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专题05 金属的冶炼及金属锈蚀条件的探究（考点详解）-备战2021年中考化学考点微专题（原卷版）
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这是一份专题05 金属的冶炼及金属锈蚀条件的探究（考点详解）-备战2021年中考化学考点微专题（原卷版），共9页。学案主要包含了金属的冶炼，金属锈蚀条件的探究，注意事项等内容，欢迎下载使用。
一、金属的冶炼
二、金属锈蚀条件的探究
金属的冶炼
本考点主要以选择题、填空题或实验探究题的形式出现，主要考查的知识点有：①铁冶炼的原理；②铁矿石的种类；③含杂质的计算等。
1．实验原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （化学方程式）
2．实验装置
3．实验步骤：
（1）连接装置；
（2）检查装置的 ；
（3）将氧化铁粉末注入玻璃管中；
（4）点燃 ，向玻璃管中通入一氧化碳，排尽空气后再点燃 ；
（5）观察到现象后，熄灭 ，继续通入一氧化碳，直到玻璃管冷却，停止通入一氧化碳，再熄灭 ；
（6）拆除装置，清洗仪器，整理器材。
4．实验现象：
（1）硬质玻璃管中：
（2）澄清石灰水： ，反应的化学方程式为
（3）装置最末端玻璃管尖嘴处： ，反应的化学方程式为 。
五、注意事项：
①实验前应先通，然后再加热，目的 。
②实验结束后，先熄灭酒精灯，待硬质玻璃管中物质冷却后再停止通，目的是 。
③与反应的条件为高温，所以加热需用 ；
④澄清石灰水的作用是 ；
⑤装置末端酒精灯的作用是 。
尾气处理创新实验
装置图1和图2是利用了一氧化碳的可燃性；装置图3和图4是利用了一氧化碳难溶于水的性质；装置图1的优点是：既可将有毒的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，又可达到节约资源的目的；装置图5的优点是：操作方便，节约药品；装置图6中B的作用：既检验生成的二氧化碳，又收集未反应的一氧化碳。
命题热点
（1）实验用的一氧化碳在加热前，必须要 ；
（2）实验时必须先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，原因是： ；
（3）实验结束后，必须先熄灭酒精喷灯，并继续通入一氧化碳，至玻璃管冷却：原因是① ；② ；
（4）为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用止水夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出来的铁粉再密闭装置中冷却；
（5）点燃末端的酒精灯的作用是： ；由于澄清石灰水不能将二氧化碳完成吸收，因此尾气是CO和CO2的混合气体，不易引燃。
尾气处理方法：① ；② 。
【典例精讲】
1．（2020江苏苏州）利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）
A．实验时应先点燃酒精灯后通CO
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C． b处可用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用NaOH溶液吸收尾气中的CO
2．（2020山东淄博）学习了金属矿物及其冶炼后，同学们设计了两组实验装置，请回答：
（1）铁元素在自然界中分布很广，氧化铁是____（填写铁矿石名称）的主要成分。如图1是用一氧化碳还原氧化铁粉末的实验装置，反应一段时间后，观察到玻璃管中的氧化铁粉末逐渐变成____色，装置B中的现象是___，虚线框内装置的作用是___（填字母序号）。
a．吸收二氧化碳 b．消耗一氧化碳 c．检验一氧化碳
（2）如图2是用适量木炭粉还原氧化铁粉末的实验装置，写出反应的化学方程式：_____，试管口部略向下倾斜的原因是_____。反应一段时间后，装置C中澄清石灰水无现象的原因是_____（用化学方程式表示）。
同学们发现一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，但性质有所不同。以下说法正确的是_____（填字母序号）。
a．一氧化碳不能与水反应，二氧化碳能与水反应
b．一氧化碳和二氧化碳的分子结构不同
c．一氧化碳和二氧化碳都可以作气体肥料
d．一氧化碳和二氧化碳都可以作还原剂
3．（2020四川雅安）明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼金属锌的工艺记载：“炉甘石（注：主要成分是碳酸锌）十斤，装载入一泥罐內，然后逐层用煤炭饼（注：反应后生成一氧化碳）垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”。下列说法错误的是（ ）
A．煤炭中起作用的主要成分是C
B．冶炼Zn的化学方程式为：
C．该冶炼锌的反应属于置换反应
D．倭铅是指金属锌和铅的混合物
4．（2020河南省卷）如图为CO还原Fe2O3的微型装置图，则A处V型管内的固体粉末由_______色逐渐变黑； B处V型管内的溶液变浑浊，化学方程式为____；将尾气点燃，化学方程式为_________。
5．（2020广西柳州）赤铁矿是一种常见的铁矿石，赤铁矿主要成分是_____________。在高温条件下用碳还原赤铁矿冶炼成铁，同时产生、混合气体，此混合气体中碳的质量分数为40%，请写出该反应的化学方程式___________________。
金属锈蚀条件的探究
本考点的考查形式主要以填空题或实验探究题为主。考查的知识点有:①结合生产、生活实例来选择防锈方法；②锈蚀条件的判断与锈蚀条件的探究；③金属资源的保护。
植物油
干燥剂
铁生锈的实验（见下图）
【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 、 共同作用的结果。
【注意事项】
第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；
第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。
铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。
注意：除去铁锈的方法
物理方法：刀刮、砂纸打磨。
化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。
防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净、干燥；
②擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：
③物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油
④化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝
【典例精讲】
6．（2020湖北宜昌）线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如右图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是（ ）
A．乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B．只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C．乙丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D．实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
7．（2020安徽省卷）金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是_______（填字母序号）。
A 未擦干的铁锅 B 除油漆的栏杆 C 盛水的不锈钢水杯
（2）铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是____。
【探究铁的腐蚀】
（3）该小组用下图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约____（填“40”或“10”）mL刻度处，原因是____。
【拓展探究】
（4）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按上图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
小强同学的实验是探究____因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是____。
（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：____；改进实验方案证明你的分析：____。
8．（2019山东日照）铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料，但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法，现进行如下实验：
步骤1：利用如图所示装置将干燥的从导管a通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满后，将导管a、b处的止水夹、夹紧。
步骤2：一段时间后，观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。
回答下列问题：
（1）步骤1中，检验U形管内已充满的方法是 。
（2）步骤2中，观察到①处没有明显变化，说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有 （填化学式），②处可能观察到的现象是 ，③处没有明显变化，说明纯铁的抗腐蚀能力较 （填“强”或“弱”）。
（3）待U形管内有明显现象后，将b导管插入水中，打开止水夹，观察到 现象，说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了。
（4）通过上述实验现象，请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法（不包括制造纯铁） 。
9．（2020湖南邵阳）金属的用途很广，我们应该节约和保护金属资源，请用所学化学知识回答下列问题：
（1）铁制品长期裸露在室外易生锈，铁生锈实际上是铁与空气中的_____等发生化学反应的过程；
（2）为了预防铁制品生锈，我们常在其表面镀一层抗腐蚀的金属，但在镀金属之前，先要除去铁制品表面的铁锈。用稀盐酸除去铁锈的化学反应方程式是_____。
（3）将X、Z、Y三种金属片分别放入稀硫酸中，Y、Z表面有气泡产生，X没有明显现象，再把Y、Z分别放入FeSO4溶液中，发现放入Y的FeSO4溶液逐渐变成无色，而放入Z的FeSO4溶液和Z表面都没有明显现象。根据上述实验判断，X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是_____。
10．为了探究铁钉锈蚀的条件，某同学设计了如图实验，请回答下列问题：
（1）实验前，必须将铁钉打磨光亮的原因是 。
（2）如图所示③实验中，棉花和氯化钙的作用是 。
（3）如图所示①实验中，最易生锈的部位是 。
（4）对比如图所示中的①和②，得出的实验结论：铁生锈需与 接触。对比如图中的①和
③，得出的实验结论：铁生锈需与 接触。
（5）为探究盐溶液铁钉锈蚀的影响，对比如图所示中的①和④，得出实验结论为 。
（6）铁锈的主要成分是 （填化学式），铁生锈属于 （填“物理”或“化学”）变化。
[方法指导]
掌握金属生锈的条件和保护金属资源的途径是解答此类题的关键，
(1)铁生锈的条件是与O2、水同时接触；
(2)铜锈蚀是由于铜与氧气、水、二氧化碳反应，生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，即铜绿；
(3)金属的保护与金属锈蚀条件相结合，破坏金属的锈蚀条件，就能达到保护金属资源的目的。温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
一、金属的冶炼
二、金属锈蚀条件的探究
金属的冶炼
本考点主要以选择题、填空题或实验探究题的形式出现，主要考查的知识点有：①铁冶炼的原理；②铁矿石的种类；③含杂质的计算等。
1．实验原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （化学方程式）
2．实验装置
3．实验步骤：
（1）连接装置；
（2）检查装置的 ；
（3）将氧化铁粉末注入玻璃管中；
（4）点燃 ，向玻璃管中通入一氧化碳，排尽空气后再点燃 ；
（5）观察到现象后，熄灭 ，继续通入一氧化碳，直到玻璃管冷却，停止通入一氧化碳，再熄灭 ；
（6）拆除装置，清洗仪器，整理器材。
4．实验现象：
（1）硬质玻璃管中：
（2）澄清石灰水： ，反应的化学方程式为
（3）装置最末端玻璃管尖嘴处： ，反应的化学方程式为 。
五、注意事项：
①实验前应先通，然后再加热，目的 。
②实验结束后，先熄灭酒精灯，待硬质玻璃管中物质冷却后再停止通，目的是 。
③与反应的条件为高温，所以加热需用 ；
④澄清石灰水的作用是 ；
⑤装置末端酒精灯的作用是 。
尾气处理创新实验
装置图1和图2是利用了一氧化碳的可燃性；装置图3和图4是利用了一氧化碳难溶于水的性质；装置图1的优点是：既可将有毒的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，又可达到节约资源的目的；装置图5的优点是：操作方便，节约药品；装置图6中B的作用：既检验生成的二氧化碳，又收集未反应的一氧化碳。
命题热点
（1）实验用的一氧化碳在加热前，必须要 ；
（2）实验时必须先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，原因是： ；
（3）实验结束后，必须先熄灭酒精喷灯，并继续通入一氧化碳，至玻璃管冷却：原因是① ；② ；
（4）为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用止水夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出来的铁粉再密闭装置中冷却；
（5）点燃末端的酒精灯的作用是： ；由于澄清石灰水不能将二氧化碳完成吸收，因此尾气是CO和CO2的混合气体，不易引燃。
尾气处理方法：① ；② 。
【典例精讲】
1．（2020江苏苏州）利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）
A．实验时应先点燃酒精灯后通CO
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C． b处可用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用NaOH溶液吸收尾气中的CO
2．（2020山东淄博）学习了金属矿物及其冶炼后，同学们设计了两组实验装置，请回答：
（1）铁元素在自然界中分布很广，氧化铁是____（填写铁矿石名称）的主要成分。如图1是用一氧化碳还原氧化铁粉末的实验装置，反应一段时间后，观察到玻璃管中的氧化铁粉末逐渐变成____色，装置B中的现象是___，虚线框内装置的作用是___（填字母序号）。
a．吸收二氧化碳 b．消耗一氧化碳 c．检验一氧化碳
（2）如图2是用适量木炭粉还原氧化铁粉末的实验装置，写出反应的化学方程式：_____，试管口部略向下倾斜的原因是_____。反应一段时间后，装置C中澄清石灰水无现象的原因是_____（用化学方程式表示）。
同学们发现一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，但性质有所不同。以下说法正确的是_____（填字母序号）。
a．一氧化碳不能与水反应，二氧化碳能与水反应
b．一氧化碳和二氧化碳的分子结构不同
c．一氧化碳和二氧化碳都可以作气体肥料
d．一氧化碳和二氧化碳都可以作还原剂
3．（2020四川雅安）明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼金属锌的工艺记载：“炉甘石（注：主要成分是碳酸锌）十斤，装载入一泥罐內，然后逐层用煤炭饼（注：反应后生成一氧化碳）垫盛，其底铺薪，发火煅红，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”。下列说法错误的是（ ）
A．煤炭中起作用的主要成分是C
B．冶炼Zn的化学方程式为：
C．该冶炼锌的反应属于置换反应
D．倭铅是指金属锌和铅的混合物
4．（2020河南省卷）如图为CO还原Fe2O3的微型装置图，则A处V型管内的固体粉末由_______色逐渐变黑； B处V型管内的溶液变浑浊，化学方程式为____；将尾气点燃，化学方程式为_________。
5．（2020广西柳州）赤铁矿是一种常见的铁矿石，赤铁矿主要成分是_____________。在高温条件下用碳还原赤铁矿冶炼成铁，同时产生、混合气体，此混合气体中碳的质量分数为40%，请写出该反应的化学方程式___________________。
金属锈蚀条件的探究
本考点的考查形式主要以填空题或实验探究题为主。考查的知识点有:①结合生产、生活实例来选择防锈方法；②锈蚀条件的判断与锈蚀条件的探究；③金属资源的保护。
植物油
干燥剂
铁生锈的实验（见下图）
【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 、 共同作用的结果。
【注意事项】
第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；
第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。
铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。
注意：除去铁锈的方法
物理方法：刀刮、砂纸打磨。
化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。
防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净、干燥；
②擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：
③物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油
④化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝
【典例精讲】
6．（2020湖北宜昌）线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如右图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是（ ）
A．乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B．只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C．乙丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D．实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
7．（2020安徽省卷）金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是_______（填字母序号）。
A 未擦干的铁锅 B 除油漆的栏杆 C 盛水的不锈钢水杯
（2）铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是____。
【探究铁的腐蚀】
（3）该小组用下图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约____（填“40”或“10”）mL刻度处，原因是____。
【拓展探究】
（4）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按上图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
小强同学的实验是探究____因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是____。
（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：____；改进实验方案证明你的分析：____。
8．（2019山东日照）铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料，但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件，寻找防止铁制品锈蚀的方法，现进行如下实验：
步骤1：利用如图所示装置将干燥的从导管a通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满后，将导管a、b处的止水夹、夹紧。
步骤2：一段时间后，观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。
回答下列问题：
（1）步骤1中，检验U形管内已充满的方法是 。
（2）步骤2中，观察到①处没有明显变化，说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有 （填化学式），②处可能观察到的现象是 ，③处没有明显变化，说明纯铁的抗腐蚀能力较 （填“强”或“弱”）。
（3）待U形管内有明显现象后，将b导管插入水中，打开止水夹，观察到 现象，说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了。
（4）通过上述实验现象，请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法（不包括制造纯铁） 。
9．（2020湖南邵阳）金属的用途很广，我们应该节约和保护金属资源，请用所学化学知识回答下列问题：
（1）铁制品长期裸露在室外易生锈，铁生锈实际上是铁与空气中的_____等发生化学反应的过程；
（2）为了预防铁制品生锈，我们常在其表面镀一层抗腐蚀的金属，但在镀金属之前，先要除去铁制品表面的铁锈。用稀盐酸除去铁锈的化学反应方程式是_____。
（3）将X、Z、Y三种金属片分别放入稀硫酸中，Y、Z表面有气泡产生，X没有明显现象，再把Y、Z分别放入FeSO4溶液中，发现放入Y的FeSO4溶液逐渐变成无色，而放入Z的FeSO4溶液和Z表面都没有明显现象。根据上述实验判断，X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是_____。
10．为了探究铁钉锈蚀的条件，某同学设计了如图实验，请回答下列问题：
（1）实验前，必须将铁钉打磨光亮的原因是 。
（2）如图所示③实验中，棉花和氯化钙的作用是 。
（3）如图所示①实验中，最易生锈的部位是 。
（4）对比如图所示中的①和②，得出的实验结论：铁生锈需与 接触。对比如图中的①和
③，得出的实验结论：铁生锈需与 接触。
（5）为探究盐溶液铁钉锈蚀的影响，对比如图所示中的①和④，得出实验结论为 。
（6）铁锈的主要成分是 （填化学式），铁生锈属于 （填“物理”或“化学”）变化。
[方法指导]
掌握金属生锈的条件和保护金属资源的途径是解答此类题的关键，
(1)铁生锈的条件是与O2、水同时接触；
(2)铜锈蚀是由于铜与氧气、水、二氧化碳反应，生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，即铜绿；
(3)金属的保护与金属锈蚀条件相结合，破坏金属的锈蚀条件，就能达到保护金属资源的目的。温度/℃
10
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60
70
铁钉质量增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
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