中液面上升，高于水的平面 铁生锈要具备两个条件：与水接触，与氧气接触7.小林同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分是Cu2(OH)2CO3。提出问题：铜是在什么条件下锈蚀的?小林对此进行了探究。猜想：根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与水、____________、____________共同作用的结果。探究：借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如右图所示：(1)实验较长时间后，发现____________ (填字母编号)试管中的光亮铜片最先生锈。(2)从优化实验的角度考虑，A实验是多余的，他只考虑了水这个单一条件。C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为____________。(3)D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为____________；从D试管的实验中，获得的结论是__________________________________________________________。评价与改进：我认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是(可图示) ________________________________________________。反思与小结：通过“铜片锈蚀条件的探究”实验，我获得的启示是____________________。解析：是否存在氧气和水，是普通金属能否锈蚀的关键。围绕金属锈蚀的两个基本要素：氧气和水。设置实验时一定要注意隔绝氧气(可采用植物油油封、蒸馏水去氧、密封隔绝空气、涂上油膜等方式)，然后设置一组既有水分又有氧气的实验条件。对于铜而言，生锈的关键要素是水、二氧化碳和氧气。所以在进行实验设置时，考虑这三个要素是关键。如果缺乏任何一个要素，生锈是很困难的。故我们围绕这三个要素进行组合实验条件，进行对比实验组的设置。答案：O2 CO2(或名称，下同) (1)B (2)CO2(或O2) (3)CO2和O2 水是铜生锈的必要条件之一(或缺少水这个条件，铜不能生锈) 取一支试管，放入一块光亮铜片，加入少量蒸馏水浸没部分铜片，充入O2(或CO2)后，塞紧橡皮塞，放置对比观察(或用右图表示) 从实验可知，铜比较难生锈8.铜陵被誉为我国的“铜都”。右图是铜陵铜工艺品中著名的四喜娃娃。小明找到了分别用纯铜、青铜(Cu、Sn合金)两种材料制作的四喜娃娃及用于实验的纯铜片和青铜片。(1)怎样用化学方法区分这两种四喜娃娃?区分纯铜和青铜的实验方法是：________________________________________________。(2)四喜娃娃为什么生锈了?通过查阅资料得知，金属铜长时间放置在空气中，能够和空气中氧气等物质发生化学反应，生成铜绿Cu2(OH)2CO3。请你根据铜绿的组成推断，铜变成铜绿时，空气中的O2、____________、____________(填化学式)参加了反应。(3)哪种四喜娃娃更容易生锈?小明发现从不同地点收集到的两个四喜娃娃中，青铜娃娃身上的锈斑比纯铜的多，他据此得出结论：青铜比纯铜更容易生锈。他的这种推理方法是否科学?____________。请说出理由：____________________________________________________________。(4)青铜四喜娃娃的铜绿中为什么会有褐色的锈斑?由于有的青铜中含杂质较多，尤其是含铁，故在铜绿间还会有斑驳的、呈褐色的氧化铁。现有一些这种含褐色的锈斑粉末，请你设计实验证明锈斑粉末中含有铁元素。解析：青铜中含有活泼金属锡等，能够与稀酸反应生成氢气，而纯铜则不能。青铜属于合金，合金比纯金属更容易生锈，在水、二氧化碳和氧气(空气)作用下，青铜容易产生铜绿，而纯铜不易于生锈。答案：(1)在青铜和纯铜片上分别滴加稀盐酸(2)H2O CO2(3)不科学 因为两种四喜娃娃未在同等条件(时间、环境等)下进行比较(4)将CO通入盛有锈斑粉末的玻璃管中，加热，反应后取出管内物质，用磁铁悬吸，有固体附着，证明锈斑粉末中含铁元素(其他合理答案均可也)9.小强家的电线晚上出了问题，几个电灯忽亮忽灭，忽明忽暗，爸爸说一定是电路中有接触不良的地方，他用干燥的木棍轻轻拨动屋檐下的电线，几经周折，才恢复了正常。第二天，小强帮电工师傅一起查找线路故障，他们检查了电线的每一部位，直到检查到一处铜线和铝线的接头处才发现了问题。他们发现上面“长满了灰色、绿色的粉末”。师傅说：“铝、铜的接头处易生锈，问题往往出在这些地方。”小强听了半信半疑，又检查一遍，确实是铝铜接口处生了锈，而铝铝接头处及铜铜接头处都没有生锈，这是必然还是偶然原因造成的?只有铝铜接头处易生锈吗？不同金属的接头处都易于生锈吗?小强想通过实验弄明白这些问题。他找来了铜丝、铝丝、铁丝和锌条，想模仿自然条件下，研究较长时间后导线接头处的生锈情况。请你和小强一起完成下列问题：(1)怎样设计这个实验?请写出实验步骤和操作方法。(2)通过几个月的观察，若得出“只要是不同种金属相连接，就比同种金属相连接容易生锈”的结论，那么上面所设计的实验在几个月后出现的现象应分别是什么？(3)为了避免类似小强家断电现象的发生，安装民用线路时请你给电工师傅提出建议。(4)在你学习和生活中接触到的用品中，还有类似现象发生吗？(举一例即可)解析：在该题目中，通过阅读题目，可筛选出有关提示信息即：“不同金属的接口处，易于生锈。”据此进行对比实验设计：让不同种金属相连接，同种金属相连接，必须放置在相同的条件下，比较现象的不同，从而验证假设中的相关结论。本题的关键是“设置相同条件下不同组合产生的现象不同”。本题处理的关键是牢牢把握关键字“不同金属相连接处容易生锈”。设计实验时应该构造不同金属组合和“处于相同条件下”这一关键字眼。然后通过比较证明上述结论。答案：(1)将四种不同金属两两相连，同种金属与同种金属间也相连，共组合成10组导线接头。把它们共同放置在室外某处，经过一段时间的风吹雨淋之后，再观察它们生锈的情况(2)几个月后出现的现象应分别是：不同种金属的接口处锈蚀比较严重，同种金属的接口处几乎没有锈蚀(3)尽量减少电路中不同种金属导线相连接，并且尽量不让导线暴露在风雨中(4)铜螺母拧在铁螺钉上，铁螺钉易于生锈10.我国铁矿石资源比较丰富，2000年，钢铁年总产量就已达到1.27亿吨，成为世界钢铁大国。某钢铁厂日产含3杂质的生铁2 240 t，则需要含Fe2O3 80的赤铁矿多少吨？解答：设需要含Fe2O3 80%的赤铁矿质量为x，Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160 112x80% 2 240 t(1-3%)答：需要含Fe2O3 80%的赤铁矿3 880 t。- 8