【解析】华师大版初中科学九年级上学期 3.2 金属的活动性顺序(第2课时)

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华师大版初中科学九年级上学期3.2金属的活动性顺序(第2课时)

一、夯实基础

1．下列环境中最易使钢铁生锈的是（）

A．干燥的空气B．潮湿的空气C．浸没在水中D．浸没在油中

2．2023年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是（）

A．用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件

B．刷防锈漆

C．船体表面镀一层黄金

D．给某些部位涂油

3．下列各种方法中：①金属表面涂抹油漆；②改变金属的内部结构；③保持金属表面清洁干燥；④在金属表面进行电镀；⑤使金属表面形成致密的氧化膜。能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的措施是（）

A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部

4．下列说法不正确的是（）

A．衣架的外面包上塑料层，主要是防止金属生锈

B．钢铁生锈后，铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O

C．铁制品抗腐蚀能力比铝制品强

D．金属表面涂上油脂的目的是防止金属腐蚀

5．根据炼铁的反应原理，小明设计了如图所示的装置进行实验，请回答下列问题：

（1）炼铁的主要反应原理(用化学方程式表示)：。

（2）高炉炼铁的主要原料是。

（3）请指出此装置的不足之处：。

6．小明同学为了研究影响铁生锈的因素，进行了如下实验：

在A、B、C、D四只烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝(使细铁丝完全浸没在食盐水中，四只烧瓶中细铁丝的质量均相同)，然后装配成如图所示的四套装置，每隔0.5h测量导管中水面上升的高度(单位：cm)，结果如表中所示：

烧瓶号时间/h00.51.01.52.02.53.0

A干燥的细铁丝0000000

B浸过食盐水的细铁丝00.41.23.45.67.69.8

C浸过清水的细铁丝0000.30.82.03.5

D完全浸没在食盐水中的细铁丝0000000

请回答：

（1）以上实验中，铁生锈的速率最大的是瓶(填烧瓶号，下同)。

（2）瓶和瓶对比，可证明铁生锈需要水参与。

（3）瓶和瓶对比，可证明食盐能促进铁生锈。

（4）为了防止钢铁生锈，人们常采用表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，这些方法的共同原理是。

二、能力提升

7．小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色，査阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性炭。他猜想这包脱氧剂中可能含有：①Cu和C；②Fe2O3和C；③Fe3O4和C；④Fe3O4、C和Fe；⑤Fe2O3、C和Fe。其中猜想合理的是（）

A．①③⑤B．②④⑤C．②⑤D．④⑤

8．古往今来，金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。

（1）考古工发现铁质的出土文物往往锈蚀严重，铁生锈的条件是。在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为。

（2）近年来，我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是合金钢，主要原因是合金钢具有的优越性能(要求只答一条)。

（3）某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验：

实验Ⅰ：硫酸铝溶液和铁粉混合；

实验Ⅱ：硫酸铜溶液与铁粉混合。

在上述两个实验结束后，该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，原因是(用文字说明)。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是(填序号)。

①Al3＋②Al3＋、Fe2＋③Al3＋、Fe3＋

④Fe2＋、Cu2＋⑤Al3＋、Fe2＋、Cu2＋

9．在盐酸除铁锈的实验中，我们常会发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生。气泡是怎么产生的？针对这一问题，同学们提出了有关假设，并设计了如图甲所示的实验方案进行探究。实验时，观察到放有铁的试管中有气泡产生，而另一试管中没有，从而验证了自己的假设是成立的。

（1）分析上述实验，你认为同学们建立的假设是。

（2）有同学认为上述实验不够严谨，溶液中的水可能会对实验产生影响。于是他们又进行了对照实验，请你在虚线框中用图示的形式将图乙的对照实验补充完整。

（3）还有同学想：气体会不会是铁锈与水反应产生的？他认为还要补充一个铁锈与水反应的实验，你觉得有没有必要？

三、拓展创新

10．生物浸出技术在金属冶炼中应用广泛。嗜热细菌在65～80℃酸性水溶液及氧气存在等条件下，能氧化黄铜矿(主要成分CuFeS2)产生硫酸盐，进而生产铜和硫酸亚铁，主要流程如图(“…”表示省略的部分流程)：

有以下说法：①分离出矿渣的操作是过滤；②试剂b只能是铁粉；③试剂a是稀硫酸；④铁元素在整个流程中都以Fe2＋存在。其中错误的是（）

A．①②B．①③C．②③D．②④

11．铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。某同学为了研究铜在空气中生锈的条件，利用了如图甲所示的实验装置进行实验，经过近一个月的观察，该同学发现B装置中的铜钉生锈了，而A、C装置中的铜钉无明显变化。由此得出结论：“铜生锈的原因是铜与空气中的水和氧气相互作用的结果。”试回答下列问题。

（1）该同学所得出的结论完整吗？，理由是。

（2）你认为影响铜生锈的因素还可能有；为了验证你的判断，应选择图中的(选填“乙”或“丙”)装置进一步实验。

（3）通过上述实验，你认为影响铜生锈的主要因素：。

（4）铜与铁相比，更易生锈，由此可得出结论：。

（5）写出一条防止铜铁等金属制品生锈的具体方法：。

12．铁是生产、生活中应用广泛的金属材料。

（1）酸菜等酸性的食物不宜用铁质器具长期盛放，因为。

（2）为减缓海水对铁质海轮外壳的腐蚀，制造海轮时，会在海轮船底四周镶嵌比铁更活泼的金属。下列金属适宜船底镶嵌的是(填字母)。

A．Pb(铅)B．CuC．Pt(铂)D．Zn

（3）对铁“发蓝”处理，其表面将形成致密氧化膜而有效避免腐蚀。

①致密氧化膜能有效阻止铁锈蚀的原因是。

②“发蓝”过程的化学方程式如下，则式中X的化学式为。

36Fe＋4NaNO2＋9NaNO3＋26H2O=12X＋13NaOH＋13NH3↑

③为检验“发蓝”处理的铁质零件表面是否形成致密氧化膜，将该零件浸泡于硫酸铜溶液中，发现零件表面出现红色物质。由此可知该零件“发蓝”处理效果(选填“好”或“不好”)，因为(用化学方程式表示)。

答案解析部分

1．【答案】B

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用分析。

【解答】铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用的结果，所以钢铁在潮湿的空气中最容易生锈；

故选B。

2．【答案】C

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用，所以要防锈需隔离氧气和水分析。

【解答】A、用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件，可以防止航母被锈蚀，不符合题意；

B、刷防锈漆可以使钢铁与氧气和水隔离，防止生锈，不符合题意；

C、黄金虽化学性质不活泼，但成本高，且密度大，船体表面镀一层黄金不切实际，符合题意；

D、给某些部位涂油，可以使钢铁与氧气和水隔离，防止生锈，不符合题意；

故选C。

3．【答案】D

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据金属生锈实质是铁与氧气和水共同作用，所以要防锈需隔离氧气和水分析。

【解答】①金属表面涂抹油漆可以使金属与氧气和水隔离，防止生锈，正确；②改变金属的内部结构可防止金属生锈，正确；③保持金属表面清洁干燥可以使铁不接触水，防止生锈，正确；④在金属表面进行电镀可以使金属与氧气和水隔离，防止生锈，正确；⑤使金属表面形成致密的氧化膜可以使里面的金属与氧气和水隔离，防止生锈，正确；

故选D。

4．【答案】C

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据金属生锈实质从而确定防止锈蚀的方法分析。

【解答】A、衣架的外面包上塑料层，可以使金属与氧气和水隔离，防止金属生锈，不符合题意；

B、钢铁生锈后，铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，不符合题意；

C、因铝化学性质活泼，表面有致密氧化铝膜，起保护作用，铁制品抗腐蚀能力比铝制品弱，符合题意；

D、金属表面涂上油脂的目的是防止金属与水和氧气接触而腐蚀，不符合题意；

故选C。

5．【答案】（1）3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

（2）铁矿石、石灰石、焦炭

（3）没有尾气处理装置

【知识点】还原反应与金属的冶炼

【解析】【分析】根据炼铁的反应原理及原料、CO还原氧化铁的装置特点分析。

【解答】（1）炼铁的主要反应原理是高温条件下CO将氧化铁中的铁还原出来，方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2；

（2）高炉炼铁的主要原料是铁矿石、石灰石、焦炭；

（3）CO有毒，排放到空气中会污染空气，而装置中没有尾气处理装置，存在不足；

故答案为：（1）3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2；（2）铁矿石、石灰石、焦炭；（3）没有尾气处理装置。

6．【答案】（1）B

（2）A；C

（3）B；C

（4）隔绝氧气和水

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用，但在盐水或酸条件下可加快生锈速率及对比实验的设计要求分析。

【解答】（1）由表中数据可知，B烧瓶中浸过食盐水的细铁丝生锈速率最大；

（2）A中铁丝只接触氧气不接触水，不生锈，C中接触水和氧气生锈，二者对比可证明铁生锈需要水参与；

（3）B烧瓶中铁丝除接触氧气和水外，还接触了食盐，C中只接触水和氧气，通过铁丝生锈速率对比证明食盐能促进铁生锈；

（4）采用金属表面金涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法都是使金属隔绝氧气和水，以达到防锈目的；

故答案为：（1）B；（2）A；C；（3）B；C；（4）隔绝氧气和水。

7．【答案】C

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铁生锈实质及铁锈成分分析。

【解答】铁粉能吸收氧气和水而生锈，铁锈主要成分为氧化铁，脱氧剂成分为铁粉和活性炭，部分呈红褐色，则成分可能是氧化铁和活性炭，可能是氧化铁、铁和活性炭，不可能有四氧化三铁和铜；

故选C。

8．【答案】（1）铁与氧气、水同时接触；Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O

（2）硬度大(或机械强度好，或韧性好等)

（3）实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁；②⑤

【知识点】金属活动性顺序及其应用；金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】（1）根据铁生锈实质及氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水分析；

（2）根据合金的性质分析；

（3）根据金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应分析。

【解答】（1）铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触，在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O；

（2）合金钢具有硬度大、机械强度好、韧性好等性能；

（3）铁不能与硫酸铝反应，能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，将两实验中物质倒入同一烧杯中，烧杯内的红色固体明显增多，说明实验Ⅱ中硫酸铜过量，与实验Ⅰ中铁发生了反应生成了铜；一段时间后向滤渣中加盐酸，没有气泡产生，说明铁全部反应，滤液中成分可能是硫酸亚铁、硫酸铝，也可能是硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铜，所含金属离子情况可能是②⑤；

故答案为：（1）铁与氧气、水同时接触；Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O；（2）硬度大(或机械强度好，或韧性好等)；（3）实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁；②⑤。

9．【答案】（1）在除铁锈时，气泡是由铁与盐酸反应产生的

（2）

（3）没有必要

【知识点】实验方案设计与评价；酸的化学性质

【解析】【分析】根据氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气及对比实验的设计要求分析。

【解答】（1）铁锈成分为氧化铁，与盐酸反应生成氯化铁和水，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以除锈时产生气泡为铁与盐酸反应产生的氢气；

（2）因实验中未排除铁与水是否发生反应，所以应补充铁中加水的对比实验；

（3）因铁锈与盐酸反应时，盐酸中含有水，所以没必村进行铁锈与水反应的对比实验；

故答案为：（1）在除铁锈时，气泡是由铁与盐酸反应产生的；（2）；（3）没有必要。

10．【答案】D

【知识点】过滤的原理、方法、操作及其应用；金属活动性顺序及其应用；酸的化学性质

【解析】【分析】根据所给反应流程及过滤原理、金属活动性顺序的应用及酸的化学性质分析。

【解答】①分离出矿渣是从溶液中得到矿渣，操作是过滤，正确；②试剂b可将硫酸铜溶液中的铜置换出来，只要是金属活动性顺序大于铁的金属即可，错误；③试剂a是将氢氧化铁转化为硫酸铁，为稀硫酸，正确；④铁元素在整个流程中以Fe3＋和Fe2＋存在，错误；

故选D。

11．【答案】（1）不完整；空气中还含有其他成分，也可能是产生铜锈的原因

（2）CO2；丙

（3）CO2、O2、H2O

（4）Fe；金属越活泼越易生锈

（5）保持金属制品表面的洁净和干燥(或表面镀保护膜)

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铜锈的组成元素及质量守恒定律分析铜生锈的条件、铁化学性质比铜活泼更容易生锈及防止金属生锈的做法分析。

【解答】（1）由铜锈的组成元素可知，铜生锈还需要含有碳元素的物质参与，所以该同学结论不完整；

（2）空气中二氧化碳含有碳元素，所以影响铜生锈的因素还可能有二氧化碳，为了验证该结论，要选择图丙进行实验；

（3）铜生锈的实质是铜、二氧化碳、氧气和水共同的作用，所以影响铜生锈的主要因素有CO2、O2、H2O；

（4）铁的化学性质比铜活泼，所以铁比铜更易生锈，由此可得出，金属越活泼越易生锈；

（5）保持金属制品表面的洁净和干燥或表面镀保护膜都可以防止铜铁等金属制品生锈。

故答案为：（1）不完整；空气中还含有其他成分，也可能是产生铜锈的原因；（2）CO2；丙；（3）CO2、O2、H2O（4）Fe；金属越活泼越易生锈；（5）保持金属制品表面的洁净和干燥(或表面镀保护膜)。

12．【答案】（1）铁会与酸反应而使铁质器具被腐蚀

（2）D

（3）致密的氧化膜使铁与氧气(或空气)和水隔绝；Fe3O4；不好；Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4

【知识点】实验方案设计与评价；金属活动性顺序及其应用

【解析】【分析】（1）根据铁能与酸发生反应分析；

（2）根据金属活动性顺序分析；

（3）根据将铁与氧气和水隔离可防止生锈及铁能与硫酸铜反应分析。

【解答】（1）酸菜等酸性的食物中衾中酸，铁会与酸反应而使铁质器具被腐蚀，所以酸菜等酸性的食物不宜用铁质器具长期盛放；

（2）铅、铜、铂活动性都比铁弱，锌的活动性大于铁，故选D；

（3）①致密的氧化膜使铁与氧气(或空气)和水隔绝，所以可有效阻止铁锈蚀；②由反应前后原子种类和个数不变可知，X的化学式为Fe3O4；③致密的氧化膜可将里面的铁与外界隔离，而将该零件浸泡于硫酸铜溶液中，发现零件表面出现红色物质，说明铁与硫酸铜发生了反应，则该零件处理效果不好，反应方程式为Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4；

故答案为：（1）铁会与酸反应而使铁质器具被腐蚀；（2）D；（3）致密的氧化膜使铁与氧气(或空气)和水隔绝；Fe3O4；不好；Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4。

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华师大版初中科学九年级上学期3.2金属的活动性顺序(第2课时)

一、夯实基础

1．下列环境中最易使钢铁生锈的是（）

A．干燥的空气B．潮湿的空气C．浸没在水中D．浸没在油中

【答案】B

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用分析。

【解答】铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用的结果，所以钢铁在潮湿的空气中最容易生锈；

故选B。

2．2023年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是（）

A．用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件

B．刷防锈漆

C．船体表面镀一层黄金

D．给某些部位涂油

【答案】C

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用，所以要防锈需隔离氧气和水分析。

【解答】A、用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件，可以防止航母被锈蚀，不符合题意；

B、刷防锈漆可以使钢铁与氧气和水隔离，防止生锈，不符合题意；

C、黄金虽化学性质不活泼，但成本高，且密度大，船体表面镀一层黄金不切实际，符合题意；

D、给某些部位涂油，可以使钢铁与氧气和水隔离，防止生锈，不符合题意；

故选C。

3．下列各种方法中：①金属表面涂抹油漆；②改变金属的内部结构；③保持金属表面清洁干燥；④在金属表面进行电镀；⑤使金属表面形成致密的氧化膜。能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的措施是（）

A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部

【答案】D

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据金属生锈实质是铁与氧气和水共同作用，所以要防锈需隔离氧气和水分析。

【解答】①金属表面涂抹油漆可以使金属与氧气和水隔离，防止生锈，正确；②改变金属的内部结构可防止金属生锈，正确；③保持金属表面清洁干燥可以使铁不接触水，防止生锈，正确；④在金属表面进行电镀可以使金属与氧气和水隔离，防止生锈，正确；⑤使金属表面形成致密的氧化膜可以使里面的金属与氧气和水隔离，防止生锈，正确；

故选D。

4．下列说法不正确的是（）

A．衣架的外面包上塑料层，主要是防止金属生锈

B．钢铁生锈后，铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O

C．铁制品抗腐蚀能力比铝制品强

D．金属表面涂上油脂的目的是防止金属腐蚀

【答案】C

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据金属生锈实质从而确定防止锈蚀的方法分析。

【解答】A、衣架的外面包上塑料层，可以使金属与氧气和水隔离，防止金属生锈，不符合题意；

B、钢铁生锈后，铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，不符合题意；

C、因铝化学性质活泼，表面有致密氧化铝膜，起保护作用，铁制品抗腐蚀能力比铝制品弱，符合题意；

D、金属表面涂上油脂的目的是防止金属与水和氧气接触而腐蚀，不符合题意；

故选C。

5．根据炼铁的反应原理，小明设计了如图所示的装置进行实验，请回答下列问题：

（1）炼铁的主要反应原理(用化学方程式表示)：。

（2）高炉炼铁的主要原料是。

（3）请指出此装置的不足之处：。

【答案】（1）3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

（2）铁矿石、石灰石、焦炭

（3）没有尾气处理装置

【知识点】还原反应与金属的冶炼

【解析】【分析】根据炼铁的反应原理及原料、CO还原氧化铁的装置特点分析。

【解答】（1）炼铁的主要反应原理是高温条件下CO将氧化铁中的铁还原出来，方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2；

（2）高炉炼铁的主要原料是铁矿石、石灰石、焦炭；

（3）CO有毒，排放到空气中会污染空气，而装置中没有尾气处理装置，存在不足；

故答案为：（1）3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2；（2）铁矿石、石灰石、焦炭；（3）没有尾气处理装置。

6．小明同学为了研究影响铁生锈的因素，进行了如下实验：

在A、B、C、D四只烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、食盐水及细铁丝(使细铁丝完全浸没在食盐水中，四只烧瓶中细铁丝的质量均相同)，然后装配成如图所示的四套装置，每隔0.5h测量导管中水面上升的高度(单位：cm)，结果如表中所示：

烧瓶号时间/h00.51.01.52.02.53.0

A干燥的细铁丝0000000

B浸过食盐水的细铁丝00.41.23.45.67.69.8

C浸过清水的细铁丝0000.30.82.03.5

D完全浸没在食盐水中的细铁丝0000000

请回答：

（1）以上实验中，铁生锈的速率最大的是瓶(填烧瓶号，下同)。

（2）瓶和瓶对比，可证明铁生锈需要水参与。

（3）瓶和瓶对比，可证明食盐能促进铁生锈。

（4）为了防止钢铁生锈，人们常采用表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，这些方法的共同原理是。

【答案】（1）B

（2）A；C

（3）B；C

（4）隔绝氧气和水

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用，但在盐水或酸条件下可加快生锈速率及对比实验的设计要求分析。

【解答】（1）由表中数据可知，B烧瓶中浸过食盐水的细铁丝生锈速率最大；

（2）A中铁丝只接触氧气不接触水，不生锈，C中接触水和氧气生锈，二者对比可证明铁生锈需要水参与；

（3）B烧瓶中铁丝除接触氧气和水外，还接触了食盐，C中只接触水和氧气，通过铁丝生锈速率对比证明食盐能促进铁生锈；

（4）采用金属表面金涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法都是使金属隔绝氧气和水，以达到防锈目的；

故答案为：（1）B；（2）A；C；（3）B；C；（4）隔绝氧气和水。

二、能力提升

7．小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色，査阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性炭。他猜想这包脱氧剂中可能含有：①Cu和C；②Fe2O3和C；③Fe3O4和C；④Fe3O4、C和Fe；⑤Fe2O3、C和Fe。其中猜想合理的是（）

A．①③⑤B．②④⑤C．②⑤D．④⑤

【答案】C

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铁生锈实质及铁锈成分分析。

【解答】铁粉能吸收氧气和水而生锈，铁锈主要成分为氧化铁，脱氧剂成分为铁粉和活性炭，部分呈红褐色，则成分可能是氧化铁和活性炭，可能是氧化铁、铁和活性炭，不可能有四氧化三铁和铜；

故选C。

8．古往今来，金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。

（1）考古工发现铁质的出土文物往往锈蚀严重，铁生锈的条件是。在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为。

（2）近年来，我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是合金钢，主要原因是合金钢具有的优越性能(要求只答一条)。

（3）某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验：

实验Ⅰ：硫酸铝溶液和铁粉混合；

实验Ⅱ：硫酸铜溶液与铁粉混合。

在上述两个实验结束后，该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，原因是(用文字说明)。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是(填序号)。

①Al3＋②Al3＋、Fe2＋③Al3＋、Fe3＋

④Fe2＋、Cu2＋⑤Al3＋、Fe2＋、Cu2＋

【答案】（1）铁与氧气、水同时接触；Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O

（2）硬度大(或机械强度好，或韧性好等)

（3）实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁；②⑤

【知识点】金属活动性顺序及其应用；金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】（1）根据铁生锈实质及氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水分析；

（2）根据合金的性质分析；

（3）根据金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应分析。

【解答】（1）铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触，在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O；

（2）合金钢具有硬度大、机械强度好、韧性好等性能；

（3）铁不能与硫酸铝反应，能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，将两实验中物质倒入同一烧杯中，烧杯内的红色固体明显增多，说明实验Ⅱ中硫酸铜过量，与实验Ⅰ中铁发生了反应生成了铜；一段时间后向滤渣中加盐酸，没有气泡产生，说明铁全部反应，滤液中成分可能是硫酸亚铁、硫酸铝，也可能是硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铜，所含金属离子情况可能是②⑤；

故答案为：（1）铁与氧气、水同时接触；Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O；（2）硬度大(或机械强度好，或韧性好等)；（3）实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁；②⑤。

9．在盐酸除铁锈的实验中，我们常会发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生。气泡是怎么产生的？针对这一问题，同学们提出了有关假设，并设计了如图甲所示的实验方案进行探究。实验时，观察到放有铁的试管中有气泡产生，而另一试管中没有，从而验证了自己的假设是成立的。

（1）分析上述实验，你认为同学们建立的假设是。

（2）有同学认为上述实验不够严谨，溶液中的水可能会对实验产生影响。于是他们又进行了对照实验，请你在虚线框中用图示的形式将图乙的对照实验补充完整。

（3）还有同学想：气体会不会是铁锈与水反应产生的？他认为还要补充一个铁锈与水反应的实验，你觉得有没有必要？

【答案】（1）在除铁锈时，气泡是由铁与盐酸反应产生的

（2）

（3）没有必要

【知识点】实验方案设计与评价；酸的化学性质

【解析】【分析】根据氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气及对比实验的设计要求分析。

【解答】（1）铁锈成分为氧化铁，与盐酸反应生成氯化铁和水，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以除锈时产生气泡为铁与盐酸反应产生的氢气；

（2）因实验中未排除铁与水是否发生反应，所以应补充铁中加水的对比实验；

（3）因铁锈与盐酸反应时，盐酸中含有水，所以没必村进行铁锈与水反应的对比实验；

故答案为：（1）在除铁锈时，气泡是由铁与盐酸反应产生的；（2）；（3）没有必要。

三、拓展创新

10．生物浸出技术在金属冶炼中应用广泛。嗜热细菌在65～80℃酸性水溶液及氧气存在等条件下，能氧化黄铜矿(主要成分CuFeS2)产生硫酸盐，进而生产铜和硫酸亚铁，主要流程如图(“…”表示省略的部分流程)：

有以下说法：①分离出矿渣的操作是过滤；②试剂b只能是铁粉；③试剂a是稀硫酸；④铁元素在整个流程中都以Fe2＋存在。其中错误的是（）

A．①②B．①③C．②③D．②④

【答案】D

【知识点】过滤的原理、方法、操作及其应用；金属活动性顺序及其应用；酸的化学性质

【解析】【分析】根据所给反应流程及过滤原理、金属活动性顺序的应用及酸的化学性质分析。

【解答】①分离出矿渣是从溶液中得到矿渣，操作是过滤，正确；②试剂b可将硫酸铜溶液中的铜置换出来，只要是金属活动性顺序大于铁的金属即可，错误；③试剂a是将氢氧化铁转化为硫酸铁，为稀硫酸，正确；④铁元素在整个流程中以Fe3＋和Fe2＋存在，错误；

故选D。

11．铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。某同学为了研究铜在空气中生锈的条件，利用了如图甲所示的实验装置进行实验，经过近一个月的观察，该同学发现B装置中的铜钉生锈了，而A、C装置中的铜钉无明显变化。由此得出结论：“铜生锈的原因是铜与空气中的水和氧气相互作用的结果。”试回答下列问题。

（1）该同学所得出的结论完整吗？，理由是。

（2）你认为影响铜生锈的因素还可能有；为了验证你的判断，应选择图中的(选填“乙”或“丙”)装置进一步实验。

（3）通过上述实验，你认为影响铜生锈的主要因素：。

（4）铜与铁相比，更易生锈，由此可得出结论：。

（5）写出一条防止铜铁等金属制品生锈的具体方法：。

【答案】（1）不完整；空气中还含有其他成分，也可能是产生铜锈的原因

（2）CO2；丙

（3）CO2、O2、H2O

（4）Fe；金属越活泼越易生锈

（5）保持金属制品表面的洁净和干燥(或表面镀保护膜)

【知识点】金属的腐蚀与防护

【解析】【分析】根据铜锈的组成元素及质量守恒定律分析铜生