中考化学实验专题复习训练专题四金属的腐蚀解析版.docx

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中考化学实验专题复习训练专题四金属的腐蚀解析版

2020年中考化学实验专题复习专题四金属的腐蚀

1.可以用来除铁锈的是（  ）

A. 硫酸铜溶液                              B. 水                              C. 盐酸                              D. 氢氧化钠溶液

2.铜制品在空气中会发生锈蚀[铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3].若要探究“铜生锈是否需要空气中的氧气？

”如图所示实验中，只需完成两个实验即可达到实验目的，此两个实验是（   ）

A. ①③                                     B. ②③                                     C. ②④                                     D. ③④

3.下图是探究铁锈蚀条件的装置。

调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。

下列推断不正确的是（  ）

A. b管中铁钉不会锈蚀                                            

B. L端与R端液面高度仍然保持一致

C. 该实验说明铁锈蚀与水有关                                

D. 若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀

4.碱式碳酸铜是孔雀石的主要成分，俗称铜绿，化学式为Cu2（OH）2CO3，受热可分解生成CuO、水和二氧化碳。

（1）碱式碳酸铜的相对分子质量是________。

（2）铜绿分解生成22g的二氧化碳的同时，生成CuO的质量是________。

5.人类生活离不开金属。

（1）铁是生活中常用的金属。

如图是某“取暖片”外包装的图片。

该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，其发热是利用铁生锈时会放热。

①发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与________、________等物质共同作用才会生锈。

②推测发热剂成分中氯化钠的作用是________。

（2）应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。

已知下列各组物质间均能发生置换反应。

A、Fe和CuSO4溶液     

B、Mg和MnSO4溶液  

C、Mn和FeSO4溶液

①写出Fe和CuSO4溶液反应的化学方程式________。

6.铜和铁是生产、生活中广泛使用的金属。

（1）工业上用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是氧化铁）反应的化学方程式为________。

（2）铁生锈的条件是________；铜表面也容易生在绿色铜锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜化学式为Cu2（OH）2CO3。

（3）老师用生锈的铜片、铁粉和稀硫酸进行实验，实验过程如图所示（部分生成物已略去）。

①紫红色固体C的化学式为________。

②写出Ⅱ中反应的化学方程式________。

7.某化学课外小组对生活中另外一种常见金属铜在空气中能否生锈进行了以下探究：

[提出问题

铜在空气中长期放置会生锈吗？

生锈的条件是什么？

查阅资料

铜在朝湿的空气中会慢慢生锈变绿，俗称铜绿，主要成分为碱式碳酸铜，化学式为Cu2（OH）2CO3

（1）

作出猜想

小组成员一致认为，铜生锈可能是铜与空气中的氧气、________共同作用的结果，他们猜想的依据是________。

（2）

设计实验

同学们设计如图实验，探究铜生锈条件：

将完全相同的铜片放入不同环境中，观察生锈情况。

小组同学讨论认为仅完成甲、乙、丙三个实验不能得出实验结论，于是又用丁试管补充了一个实验，装置中除了铜片外，还应该加入________。

 [观察现象]放置两周后，发现甲中的铜片变绿了，乙丙丁中的铜片没变化。

（3）[得出结论]

甲和乙对比，得出的结论是铜生锈需要与________接触。

（4）甲和丙对比，得出的结论是铜生锈需要与________接触。

（5）写出铜生锈生成碱式碳酸铜的的化学反应方程式是________。

（6）[反思拓展]

乙和丙中使用的是煮沸后迅速冷却的蒸馏水，目的是________。

（7）小明发现从不同地点收集到的两个铜器（一个是纯铜做的，一个是青铜做的）中，纯铜器的铜绿比青铜器的少，他据此分析认为青铜比纯铜易锈蚀。

小明的分析是否全面?

请你说明理由：

________。

8.某些铜器表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生了铜渍。

为了弄清“铜绿”的组成和铜生成“铜绿”的条件，某化学实验小组进行了如下探究：

（查阅资料）了解到这层锈渍的化学成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，俗称“铜绿”。

（1）（猜想与假设）据“铜绿”的组成和查阅的资料判断，铜绿可能是铜与CO2、O2和________（填化学式）共同作用而生成的。

（2）（设计与实验）借鉴课本“铁制品锈蚀条件”的探究实验，小刚设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如图所示（所用铜片洁净、光亮，试管内的为铜片）。

实验较长时间后，发现________试管中铜片最先生锈（填写试管字母编号）。

（3）（解释与结论）

①实验B的目的是________。

②得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是________（填编号）。

9.在电视上的寻宝或探索节目中，常常看到一些铜制文物上有绿色的锈迹，又称铜绿。

某学习小组对铜绿产生了浓厚兴趣。

（提出问题）铜绿中除铜元素外还有其它什么元素？

（查阅资料）①无水硫酸铜遇水变蓝；②碳与一般的酸不反应。

（实验探究）该小组同学找到了一些铜绿并进行了如下实验：

（1）（记录分析）I处绿色物质变黑；

Ⅱ处无水硫酸铜变蓝；

Ⅲ处澄清石灰水变浑浊，该处反应的化学方程式为________。

（2）（实验结论）铜绿中除铜元素外还有________、________和碳等元素。

（3）（交流讨论）根据铜绿的组成，小组同学对I处产生的黑色物质的成分有如下两种不同的猜想：

（1）CuO 

（2）CuO和C的混合物

（继续探究）取I处冷却后的少量黑色固体于试管中，滴入足量的________，若现象为：

________，则证明猜想

（1）正确。

（4）（拓展应用）根据铜绿中所含元素，可知铜生锈不仅与空气中的氧气、水有关，还可能与空气中的________等有关；要保护博物馆里的青铜器，减缓生锈，我们可以减少青铜器与________接触。

10.某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈（又称铜绿）。

某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。

（1）Ⅰ.探究铜锈的组成

【查阅资料】①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色

【进行实验】小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按如图所示装置实验（部分夹持装置已略去）。

观察到B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。

【解释与结论】C中反应的化学方程式是________。

（2）依据以上现象分析，铜锈中一定含有的元素：

Cu和________。

（3）Ⅱ.探究铜生锈的条件

【提出猜想】根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。

【进行实验】实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。

设计了如下图所示5个实验并持续观察。

【解释与结论】

实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是________。

（4）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是________（填编号）。

（5）对比实验②和③，得出的结论是________。

（6）为验证猜想，请在图中将实验⑤补充完整________。

（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是________。

（8）【反思与应用】

结合上述实验，你对保存铜制品的建议是________。

11.兴趣小组用稀盐酸除去铁钉表面的铁锈（主要成分是Fe2O3），发现反应开始时铁锈消失，有气泡产生，溶液颜色为黄色，一段时间后变为浅绿色。

（查阅资料）FeCl3的溶液呈黄色

甲同学认为生成的FeCl3可能与试管中的物质继续反应，进行了下列实验。

实验编号

实验1-1

实验1-2

实验1-3

实验操作

实验现象

长时间放置，溶液颜色始终为黄色

长时间放置，溶液逐渐从黄色变浅绿色

长时间放置，产生红褐色沉淀

（1）用盐酸除铁锈的化学方程式为________。

（2）实验1-1的目的是________。

（3）综合分析实验1，溶液从黄色变浅绿色的可能原因是________。

（4）乙同学用生锈程度相同的锈铁钉、5mL盐酸探究溶液颜色变化的影响因素。

实验编号

所用试剂

实验现象

反应开始时

24h后

2-1

铁锈和2%盐酸

铁锈、溶液均无明显变化

铁锈消失，溶液变黄色

2-2

生锈铁钉和2%盐酸

生锈铁钉、溶液均无明显变化

铁锈消失，溶液变浅绿色

2-3

生锈铁钉和6%盐酸

铁钉表面有少量气泡，铁锈逐渐消失，溶液逐渐由无色变浅黄色

溶液变为浅绿色

2-4

生锈铁钉和10%盐酸

铁钉表面产生大量气泡，铁锈逐渐消失，溶液很快由无色变黄色

溶液变为浅绿色

生锈铁钉与盐酸反应时，溶液的颜色变化与________有关。

（5）2-2中始终未观察到溶液变黄色，结合实验1和实验2推测可能的原因为________。

（6）基于上述实验推测，下列关于工业用盐酸除铁锈的说法合理的是______（填字母       序号）。

A.除铁锈时，所用盐酸的浓度越大越好

B.在除锈过程中，生成的FeCl3对铁也有腐蚀作用

C.用盐酸除锈时，应注意控制反应的时间

12.今年扬州迎来高铁交通发展的高潮。

高铁给我们带来的不仅是交通方便，出行快捷，甚至是带来旅游业的繁荣。

制造铁轨需要大量的合金钢，新集中学化学兴趣小组为此展开探究：

（一）工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图：

已知：

生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。

（1）炼铁的固体原料中加入焦炭的作用是________，________（用方程式表示）；

（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是________；

（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体是________（填化学式）；

（4）炼钢炉中，通入纯氧而不用空气的目的是________。

将钢锭轧成钢板，体现了金属的________性。

（5）

（二）该兴趣小组发现未经处理的钢铁容易生锈。

同学们接着探究了铁生锈的相关问题。

（知识回顾）铁生锈的条件为铁与________、________同时接触，为了防止铁制品生锈，应采取的措施是________（写出一种）。

（6）（查阅资料）铁锈成分复杂，化学式可简单表示为Fe2O3•nH2O，在加热时会分步反应，首先失去结晶水，其反应可表示为Fe2O3•nH2O

Fe2O3+nH2O。

浓硫酸可以吸水，碱石灰可以吸收水和二氧化碳。

（提出问题）铁锈（Fe2O3•nH2O）中n的值等于多少呢？

（问题探究）小明发现实验室中有一保管不善的铁粉，大部分已经结块成红褐色，为了探究铁锈（Fe2O3•nH2O）的组成，称取27.0g这种铁粉样品，按如图2所示装置进行实验。

实验前应先________；

（7）为了保证实验安全，实验开始时应先________，目的是________；

（8）D的作用是________；

（9）请指出该装置中有一处明显不足________；

（10）（数据处理）图3是加热时间和A中固体质量关系图象，下表是B、C中质量不再变化时B中浓硫酸、C中碱石灰装置质量变化情况。

反应前（g）

反应后（g）

B

100

105.4

C

150

163.2

铁锈（Fe2O3•nH2O）中n的值是________；

（11）写出T3﹣T4时间段发生反应的化学方程式________；

（12）计算原样品中单质铁的质量分数是________。

（计算结果保留到0.1%）

13.某兴趣小组从铜器上取下绿色粉末，设计如下实验步骤进行探究铜绿的组成。

（1）写出：

B物质的化学式________；铜绿的组成元素________。

（2）我国古代有“曾青得铁则化为铜”的记载，这是现代湿法冶金的原理。

这与上述实验方案中第________步骤相似；化学方程式为________。

（3）写出第③步反应的化学方程式是________。

（4）在设计方案中有三种冶炼铜的方法，通过比较请从资源、能源或环境等方面，说出其中一种方案所具有的优点：

________。

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】C

【解析】【解答】铁锈的主要成分是氧化铁。

A.硫酸铜溶液不与氧化铁反应，不能用来除铁锈，A不符合题意；   

B.水不与氧化铁反应，不能用来除铁锈，B不符合题意；       

C.盐酸能与氧化铁反应生成氯化铁和水，可用来除铁锈，C符合题意；   

D.氢氧化钠溶液不与氧化铁反应，不能用来除铁锈，D不符合题意；   

故答案为：

C。

【分析】根据金属氧化物可以和酸反应分析

2.【答案】C

【解析】【解答】①因没有水而不生锈，②铜接触水、二氧化碳、氧气，会生锈，③没有二氧化碳不会生锈，④没有氧气不会生锈，所以②④结合可证明铜生锈需要氧气；

故答案为：

Ｃ

【分析】根据对比实验设计的时候要满足变量唯一分析，选择对比实验时要分别选择成功和缺少一个条件不成功的实验进行对比。

3.【答案】B

【解析】【解答】A、b管中缺少水，铁钉不会锈蚀．A不符合题意；

B、因为a中的氧气减少，压强也减小，从而导致L端比R端液面高，B符合题意．

C、a试管中铁钉生锈，b试管中铁钉没有生锈，说明铁锈蚀与空气、水有关，C不符合题意；

D、铁在有盐和酸存在时锈蚀速度会加快，所以将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀，D不符合题意；

故答案为：

B．

【分析】A、根据铁生锈的条件分析

B、根据气体体积减小，压强变小分析

Ｃ、根据对比实验的相关知识分析

Ｄ、根据在盐和酸的溶液中铁生锈快分析

二、填空

4.【答案】

（1）222

（2）80g

【解析】【解答】

（1）碱式碳酸铜的相对分子质量是64×2+（16+1）×2+12+16×3＝222。

（2）设生成CuO的质量是x

x＝80g答：

生成CuO的质量是80g。

【分析】（１）根据相对分子质量的计算方法分析

（２）根据二氧化碳的质量结合碱式碳酸铜分解的方程式计算出氧化铜的质量

5.【答案】

（1）水；氧气；加速铁粉生锈，更快的放出热量

（2）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

【解析】【解答】

（1）①铁生锈需要与潮湿的空气接触，实际上是和潮湿的空气中的氧气和水发生化学反应。

故答案为：

水、氧气；②当有盐溶液存在时，铁生锈的速度加快，所以发热剂中加入一定的氯化钠，可以加速铁的锈蚀，从而更快的放出热量。

故答案为：

加速铁粉生锈，更快的放出热量；

（2）①铁的金属活动性顺序比铜强，可以置换出硫酸铜中的铜，发生置换反应。

铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。

故答案为：

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。

【分析】铁在发生置换反应的时候，只呈现+2价。

三、实验探究题

6.【答案】

（1）3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

（2）与水和氧气同时接触

（3）Cu；Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

【解析】【解答】

（1）工业上用一氧化碳和赤铁矿反应的化学方程式为3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2；

（2）铁生锈的条件是铁与水和氧气反应；

（3）铜不能与酸发生反应，所以加入过量稀硫酸后得到的紫红色固体C为Cu；Ⅱ中反应为铁与硫酸铜的反应，化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。

【分析】

（1）根据工业炼铁是CO与铁的氧化物发生反应分析；

（2）根据铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果分析；

（3）根据铜不能与酸发生反应及铁与硫酸铜能发生反应分析。

7.【答案】

（1）水、二氧化碳；化学变化前后元素种类不变

（2）二氧化碳、氧气

（3）氧气

（4）二氧化碳

（5）2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2（OH）2CO3

（6）除去溶解在水中的氧气和二氧化碳

（7）小明的分析不全面；因为两个铜器是从不同地点收集到的，条件不同，无法比较

【解析】【解答】

（1）由于铜锈中含有铜、碳、氢、氧，小组成员一致认为，铜生锈可能是铜与空气中的氧气、水、二氧化碳共同作用的结果，他们猜想的依据是化学变化前后元素种类不变；

（2）由甲、乙、丙的探究方法可知，装置丁中除了铜片外，还应该有二氧化碳、氧气；（3）甲和乙对比可知，变量是氧气，得出的结论是铜生锈与氧气有关；（4）甲和丙对比，变量是二氧化碳，得出的结论是铜生锈与二氧化碳有关；（5）由铜生锈的条件可知，铜生锈的化学反应方程式：

2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2（OH）2CO3；（6）由于气体的溶解度与温度有关，乙和丙中使用的是煮沸后迅速冷却的蒸馏水，原因是除去溶解在水中的氧气和二氧化碳；（7）小明的分析不全面；因为两个铜器是从不同地点收集到的，条件不同，无法比较。

【分析】

（1）根据铜生锈的条件及化学反应前后元素种类不变分析

（2）（3）（4）根据铜生锈的条件是对比实验的相关知识分析

（5）根据方程式的书写方法分析

（6）根据温度升高气体的溶解度变小分析

（7）根据对比实验的要求分析

8.【答案】

（1）H2O

（2）F

（3）探究只有氧气存在时，铜是否会生成铜绿；DF

【解析】【解答】[猜想与假设]铜生锈生成铜绿是一个化学变化。

根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，根据铜绿的化学式可知，铜绿包括铜、氧、氢、碳四种元素。

而铜与空气接触会生锈，则碳元素可能来自于空气中的二氧化碳，氢元素可能来自于空气中的水，氧元素可能来自于空气中的氧气。

故答案为：

H2O；[设计与实验]实验较长时间后发现，F试管中的铜片最先生锈。

因为F试管中的铜与氧气、水、二氧化碳充分接触，很容易生锈。

故答案为：

F；[解释与结论]①实验B只将铜片放入氧气中，根据控制变量思想分析可知，其实验探究的目的是探究只有氧气存在时，铜是否会生成铜绿。

故答案为：

探究只有氧气存在时，铜是否会生成铜绿；②实验D和实验F的唯一区别是D中只有铜与水、氧气，无二氧化碳气体，结果铜无明显变化。

F中铜与水、二氧化碳、氧气共同作用，结果生锈，则证明铜生锈一定与二氧化碳有关。

故答案为：

DF。

【分析】

（1）根据铜和氧气、二氧化碳和水共同作用生锈分析

（2）根据铜生锈的条件分析

（3）根据实验的现象分析

9.【答案】

（1）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O

（2）氢；氧

（3）稀盐酸（或稀硫酸）；黑色固体全部消失

（4）二氧化碳；空气

【解析】【解答】记录分析：

由题意可知Ⅲ处澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：

Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；实验结论：

由题意可知，Ⅱ处无水硫酸铜变蓝，说明铜绿受热分解生成了水；Ⅲ处澄清石灰水变浑浊，说明铜绿受热分解生成了二氧化碳，根据质量守恒定律可知，铜绿中除铜元素外还有氢、氧和碳等元素。

实验探究：

由于氧化铜能与盐酸反应，碳不能与盐酸反应，取I处冷却后的少量黑色固体于试管中，滴入足量的稀盐酸（或稀硫酸），若黑色固体全部消失，则证明猜想

（1）符合题意。

拓展应用：

根据铜绿中所含元素，可知铜生锈不仅与空气中的氧气、水有关，还可能与空气中的二氧化碳等有关；要保护博物馆里的青铜器，减缓生锈，我们可以减少青铜器与空气接触。

【分析】

（1）根据氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水分析

（2）根据化学反应前后元素的种类不变分析

（3）根据氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水分析

（4）根据铁与空气中的氧气和水接触生锈分析

10.【答案】

（1）CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

（2）C、H、O

（3）除去水中溶解的CO2和O2

（4）①和③

（5）铜生锈一定与O2有关

（6）根据对比实验可知，还需要探完铜生锈与环境是否干燥有关，故⑤中不应有水，应是将铜丝放在干燥的集气瓶中进行实验

（7）与CO2、H2O和O2都有关

（8）保持铜表面干燥

【解析】【解答】

（1）C中发生的反应是二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水，该反应的化字方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；

（2）加热可观察到B中白色粉未变为监色，反应生成了水，C中澄清石灰水变浑浊，反应生成了二氧化碳，由此可得，铜锈中定含有的元素是

C、H、O、Cu；（3）实验中使用“经煮沸讯速冷却的蒸馏水”，其目的是除去水中溶解的O2；（4）根据题中给出的对比试验①和③可知，“生锈一定与CO2有关”；（5）对比实验②和③，实验中的变量是氧气，故得出的结论是：

生锈与O2有关；（6）根据对比实验可知，还需要探完铜生锈与环境是否干燥有关，故⑤中不应有水，应是将铜丝放在干燥的集气瓶中进行实验；（7）由实验①和③可知，铜生锈与二氧化碳有关：

由实验②和③可知，铜生锈与氧气有关；由实验③和⑤可知，铜生锈与水有关，故铜生锈的条件是铜与H2O、O2、CO2同时接触；（8）结合上述实验，保存铜制品的建议是保持铜制品表面干燥。

【分析】

（1）C装置里是澄清的石灰水，目的是检验是否生成了二氧化碳，所以发生的反应是二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水；

（2）B中白色粉末变为蓝色，证明有水生成，则铁锈中有氢氧元素，C中澄清石灰水变浑浊。

生成了二氧化碳，证明有碳元素；由此可得，铜锈中定含有的元素是C、H、O、Cu；

（3）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，因为温度升高气体的溶解度减小，其目的是除去水中溶解的CO2和O2；

（4）应用控制变量法，实验①和③中只有二氧化碳一个变量；

（5）实验②和③的变量是O2；

（6）根据实验还需确定铜生锈与水有关，故⑤的变量是水，广口瓶中不应有水，应是将铜丝放在干燥的集气瓶中进行实验；

（7）铜生锈的条件是与CO2、H2O和O2接触；

（8）保存铜制品的建议是保持铜制品的干燥，不要和水接触；

11.【答案】

（1）

（2）探究FeCl3是否会与盐酸反应

（3）酸性条件下，FeCl3与Fe发生反应生成浅绿色的FeCl2

（4）盐酸浓度和反应时间

（5）盐酸浓度低，产生的少量FeCl3在酸性条件下与Fe反应被消耗

（6）B,C

【解析】【解答】

（1）铁锈的主要成分是氧化铁，盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，故用盐酸除铁锈的化学方程式为

。

（2）实验1-1长时间放置，溶液颜色始终为黄色，故目的是探究FeCl3是否会与盐酸反应。

（3）氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，故溶液从黄色变浅绿色。

（4）生锈铁钉与盐酸反应时，溶液的颜色变化与盐酸浓度和反应时间有关。

（5）2-2中始终未观察到溶液变黄色，结合实验1和实验2推测可能的原因为盐酸浓度低，产生的少量FeCl3在酸性条件下与Fe反应被消耗。

（6）A、除铁锈时，所用盐酸的浓度越大越好，浓度大会损坏铁制品，故A不符合题意；

B、在除锈过程中，生成的FeCl3和铁反应生成氯化亚铁，则对铁也有腐蚀作用，故B符合题意；

C、用盐酸除锈时，应注意控制反应的