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鲁教版九年级下册第三节 钢铁的锈蚀与防护一课一练
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这是一份鲁教版九年级下册第三节 钢铁的锈蚀与防护一课一练，共20页。试卷主要包含了分类是学习化学常用的方法，化学与人类生活、生产密不可分等内容，欢迎下载使用。
1．对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
2．西安交大科研人员发明镁合金防腐蚀新技术，其原理是利用电子束辐照技术，成功地让二氧化碳在室温下与镁合金表面的原生氧化层或腐蚀产物发生反应，生成一层致密、牢固的纳米级碳酸镁层。下列有关说法错误的是（ ）
A．该防腐过程存在化学变化
B．该防腐蚀原理与在铁制品上喷漆原理类似
C．镁表面的氧化层主要成分是氧化镁
D．常温下，二氧化碳可以直接和大多数金属反应
二．填空题（共1小题）
3．金属材料在生产生活中有广泛的用途，人类的生产生活离不开金属。
（1）高铁建设促进了社会的快速发展，制造铁轨的材料是铁合金，与纯铁比较，铁合金具有 的优良性能（答一点）。
（2）生活中，铁锅保存不当易生锈，铁制品锈蚀的过程，实际上是铁跟空气中的 发生化学反应的过程。除去铁制品表面的铁锈可用稀盐酸，反应的化学方程式为 。
（3）将A、B、C三种金属分别投入稀硫酸中，A、C表面有气泡产生，B无明显现象；若将A放入C的硝酸盐溶液中，一段时间后，A的表面有C析出。由此推断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
（4）某铁粉中含有锌、镁中的一种杂质，取该样品5.6g与足量的稀盐酸充分反应，生成0.19g氢气，则反应后所得溶液中一定有的溶质是 。另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，则所得滤渣中一定有的金属是 。
三．实验题（共1小题）
4．铁是生产、生活中应用广泛的金属材料。
（一）铁的知识
（1）生活中常用铁锅烹饪，主要利用铁的 （填字母）。
a.导电性
b.导热性
c.耐腐蚀性
（2）图1为铁元素在元素周期表中的信息，铁元素的原子序数为 ，亚铁离子（Fe2+）的核外电子数为 。
（3）如图2为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验，最先观察到铁锈的是 （填字母）。
（4）铁生锈的主要过程为：铁氢氧化亚铁氢氧化铁铁锈
写出：氢氧化亚铁→氢氧化铁反应的符号表达式： 。
（二）铁的实验探究
（5）如图3是“铁丝在氧气中燃烧”实验的改进装置。实验时，打开分液漏斗活塞，通入干燥氧气约10秒，引燃铁丝下端火柴杆，伸入塑料瓶内，并对准玻璃管口正上方。
改进后的优点是 （填字母）。
a.氧气无需提前制备和收集，操作更方便
b.塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全
c.装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化
（6）某同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，设计了如图4实验，8分钟后测得数据如表：
①装药品前，必须进行的一步操作是 。
②实验时该同学将浸润了氯化钠溶液的铁粉不是堆放在瓶底，而是撒在滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内侧，其目的是 。
③根据表中数据计算出空气中氧气的体积分数为 （结果保留到0.1%）。
（三）拓展与应用
（7）已知：Fe2O3固体在一定的高温下能分解为一种复杂的铁的氧化物和一种常见的气体。该气体可以用 来检验。现将48.0g Fe2O3固体加热到该温度下，发现固体质量减少了2.4g后不再改变。请回答：
①48.0g Fe2O3固体中含有铁元素 g。
②该温度下，Fe2O3固体分解的符号表达式为 。
（8）已知：镁在氮气中燃烧生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体。取3.6g镁条在O2和N2的混合气体中完全燃烧，所得固体质量为ag，则a的取值范围是 g＜ag＜ g（结果保留到0.1g）。
四．解答题（共4小题）
5．金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属。
（1）铝、铁、铜是常见的金属。人类开始使用这三种金属的先后顺序为 （用元素符号表示）；
（2）铝合金常用于制造飞机的外壳，铝合金的主要优点是 ；
（3）在汽车电路中，经常用铜作导线，这是利用了铜的 性。
（4）写出赤铁矿炼铁的化学方程式： 。
（5）要验证铝、铁、铜的活动顺序，现有铝、铜，需要加入的溶液是 ，写出反应的化学方程式： 。
（6）写出一种保护金属资源的方法： 。
6．分类是学习化学常用的方法．
（1）保护金属资源是每一个公民的义务．请根据下列保护金属资源的事例中所体现的保护金属资源的途径将它们分类，并参照实例完成空白处内容．（填一条即可）
①用塑料代替钢制造管道、汽车零部件等
②给自行车的链条涂油
③用汽车用过的铅酸蓄电池再生铅
④在水龙头表面镀铬
⑤用废电池的锌皮做制取氢气的实验
⑥机器使用氮化硅陶瓷齿轮
（2）一年多的化学学习中，我们经历了很多实验，若按照是否“用数量表示资料或信息”可将实验分为“定性实验”和“定量实验”．若依照上述此标准，可将下列实验中的A与① （填“B”或“C”）归为一类，请你再写出一个你学过的定量实验② ．
7．某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如图：
（1）操作a、b的名称分别是 、 ．
（2）写出流程中有关反应的化学方程式： 、 ．
8．化学与人类生活、生产密不可分．
（1）目前世界上已有50%以上的废旧钢铁得到回收利用，其目的是 （填字母序号）．
A、节约金属资源 B、合理开采矿物 C、防止钢铁生锈
（2）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，其作用是将雷电引导到地下，这说明钢铁具有良好的 性（填一物理性质）．处于楼顶的避雷针生锈了，铁生锈需要的条件是要是： 、 ．
（3）在生产和生活中，大量使用的不是纯金属，而是它们的合金．合金与纯金属比较，其优越的性能有（答出一条即可） ．
（4）2010年11月，发生在上海的一座高楼外墙因使用化学保温材料引发的火灾给人们留下了血的教训．化学外墙保温材料引起火灾其原因是： 、 ．
五．科学探究题（共2小题）
9．某同学发现家里多年未用的铜制火锅表面呈绿色，老师说这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈。为了弄清这种绿色铜锈的元素组成，他和几位同学对绿色锈迹进行了如下探究。
【查阅资料】铜锈俗称铜绿，受热易分解。
【实验1】将适量干燥的铜绿粉末放在硬质玻璃管中按图1装置进行实验。实验开始先通一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给铜绿加热。
（1）实验开始先通一会儿氮气的目的是 。
（2）观察到硬质玻璃管内壁有水雾产生，说明铜绿中含有 和 元素。
（3）观察到烧杯内澄清石灰水 ，说明生成了二氧化碳，烧杯内发生反应的化学方程式为 。加热一会儿后，观察到硬质玻璃管中的固体由绿色变为黑色。生成的黑色固体是什么呢？他们进一步进行了探究。
【实验2】他们采用图2装置进行实验，酒精灯加网罩的目的是 。观察到左边试管中的现象为 ，证明黑色固体是氧化铜。停止加热时，应进行的正确操作是 。
【实验结论】铜绿中含有 元素。
【交流与反思】
（4）根据以上实验可以得出铜绿元素组成的理论依据是 。
（5）由铜绿的组成元素可以推测：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行图3所示实验中的 。
A.甲和乙 B.乙和丁 C.丙和丁 D.甲和丁
（6）为防止铜制品生锈，你认为可以采取的措施是 。
10．铜是一种不活泼的金属，但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式：Cu2（OH）2CO3]．某科研小组为探究铜绿生成的条件，并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜（假设不含其它杂质），实验设计如下：
（1）证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外，还必须有CO2．为“证明必须有CO2”需要进行以下实验中的 （填实验编号）。
（2）利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O，则步骤I中发生的反应类型有 。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为 。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少Cu2O，你认为可能的原因是 （写一条即可）。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag，则a的取值范围为 。
（进阶篇）2022-2023学年下学期初中化学鲁教版九年级同步分层作业9.3钢铁的锈蚀与防护
参考答案与试题解析
一．选择题（共2小题）
1．对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
【解答】解：A、①②的变量为是否与水会接触，因此探究水是否铁生锈的条件之一，选项A错误；
B、②③变量为除了水之外，还有接触的气体组分不同，因此无法形成对比实验，选项B错误；
C、①④变量为温度，因此探究温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一，选项C正确；
D、③④变量为温度、气体组分等，变量不唯一，选项D错误；
故选：C。
2．西安交大科研人员发明镁合金防腐蚀新技术，其原理是利用电子束辐照技术，成功地让二氧化碳在室温下与镁合金表面的原生氧化层或腐蚀产物发生反应，生成一层致密、牢固的纳米级碳酸镁层。下列有关说法错误的是（ ）
A．该防腐过程存在化学变化
B．该防腐蚀原理与在铁制品上喷漆原理类似
C．镁表面的氧化层主要成分是氧化镁
D．常温下，二氧化碳可以直接和大多数金属反应
【解答】解：A、根据题目信息可以看出，有新物质碳酸镁生成，属于化学变化，选项A正确；
B、两种方法都是在金属表面形成保护层，隔绝氧气和水，起到防腐作用，两种方法原理相似，选项B正确；
C、镁可与氧气反应生成氧化镁，形成保护膜，选项C正确；
D、二氧化碳常温下化学性质稳定，不与金属反应，选项D错误；
故选：D。
二．填空题（共1小题）
3．金属材料在生产生活中有广泛的用途，人类的生产生活离不开金属。
（1）高铁建设促进了社会的快速发展，制造铁轨的材料是铁合金，与纯铁比较，铁合金具有 硬度大（或耐腐蚀） 的优良性能（答一点）。
（2）生活中，铁锅保存不当易生锈，铁制品锈蚀的过程，实际上是铁跟空气中的 H2O和O2 发生化学反应的过程。除去铁制品表面的铁锈可用稀盐酸，反应的化学方程式为 Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O 。
（3）将A、B、C三种金属分别投入稀硫酸中，A、C表面有气泡产生，B无明显现象；若将A放入C的硝酸盐溶液中，一段时间后，A的表面有C析出。由此推断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是 A＞C＞B 。
（4）某铁粉中含有锌、镁中的一种杂质，取该样品5.6g与足量的稀盐酸充分反应，生成0.19g氢气，则反应后所得溶液中一定有的溶质是 FeCl2和ZnCl2 。另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，则所得滤渣中一定有的金属是 Cu和Fe 。
【解答】（1）合金具有硬度大或耐腐蚀等优良性能；
故填：硬度大（或耐腐蚀）
（2）铁生锈是铁与水、氧气发生作用的结果，盐酸和三氧化二铁反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；
故填：H2O和O2；Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；
（3）氢前的金属能和稀硫酸或稀盐酸反应生成氢气，金属活动性强的金属能把它后面的金属从其盐溶液里置换出来；A、B、C三种金属分别投入稀硫酸中，A、C表面有气泡产生，B无明显现象；说明AC活动性比B强；若将A放入C的硝酸盐溶液中，一段时间后，A的表面有C析出，说明A活动性比C强；
故填：A＞C＞B；
（4）稀盐酸和铁、锌、镁反应的化学方程式及其质量关系：
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，
56 2
5.6 0.2g
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑，
65 2
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，
24 2
由以上质量关系可知，5.6g锌完全反应生成氢气质量小0.2g，5.6g镁完全反应生成氢气质量大于0.2g，取该样品5.6g与足量稀盐酸充分反应，生成氢气0.19g，该铁粉中含有的杂质是锌；所以所得溶液中一定含有氯化亚铁和氯化锌，另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中，锌先和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，铁后和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液；将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，说明滤渣中至少含有铜和铁。
故填：FeCl2和ZnCl2；Cu和Fe。
三．实验题（共1小题）
4．铁是生产、生活中应用广泛的金属材料。
（一）铁的知识
（1）生活中常用铁锅烹饪，主要利用铁的 b （填字母）。
a.导电性
b.导热性
c.耐腐蚀性
（2）图1为铁元素在元素周期表中的信息，铁元素的原子序数为 26 ，亚铁离子（Fe2+）的核外电子数为 24 。
（3）如图2为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验，最先观察到铁锈的是 C （填字母）。
（4）铁生锈的主要过程为：铁氢氧化亚铁氢氧化铁铁锈
写出：氢氧化亚铁→氢氧化铁反应的符号表达式： Fe（OH）2+O2+H2O→Fe（OH）3 。
（二）铁的实验探究
（5）如图3是“铁丝在氧气中燃烧”实验的改进装置。实验时，打开分液漏斗活塞，通入干燥氧气约10秒，引燃铁丝下端火柴杆，伸入塑料瓶内，并对准玻璃管口正上方。
改进后的优点是 abc （填字母）。
a.氧气无需提前制备和收集，操作更方便
b.塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全
c.装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化
（6）某同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，设计了如图4实验，8分钟后测得数据如表：
①装药品前，必须进行的一步操作是 检验装置的气密性 。
②实验时该同学将浸润了氯化钠溶液的铁粉不是堆放在瓶底，而是撒在滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内侧，其目的是 增大铁粉与氧气接触面积，加快反应速率 。
③根据表中数据计算出空气中氧气的体积分数为 20.6% （结果保留到0.1%）。
（三）拓展与应用
（7）已知：Fe2O3固体在一定的高温下能分解为一种复杂的铁的氧化物和一种常见的气体。该气体可以用 带火星的木条 来检验。现将48.0g Fe2O3固体加热到该温度下，发现固体质量减少了2.4g后不再改变。请回答：
①48.0g Fe2O3固体中含有铁元素 33.6 g。
②该温度下，Fe2O3固体分解的符号表达式为 Fe2O3Fe4O5+O2 。
（8）已知：镁在氮气中燃烧生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体。取3.6g镁条在O2和N2的混合气体中完全燃烧，所得固体质量为ag，则a的取值范围是 5.0 g＜ag＜ 6.0 g（结果保留到0.1g）。
【解答】解：（1）性质决定用途，铁锅用于烹饪，主要利用了导热性。故答案为：b；
（2）根据图1中铁元素在元素周期表中的信息可知，铁元素的原子序数为：26，因为原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，所以铁原子的核外电子数为26，亚铁离子是铁原子失去两个电子，所以亚铁离子核外电子数为：24；
（3）铁生锈是与空气中的水和氧气有关，且食盐会加快铁生锈的速率，所以最先观察到铁锈的是：C；
（4）根据铁生锈的主要过程为：铁氢氧化亚铁氢氧化铁铁锈可知，氢氧化亚铁→氢氧化铁反应的符号表达式为：Fe（OH）2+O2+H2O→Fe（OH）3；
（5）如图所示装置，改进后氧气无需提前制备和收集，操作更方便，塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全，装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化，故选：abc；
（6）①为了确保实验成功，在装药品前，必须进行的一步操作是：检查装置气密性；
②将浸润了氯化钠溶液的铁粉撒在滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内侧，其目的是：增大铁粉与氧气接触面积，加快反应速率；
③实验前量筒内水的体积为200mL，实验后量筒内剩余水的体积为148.5mL，说明进入瓶内水的体积为200mL﹣148.5mL＝51.5mL，瓶内消耗的氧的体积等于进入瓶内水的体积，所以空气中氧气的体积分数为：×100%＝20.6%；
（7）根据质量守恒定律，Fe2O3固体在一定的高温下能分解得到一种常见的气体，则这种气体为氧气，检验氧气的方法：用带火星的木条，若木条复燃，证明是氧气；
①氧化铁中铁元素的质量分数为：×100%＝70%，48.0g Fe2O3固体中含有铁元素为：48.0g×70%＝33.6g；
②由于Fe2O3固体在一定的高温下能分解为一种复杂的铁的氧化物和一种常见的气体，所以Fe2O3固体分解的符号表达式为：Fe2O3 Fe4O5+O2；
（8）镁在氮气中燃烧生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体。取3.6g镁条在O2和N2的混合气体中完全燃烧，当3.6g镁条全部和氮气反应，生成氮化镁，则生成固体质量为：3.6g÷×100%＝5.0g，当3.6g镁条全部和氧气反应，生成氧化镁，则生成固体质量为：3.6g÷×100%＝6.0g，所以所得固体质量a的取值范围是：5.0g＜ag＜6.0g。
故答案为：（1）b；
（2）26；24；
（3）C；
（4）Fe（OH）2+O2+H2O→Fe（OH）3；
（5）abc；
（6）①检查装置气密性；
②增大铁粉与氧气接触面积，加快反应速率；
③20.6%；
（7）用带火星的木条；
①33.6g；
②Fe2O3 Fe4O5+O2；
（8）5.0.；6.0。
四．解答题（共4小题）
5．金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属。
（1）铝、铁、铜是常见的金属。人类开始使用这三种金属的先后顺序为 Cu、Fe、Al （用元素符号表示）；
（2）铝合金常用于制造飞机的外壳，铝合金的主要优点是 强度大、质量轻、耐腐蚀 ；
（3）在汽车电路中，经常用铜作导线，这是利用了铜的 导电 性。
（4）写出赤铁矿炼铁的化学方程式： Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
（5）要验证铝、铁、铜的活动顺序，现有铝、铜，需要加入的溶液是 硫酸亚铁溶液 ，写出反应的化学方程式： 2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe 。
（6）写出一种保护金属资源的方法： 防止金属的腐蚀等 。
【解答】解：
（1）活动性弱的金属不易发生化学反应，能以单质形式存在，并比较容易冶炼，故人类使用金属的顺序正好和金属的活动性相反；故答案为：（1）Cu、Fe、Al；
（2）因铝合金材质强度大、质量轻、耐腐蚀，所以铝合金可用于制造飞机的外壳；
（3）铜用作导线，是因为铜具有良好的导电性；
（4）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（5）要验证金属的活动性顺序，可以使用两金夹一盐的方法，即使用硫酸亚铁溶液，单质铝与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸铝和铁，化学反应方程式是2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe；
（6）金属资源不可再生。保护金属资源的方法很多，例如：防止金属的腐蚀、提倡金属的回利用等。
故答案为：
（1）Cu、Fe、Al；
（2）强度大、质量轻、耐腐蚀；
（3）导电；
（4）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（5）硫酸亚铁溶液；2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe；
（6）防止金属的腐蚀等。
6．分类是学习化学常用的方法．
（1）保护金属资源是每一个公民的义务．请根据下列保护金属资源的事例中所体现的保护金属资源的途径将它们分类，并参照实例完成空白处内容．（填一条即可）
①用塑料代替钢制造管道、汽车零部件等
②给自行车的链条涂油
③用汽车用过的铅酸蓄电池再生铅
④在水龙头表面镀铬
⑤用废电池的锌皮做制取氢气的实验
⑥机器使用氮化硅陶瓷齿轮
（2）一年多的化学学习中，我们经历了很多实验，若按照是否“用数量表示资料或信息”可将实验分为“定性实验”和“定量实验”．若依照上述此标准，可将下列实验中的A与① C （填“B”或“C”）归为一类，请你再写出一个你学过的定量实验② 测定空气里氧气的含量 ．
【解答】解：（1）保护金属资源的途径有防止金属锈蚀，如给自行车的链条涂油；在水龙头表面镀铬；
可以回收废旧金属，如用汽车用过的铅酸蓄电池再生铅；用废电池的锌皮做制取氢气的实验．
故填：防止金属的腐蚀[或金属的回收利用]；②④[或③⑤]；
（2）实验A是定量探究化学反应前后的质量关系，属于定量实验，实验B是探究物质的性质，属于定性实验；实验C是配制一定质量的一定质量分数的溶液，属于定量实验，测定空气中氧气的含量也属于定量实验；故填：①C；②测定空气里氧气的含量（合理即可）．
7．某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如图：
（1）操作a、b的名称分别是 过滤 、 蒸发 ．
（2）写出流程中有关反应的化学方程式： Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 、 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ ．
【解答】解：（1）经过操作a能得到固体和液体，故a操作为过滤，从液体中得到晶体可以是蒸发操作，故答案为：过滤，蒸发；
（2）经过操作a得到的液体中能得到硫酸亚铁，说明回收铜时加入的是铁，多余的铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，
故答案为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
8．化学与人类生活、生产密不可分．
（1）目前世界上已有50%以上的废旧钢铁得到回收利用，其目的是 A （填字母序号）．
A、节约金属资源 B、合理开采矿物 C、防止钢铁生锈
（2）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，其作用是将雷电引导到地下，这说明钢铁具有良好的 导电 性（填一物理性质）．处于楼顶的避雷针生锈了，铁生锈需要的条件是要是： 水 、 氧气 ．
（3）在生产和生活中，大量使用的不是纯金属，而是它们的合金．合金与纯金属比较，其优越的性能有（答出一条即可） 强度大 ．
（4）2010年11月，发生在上海的一座高楼外墙因使用化学保温材料引发的火灾给人们留下了血的教训．化学外墙保温材料引起火灾其原因是： 有可燃物 、 温度达到可燃物的着火点 ．
【解答】解：（1）废旧钢铁得到回收利用的目的是节约金属资源，故填：A；
（2）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，利用的是钢铁的导电性，避雷针生锈是因为铁与水和氧气并存，故填：导电，水，氧气；
（3）合金比纯金属性能优良，强度增大、熔点降低．故填：强度大；
（4）化学外墙保温材料引起火灾的原因是有可燃物，且温度达到了可燃物的着火点，与氧气充分接触，故填：有可燃物，温度达到可燃物的着火点．
五．科学探究题（共2小题）
9．某同学发现家里多年未用的铜制火锅表面呈绿色，老师说这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈。为了弄清这种绿色铜锈的元素组成，他和几位同学对绿色锈迹进行了如下探究。
【查阅资料】铜锈俗称铜绿，受热易分解。
【实验1】将适量干燥的铜绿粉末放在硬质玻璃管中按图1装置进行实验。实验开始先通一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给铜绿加热。
（1）实验开始先通一会儿氮气的目的是 排净装置内的空气 。
（2）观察到硬质玻璃管内壁有水雾产生，说明铜绿中含有 氢 和 氧 元素。
（3）观察到烧杯内澄清石灰水 变浑浊 ，说明生成了二氧化碳，烧杯内发生反应的化学方程式为 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 。加热一会儿后，观察到硬质玻璃管中的固体由绿色变为黑色。生成的黑色固体是什么呢？他们进一步进行了探究。
【实验2】他们采用图2装置进行实验，酒精灯加网罩的目的是 使火焰集中并提高温度 。观察到左边试管中的现象为 黑色固体变成红色 ，证明黑色固体是氧化铜。停止加热时，应进行的正确操作是 先将导管从澄清石灰水中移出，再熄灭酒精灯 。
【实验结论】铜绿中含有 铜、碳、氢、氧 元素。
【交流与反思】
（4）根据以上实验可以得出铜绿元素组成的理论依据是 质量守恒定律（或化学反应前后元素种类不变） 。
（5）由铜绿的组成元素可以推测：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行图3所示实验中的 D 。
A.甲和乙 B.乙和丁 C.丙和丁 D.甲和丁
（6）为防止铜制品生锈，你认为可以采取的措施是 保持铜制品表面洁净干燥 。
【解答】【实验1】（1）为了验证铜绿加热后气体组分，需要先排空，所以先通入氮气排出内部空气；
故答案为：排净装置内的空气。
（2）有水生成，而水含有氢和氧两种元素，所以根据质量守恒定律可知，铜绿含有氢和氧元素；
故答案为：氢；氧。
（3）气体为二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，因此看到澄清石灰水变浑浊；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，书写化学方程式注意配平及沉淀符号，所以化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
故答案为：变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
【实验2】增加网罩可以集中火焰，提高反应加热温度；黑色粉末为氧化铜，可与碳反应生成铜，而铜为红色，因此看到黑色固体变为红色；反应完毕后为了避免发生倒吸，先移出澄清石灰水中的导管，再熄灭酒精灯；
故答案为：使火焰集中并提高温度；黑色固体变成红色；先将导管从澄清石灰水中移出，再熄灭酒精灯。
【实验结论】水生成，说明含有氢、氧元素，澄清石灰水变浑浊，说明含有碳元素，黑色粉末为氧化铜，证明含有铜元素，所以综上铜绿含有铜、碳、氢、氧四种元素；
故答案为：铜、碳、氢、氧。
（4）根据反应后物质组成，结合质量守恒定律推断物质元素组成；
故答案为：质量守恒定律（或化学反应前后元素种类不变）。
（5）为了确保变量只有二氧化碳，可以选择甲和丁进行对比实验，故选D；
故答案为：D。
（6）根据上述实验可知，铜生锈需要接触水、氧气和二氧化碳，所以可以保持其洁净干燥，不与水接触，避免生锈；
故答案为：保持铜制品表面洁净干燥。
10．铜是一种不活泼的金属，但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式：Cu2（OH）2CO3]．某科研小组为探究铜绿生成的条件，并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜（假设不含其它杂质），实验设计如下：
（1）证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外，还必须有CO2．为“证明必须有CO2”需要进行以下实验中的 甲丁 （填实验编号）。
（2）利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O，则步骤I中发生的反应类型有 分解反应和化合反应 。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为 CO+CuOCu+CO2 。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少Cu2O，你认为可能的原因是 一氧化碳的量不足 （写一条即可）。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag，则a的取值范围为 12.8＜a＜14.4 。
【解答】解：实验探究的目的是证明“必须有二氧化碳”，所以对比是否有二氧化碳，其余要完全一致，所以需要进行如图所示实验中的 甲丁。
（2）①由于铜绿受热分解为三种物质，故属于分解反应，废铜屑中的铜在空气中加热时与氧气发生化合反应生成氧化铜；②氧化铜与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳；③当一氧化碳的量不足时，会部分生成Cu2O；
④如果红色固体都是铜，则红色固体质量是：16g××100%＝12.8g，
如果红色固体都是氧化亚铜，则红色固体质量为：12.8g÷×100%＝14.4g，
若红色固体为 Cu 和 Cu2O 的混合物，则a 的取值范围为12.8＜a＜14.4。
答案为：（1）甲丁；（2）①分解反应和化合反应；②CO+CuOCu+CO2；③一氧化碳的量不足；12.8＜a＜14.4。实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
量筒内水
量筒内剩余水
250mL
200.0mL
148.5mL
A
B
C
实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
量筒内水
量筒内剩余水
250mL
200.0mL
148.5mL
A
B
C
1．对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
2．西安交大科研人员发明镁合金防腐蚀新技术，其原理是利用电子束辐照技术，成功地让二氧化碳在室温下与镁合金表面的原生氧化层或腐蚀产物发生反应，生成一层致密、牢固的纳米级碳酸镁层。下列有关说法错误的是（ ）
A．该防腐过程存在化学变化
B．该防腐蚀原理与在铁制品上喷漆原理类似
C．镁表面的氧化层主要成分是氧化镁
D．常温下，二氧化碳可以直接和大多数金属反应
二．填空题（共1小题）
3．金属材料在生产生活中有广泛的用途，人类的生产生活离不开金属。
（1）高铁建设促进了社会的快速发展，制造铁轨的材料是铁合金，与纯铁比较，铁合金具有 的优良性能（答一点）。
（2）生活中，铁锅保存不当易生锈，铁制品锈蚀的过程，实际上是铁跟空气中的 发生化学反应的过程。除去铁制品表面的铁锈可用稀盐酸，反应的化学方程式为 。
（3）将A、B、C三种金属分别投入稀硫酸中，A、C表面有气泡产生，B无明显现象；若将A放入C的硝酸盐溶液中，一段时间后，A的表面有C析出。由此推断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
（4）某铁粉中含有锌、镁中的一种杂质，取该样品5.6g与足量的稀盐酸充分反应，生成0.19g氢气，则反应后所得溶液中一定有的溶质是 。另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，则所得滤渣中一定有的金属是 。
三．实验题（共1小题）
4．铁是生产、生活中应用广泛的金属材料。
（一）铁的知识
（1）生活中常用铁锅烹饪，主要利用铁的 （填字母）。
a.导电性
b.导热性
c.耐腐蚀性
（2）图1为铁元素在元素周期表中的信息，铁元素的原子序数为 ，亚铁离子（Fe2+）的核外电子数为 。
（3）如图2为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验，最先观察到铁锈的是 （填字母）。
（4）铁生锈的主要过程为：铁氢氧化亚铁氢氧化铁铁锈
写出：氢氧化亚铁→氢氧化铁反应的符号表达式： 。
（二）铁的实验探究
（5）如图3是“铁丝在氧气中燃烧”实验的改进装置。实验时，打开分液漏斗活塞，通入干燥氧气约10秒，引燃铁丝下端火柴杆，伸入塑料瓶内，并对准玻璃管口正上方。
改进后的优点是 （填字母）。
a.氧气无需提前制备和收集，操作更方便
b.塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全
c.装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化
（6）某同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，设计了如图4实验，8分钟后测得数据如表：
①装药品前，必须进行的一步操作是 。
②实验时该同学将浸润了氯化钠溶液的铁粉不是堆放在瓶底，而是撒在滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内侧，其目的是 。
③根据表中数据计算出空气中氧气的体积分数为 （结果保留到0.1%）。
（三）拓展与应用
（7）已知：Fe2O3固体在一定的高温下能分解为一种复杂的铁的氧化物和一种常见的气体。该气体可以用 来检验。现将48.0g Fe2O3固体加热到该温度下，发现固体质量减少了2.4g后不再改变。请回答：
①48.0g Fe2O3固体中含有铁元素 g。
②该温度下，Fe2O3固体分解的符号表达式为 。
（8）已知：镁在氮气中燃烧生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体。取3.6g镁条在O2和N2的混合气体中完全燃烧，所得固体质量为ag，则a的取值范围是 g＜ag＜ g（结果保留到0.1g）。
四．解答题（共4小题）
5．金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属。
（1）铝、铁、铜是常见的金属。人类开始使用这三种金属的先后顺序为 （用元素符号表示）；
（2）铝合金常用于制造飞机的外壳，铝合金的主要优点是 ；
（3）在汽车电路中，经常用铜作导线，这是利用了铜的 性。
（4）写出赤铁矿炼铁的化学方程式： 。
（5）要验证铝、铁、铜的活动顺序，现有铝、铜，需要加入的溶液是 ，写出反应的化学方程式： 。
（6）写出一种保护金属资源的方法： 。
6．分类是学习化学常用的方法．
（1）保护金属资源是每一个公民的义务．请根据下列保护金属资源的事例中所体现的保护金属资源的途径将它们分类，并参照实例完成空白处内容．（填一条即可）
①用塑料代替钢制造管道、汽车零部件等
②给自行车的链条涂油
③用汽车用过的铅酸蓄电池再生铅
④在水龙头表面镀铬
⑤用废电池的锌皮做制取氢气的实验
⑥机器使用氮化硅陶瓷齿轮
（2）一年多的化学学习中，我们经历了很多实验，若按照是否“用数量表示资料或信息”可将实验分为“定性实验”和“定量实验”．若依照上述此标准，可将下列实验中的A与① （填“B”或“C”）归为一类，请你再写出一个你学过的定量实验② ．
7．某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如图：
（1）操作a、b的名称分别是 、 ．
（2）写出流程中有关反应的化学方程式： 、 ．
8．化学与人类生活、生产密不可分．
（1）目前世界上已有50%以上的废旧钢铁得到回收利用，其目的是 （填字母序号）．
A、节约金属资源 B、合理开采矿物 C、防止钢铁生锈
（2）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，其作用是将雷电引导到地下，这说明钢铁具有良好的 性（填一物理性质）．处于楼顶的避雷针生锈了，铁生锈需要的条件是要是： 、 ．
（3）在生产和生活中，大量使用的不是纯金属，而是它们的合金．合金与纯金属比较，其优越的性能有（答出一条即可） ．
（4）2010年11月，发生在上海的一座高楼外墙因使用化学保温材料引发的火灾给人们留下了血的教训．化学外墙保温材料引起火灾其原因是： 、 ．
五．科学探究题（共2小题）
9．某同学发现家里多年未用的铜制火锅表面呈绿色，老师说这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈。为了弄清这种绿色铜锈的元素组成，他和几位同学对绿色锈迹进行了如下探究。
【查阅资料】铜锈俗称铜绿，受热易分解。
【实验1】将适量干燥的铜绿粉末放在硬质玻璃管中按图1装置进行实验。实验开始先通一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给铜绿加热。
（1）实验开始先通一会儿氮气的目的是 。
（2）观察到硬质玻璃管内壁有水雾产生，说明铜绿中含有 和 元素。
（3）观察到烧杯内澄清石灰水 ，说明生成了二氧化碳，烧杯内发生反应的化学方程式为 。加热一会儿后，观察到硬质玻璃管中的固体由绿色变为黑色。生成的黑色固体是什么呢？他们进一步进行了探究。
【实验2】他们采用图2装置进行实验，酒精灯加网罩的目的是 。观察到左边试管中的现象为 ，证明黑色固体是氧化铜。停止加热时，应进行的正确操作是 。
【实验结论】铜绿中含有 元素。
【交流与反思】
（4）根据以上实验可以得出铜绿元素组成的理论依据是 。
（5）由铜绿的组成元素可以推测：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行图3所示实验中的 。
A.甲和乙 B.乙和丁 C.丙和丁 D.甲和丁
（6）为防止铜制品生锈，你认为可以采取的措施是 。
10．铜是一种不活泼的金属，但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式：Cu2（OH）2CO3]．某科研小组为探究铜绿生成的条件，并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜（假设不含其它杂质），实验设计如下：
（1）证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外，还必须有CO2．为“证明必须有CO2”需要进行以下实验中的 （填实验编号）。
（2）利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O，则步骤I中发生的反应类型有 。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为 。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少Cu2O，你认为可能的原因是 （写一条即可）。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag，则a的取值范围为 。
（进阶篇）2022-2023学年下学期初中化学鲁教版九年级同步分层作业9.3钢铁的锈蚀与防护
参考答案与试题解析
一．选择题（共2小题）
1．对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
【解答】解：A、①②的变量为是否与水会接触，因此探究水是否铁生锈的条件之一，选项A错误；
B、②③变量为除了水之外，还有接触的气体组分不同，因此无法形成对比实验，选项B错误；
C、①④变量为温度，因此探究温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一，选项C正确；
D、③④变量为温度、气体组分等，变量不唯一，选项D错误；
故选：C。
2．西安交大科研人员发明镁合金防腐蚀新技术，其原理是利用电子束辐照技术，成功地让二氧化碳在室温下与镁合金表面的原生氧化层或腐蚀产物发生反应，生成一层致密、牢固的纳米级碳酸镁层。下列有关说法错误的是（ ）
A．该防腐过程存在化学变化
B．该防腐蚀原理与在铁制品上喷漆原理类似
C．镁表面的氧化层主要成分是氧化镁
D．常温下，二氧化碳可以直接和大多数金属反应
【解答】解：A、根据题目信息可以看出，有新物质碳酸镁生成，属于化学变化，选项A正确；
B、两种方法都是在金属表面形成保护层，隔绝氧气和水，起到防腐作用，两种方法原理相似，选项B正确；
C、镁可与氧气反应生成氧化镁，形成保护膜，选项C正确；
D、二氧化碳常温下化学性质稳定，不与金属反应，选项D错误；
故选：D。
二．填空题（共1小题）
3．金属材料在生产生活中有广泛的用途，人类的生产生活离不开金属。
（1）高铁建设促进了社会的快速发展，制造铁轨的材料是铁合金，与纯铁比较，铁合金具有 硬度大（或耐腐蚀） 的优良性能（答一点）。
（2）生活中，铁锅保存不当易生锈，铁制品锈蚀的过程，实际上是铁跟空气中的 H2O和O2 发生化学反应的过程。除去铁制品表面的铁锈可用稀盐酸，反应的化学方程式为 Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O 。
（3）将A、B、C三种金属分别投入稀硫酸中，A、C表面有气泡产生，B无明显现象；若将A放入C的硝酸盐溶液中，一段时间后，A的表面有C析出。由此推断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是 A＞C＞B 。
（4）某铁粉中含有锌、镁中的一种杂质，取该样品5.6g与足量的稀盐酸充分反应，生成0.19g氢气，则反应后所得溶液中一定有的溶质是 FeCl2和ZnCl2 。另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，则所得滤渣中一定有的金属是 Cu和Fe 。
【解答】（1）合金具有硬度大或耐腐蚀等优良性能；
故填：硬度大（或耐腐蚀）
（2）铁生锈是铁与水、氧气发生作用的结果，盐酸和三氧化二铁反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；
故填：H2O和O2；Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O；
（3）氢前的金属能和稀硫酸或稀盐酸反应生成氢气，金属活动性强的金属能把它后面的金属从其盐溶液里置换出来；A、B、C三种金属分别投入稀硫酸中，A、C表面有气泡产生，B无明显现象；说明AC活动性比B强；若将A放入C的硝酸盐溶液中，一段时间后，A的表面有C析出，说明A活动性比C强；
故填：A＞C＞B；
（4）稀盐酸和铁、锌、镁反应的化学方程式及其质量关系：
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，
56 2
5.6 0.2g
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑，
65 2
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，
24 2
由以上质量关系可知，5.6g锌完全反应生成氢气质量小0.2g，5.6g镁完全反应生成氢气质量大于0.2g，取该样品5.6g与足量稀盐酸充分反应，生成氢气0.19g，该铁粉中含有的杂质是锌；所以所得溶液中一定含有氯化亚铁和氯化锌，另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中，锌先和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，铁后和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液；将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，说明滤渣中至少含有铜和铁。
故填：FeCl2和ZnCl2；Cu和Fe。
三．实验题（共1小题）
4．铁是生产、生活中应用广泛的金属材料。
（一）铁的知识
（1）生活中常用铁锅烹饪，主要利用铁的 b （填字母）。
a.导电性
b.导热性
c.耐腐蚀性
（2）图1为铁元素在元素周期表中的信息，铁元素的原子序数为 26 ，亚铁离子（Fe2+）的核外电子数为 24 。
（3）如图2为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验，最先观察到铁锈的是 C （填字母）。
（4）铁生锈的主要过程为：铁氢氧化亚铁氢氧化铁铁锈
写出：氢氧化亚铁→氢氧化铁反应的符号表达式： Fe（OH）2+O2+H2O→Fe（OH）3 。
（二）铁的实验探究
（5）如图3是“铁丝在氧气中燃烧”实验的改进装置。实验时，打开分液漏斗活塞，通入干燥氧气约10秒，引燃铁丝下端火柴杆，伸入塑料瓶内，并对准玻璃管口正上方。
改进后的优点是 abc （填字母）。
a.氧气无需提前制备和收集，操作更方便
b.塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全
c.装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化
（6）某同学根据铁生锈的原理，用铁粉测定空气中氧气的含量，设计了如图4实验，8分钟后测得数据如表：
①装药品前，必须进行的一步操作是 检验装置的气密性 。
②实验时该同学将浸润了氯化钠溶液的铁粉不是堆放在瓶底，而是撒在滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内侧，其目的是 增大铁粉与氧气接触面积，加快反应速率 。
③根据表中数据计算出空气中氧气的体积分数为 20.6% （结果保留到0.1%）。
（三）拓展与应用
（7）已知：Fe2O3固体在一定的高温下能分解为一种复杂的铁的氧化物和一种常见的气体。该气体可以用 带火星的木条 来检验。现将48.0g Fe2O3固体加热到该温度下，发现固体质量减少了2.4g后不再改变。请回答：
①48.0g Fe2O3固体中含有铁元素 33.6 g。
②该温度下，Fe2O3固体分解的符号表达式为 Fe2O3Fe4O5+O2 。
（8）已知：镁在氮气中燃烧生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体。取3.6g镁条在O2和N2的混合气体中完全燃烧，所得固体质量为ag，则a的取值范围是 5.0 g＜ag＜ 6.0 g（结果保留到0.1g）。
【解答】解：（1）性质决定用途，铁锅用于烹饪，主要利用了导热性。故答案为：b；
（2）根据图1中铁元素在元素周期表中的信息可知，铁元素的原子序数为：26，因为原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，所以铁原子的核外电子数为26，亚铁离子是铁原子失去两个电子，所以亚铁离子核外电子数为：24；
（3）铁生锈是与空气中的水和氧气有关，且食盐会加快铁生锈的速率，所以最先观察到铁锈的是：C；
（4）根据铁生锈的主要过程为：铁氢氧化亚铁氢氧化铁铁锈可知，氢氧化亚铁→氢氧化铁反应的符号表达式为：Fe（OH）2+O2+H2O→Fe（OH）3；
（5）如图所示装置，改进后氧气无需提前制备和收集，操作更方便，塑料瓶代替集气瓶，防止集气瓶炸裂，更安全，装置集氧气的制取、干燥和性质验证于一体，实验更优化，故选：abc；
（6）①为了确保实验成功，在装药品前，必须进行的一步操作是：检查装置气密性；
②将浸润了氯化钠溶液的铁粉撒在滤纸条上，再把该滤纸条贴在广口瓶内侧，其目的是：增大铁粉与氧气接触面积，加快反应速率；
③实验前量筒内水的体积为200mL，实验后量筒内剩余水的体积为148.5mL，说明进入瓶内水的体积为200mL﹣148.5mL＝51.5mL，瓶内消耗的氧的体积等于进入瓶内水的体积，所以空气中氧气的体积分数为：×100%＝20.6%；
（7）根据质量守恒定律，Fe2O3固体在一定的高温下能分解得到一种常见的气体，则这种气体为氧气，检验氧气的方法：用带火星的木条，若木条复燃，证明是氧气；
①氧化铁中铁元素的质量分数为：×100%＝70%，48.0g Fe2O3固体中含有铁元素为：48.0g×70%＝33.6g；
②由于Fe2O3固体在一定的高温下能分解为一种复杂的铁的氧化物和一种常见的气体，所以Fe2O3固体分解的符号表达式为：Fe2O3 Fe4O5+O2；
（8）镁在氮气中燃烧生成淡黄色的氮化镁（Mg3N2）固体。取3.6g镁条在O2和N2的混合气体中完全燃烧，当3.6g镁条全部和氮气反应，生成氮化镁，则生成固体质量为：3.6g÷×100%＝5.0g，当3.6g镁条全部和氧气反应，生成氧化镁，则生成固体质量为：3.6g÷×100%＝6.0g，所以所得固体质量a的取值范围是：5.0g＜ag＜6.0g。
故答案为：（1）b；
（2）26；24；
（3）C；
（4）Fe（OH）2+O2+H2O→Fe（OH）3；
（5）abc；
（6）①检查装置气密性；
②增大铁粉与氧气接触面积，加快反应速率；
③20.6%；
（7）用带火星的木条；
①33.6g；
②Fe2O3 Fe4O5+O2；
（8）5.0.；6.0。
四．解答题（共4小题）
5．金属在日常生活中随处可见，研究金属的性质可以更好地利用金属。
（1）铝、铁、铜是常见的金属。人类开始使用这三种金属的先后顺序为 Cu、Fe、Al （用元素符号表示）；
（2）铝合金常用于制造飞机的外壳，铝合金的主要优点是 强度大、质量轻、耐腐蚀 ；
（3）在汽车电路中，经常用铜作导线，这是利用了铜的 导电 性。
（4）写出赤铁矿炼铁的化学方程式： Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
（5）要验证铝、铁、铜的活动顺序，现有铝、铜，需要加入的溶液是 硫酸亚铁溶液 ，写出反应的化学方程式： 2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe 。
（6）写出一种保护金属资源的方法： 防止金属的腐蚀等 。
【解答】解：
（1）活动性弱的金属不易发生化学反应，能以单质形式存在，并比较容易冶炼，故人类使用金属的顺序正好和金属的活动性相反；故答案为：（1）Cu、Fe、Al；
（2）因铝合金材质强度大、质量轻、耐腐蚀，所以铝合金可用于制造飞机的外壳；
（3）铜用作导线，是因为铜具有良好的导电性；
（4）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（5）要验证金属的活动性顺序，可以使用两金夹一盐的方法，即使用硫酸亚铁溶液，单质铝与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸铝和铁，化学反应方程式是2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe；
（6）金属资源不可再生。保护金属资源的方法很多，例如：防止金属的腐蚀、提倡金属的回利用等。
故答案为：
（1）Cu、Fe、Al；
（2）强度大、质量轻、耐腐蚀；
（3）导电；
（4）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（5）硫酸亚铁溶液；2Al+3FeSO4＝Al2（SO4）3+3Fe；
（6）防止金属的腐蚀等。
6．分类是学习化学常用的方法．
（1）保护金属资源是每一个公民的义务．请根据下列保护金属资源的事例中所体现的保护金属资源的途径将它们分类，并参照实例完成空白处内容．（填一条即可）
①用塑料代替钢制造管道、汽车零部件等
②给自行车的链条涂油
③用汽车用过的铅酸蓄电池再生铅
④在水龙头表面镀铬
⑤用废电池的锌皮做制取氢气的实验
⑥机器使用氮化硅陶瓷齿轮
（2）一年多的化学学习中，我们经历了很多实验，若按照是否“用数量表示资料或信息”可将实验分为“定性实验”和“定量实验”．若依照上述此标准，可将下列实验中的A与① C （填“B”或“C”）归为一类，请你再写出一个你学过的定量实验② 测定空气里氧气的含量 ．
【解答】解：（1）保护金属资源的途径有防止金属锈蚀，如给自行车的链条涂油；在水龙头表面镀铬；
可以回收废旧金属，如用汽车用过的铅酸蓄电池再生铅；用废电池的锌皮做制取氢气的实验．
故填：防止金属的腐蚀[或金属的回收利用]；②④[或③⑤]；
（2）实验A是定量探究化学反应前后的质量关系，属于定量实验，实验B是探究物质的性质，属于定性实验；实验C是配制一定质量的一定质量分数的溶液，属于定量实验，测定空气中氧气的含量也属于定量实验；故填：①C；②测定空气里氧气的含量（合理即可）．
7．某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如图：
（1）操作a、b的名称分别是 过滤 、 蒸发 ．
（2）写出流程中有关反应的化学方程式： Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 、 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ ．
【解答】解：（1）经过操作a能得到固体和液体，故a操作为过滤，从液体中得到晶体可以是蒸发操作，故答案为：过滤，蒸发；
（2）经过操作a得到的液体中能得到硫酸亚铁，说明回收铜时加入的是铁，多余的铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，
故答案为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
8．化学与人类生活、生产密不可分．
（1）目前世界上已有50%以上的废旧钢铁得到回收利用，其目的是 A （填字母序号）．
A、节约金属资源 B、合理开采矿物 C、防止钢铁生锈
（2）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，其作用是将雷电引导到地下，这说明钢铁具有良好的 导电 性（填一物理性质）．处于楼顶的避雷针生锈了，铁生锈需要的条件是要是： 水 、 氧气 ．
（3）在生产和生活中，大量使用的不是纯金属，而是它们的合金．合金与纯金属比较，其优越的性能有（答出一条即可） 强度大 ．
（4）2010年11月，发生在上海的一座高楼外墙因使用化学保温材料引发的火灾给人们留下了血的教训．化学外墙保温材料引起火灾其原因是： 有可燃物 、 温度达到可燃物的着火点 ．
【解答】解：（1）废旧钢铁得到回收利用的目的是节约金属资源，故填：A；
（2）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，利用的是钢铁的导电性，避雷针生锈是因为铁与水和氧气并存，故填：导电，水，氧气；
（3）合金比纯金属性能优良，强度增大、熔点降低．故填：强度大；
（4）化学外墙保温材料引起火灾的原因是有可燃物，且温度达到了可燃物的着火点，与氧气充分接触，故填：有可燃物，温度达到可燃物的着火点．
五．科学探究题（共2小题）
9．某同学发现家里多年未用的铜制火锅表面呈绿色，老师说这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈。为了弄清这种绿色铜锈的元素组成，他和几位同学对绿色锈迹进行了如下探究。
【查阅资料】铜锈俗称铜绿，受热易分解。
【实验1】将适量干燥的铜绿粉末放在硬质玻璃管中按图1装置进行实验。实验开始先通一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给铜绿加热。
（1）实验开始先通一会儿氮气的目的是 排净装置内的空气 。
（2）观察到硬质玻璃管内壁有水雾产生，说明铜绿中含有 氢 和 氧 元素。
（3）观察到烧杯内澄清石灰水 变浑浊 ，说明生成了二氧化碳，烧杯内发生反应的化学方程式为 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 。加热一会儿后，观察到硬质玻璃管中的固体由绿色变为黑色。生成的黑色固体是什么呢？他们进一步进行了探究。
【实验2】他们采用图2装置进行实验，酒精灯加网罩的目的是 使火焰集中并提高温度 。观察到左边试管中的现象为 黑色固体变成红色 ，证明黑色固体是氧化铜。停止加热时，应进行的正确操作是 先将导管从澄清石灰水中移出，再熄灭酒精灯 。
【实验结论】铜绿中含有 铜、碳、氢、氧 元素。
【交流与反思】
（4）根据以上实验可以得出铜绿元素组成的理论依据是 质量守恒定律（或化学反应前后元素种类不变） 。
（5）由铜绿的组成元素可以推测：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行图3所示实验中的 D 。
A.甲和乙 B.乙和丁 C.丙和丁 D.甲和丁
（6）为防止铜制品生锈，你认为可以采取的措施是 保持铜制品表面洁净干燥 。
【解答】【实验1】（1）为了验证铜绿加热后气体组分，需要先排空，所以先通入氮气排出内部空气；
故答案为：排净装置内的空气。
（2）有水生成，而水含有氢和氧两种元素，所以根据质量守恒定律可知，铜绿含有氢和氧元素；
故答案为：氢；氧。
（3）气体为二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，因此看到澄清石灰水变浑浊；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，书写化学方程式注意配平及沉淀符号，所以化学方程式为CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
故答案为：变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
【实验2】增加网罩可以集中火焰，提高反应加热温度；黑色粉末为氧化铜，可与碳反应生成铜，而铜为红色，因此看到黑色固体变为红色；反应完毕后为了避免发生倒吸，先移出澄清石灰水中的导管，再熄灭酒精灯；
故答案为：使火焰集中并提高温度；黑色固体变成红色；先将导管从澄清石灰水中移出，再熄灭酒精灯。
【实验结论】水生成，说明含有氢、氧元素，澄清石灰水变浑浊，说明含有碳元素，黑色粉末为氧化铜，证明含有铜元素，所以综上铜绿含有铜、碳、氢、氧四种元素；
故答案为：铜、碳、氢、氧。
（4）根据反应后物质组成，结合质量守恒定律推断物质元素组成；
故答案为：质量守恒定律（或化学反应前后元素种类不变）。
（5）为了确保变量只有二氧化碳，可以选择甲和丁进行对比实验，故选D；
故答案为：D。
（6）根据上述实验可知，铜生锈需要接触水、氧气和二氧化碳，所以可以保持其洁净干燥，不与水接触，避免生锈；
故答案为：保持铜制品表面洁净干燥。
10．铜是一种不活泼的金属，但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式：Cu2（OH）2CO3]．某科研小组为探究铜绿生成的条件，并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜（假设不含其它杂质），实验设计如下：
（1）证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外，还必须有CO2．为“证明必须有CO2”需要进行以下实验中的 甲丁 （填实验编号）。
（2）利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O，则步骤I中发生的反应类型有 分解反应和化合反应 。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为 CO+CuOCu+CO2 。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少Cu2O，你认为可能的原因是 一氧化碳的量不足 （写一条即可）。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag，则a的取值范围为 12.8＜a＜14.4 。
【解答】解：实验探究的目的是证明“必须有二氧化碳”，所以对比是否有二氧化碳，其余要完全一致，所以需要进行如图所示实验中的 甲丁。
（2）①由于铜绿受热分解为三种物质，故属于分解反应，废铜屑中的铜在空气中加热时与氧气发生化合反应生成氧化铜；②氧化铜与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳；③当一氧化碳的量不足时，会部分生成Cu2O；
④如果红色固体都是铜，则红色固体质量是：16g××100%＝12.8g，
如果红色固体都是氧化亚铜，则红色固体质量为：12.8g÷×100%＝14.4g，
若红色固体为 Cu 和 Cu2O 的混合物，则a 的取值范围为12.8＜a＜14.4。
答案为：（1）甲丁；（2）①分解反应和化合反应；②CO+CuOCu+CO2；③一氧化碳的量不足；12.8＜a＜14.4。实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
量筒内水
量筒内剩余水
250mL
200.0mL
148.5mL
A
B
C
实验前的体积
实验后的体积
集气瓶内空气
量筒内水
量筒内剩余水
250mL
200.0mL
148.5mL
A
B
C
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