6.4常见金属的物理性质和化学性质
基础巩固
1.为了减缓铁制品的锈蚀,下列做法不当的是( )
A.在车船的表面喷涂油漆
B.将使用后的菜刀用布擦干
C.洗净铁制品表面的油膜
D.在铁制品表面镀上一层锌
2.下列关于金属与氧气反应的说法正确的是( )
A.红热的细铁丝在空气中能燃烧
B.铝在常温下就能与氧气反应
C.各种金属在高温下都能与氧气反应
D.在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应
3.化学是一门以实验为基础的科学。下列有关实验现象的描述不正确的是( )
A.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
B.在空气中点燃镁条，可以观察到镁条剧烈燃烧，发生耀眼的白光，生成白色固体
C.将锌片放入稀盐酸中，观察到固体逐渐溶解，产生大量氢气
D.将铁钉放入硫酸铜溶液中，一段时间后，铁钉表面出现红色固体，蓝色溶液变为浅绿色
4.向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100 g相同浓度的稀硫酸，反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A.反应后均得到无色溶液
B.反应结束后两种金属均有剩余
C.折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D.反应结束后所得溶液的质量相等
5.某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验（点燃操作已略去）。下列说法错误的是( )
A.对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一
B.对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一
C.对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一
D.对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧
根基训练
6.实验小组结合物理学科的杠杆原理和部分物质的性质完成下面三个实验。
（1）实验1：加热铜丝团一段时间后可以观察到铜丝团变成_________色，同时杠杆左端_________（填“上升”或“下沉”）。
（2）实验2：一段时间后铁粉包下沉的原因是__________________。将集气瓶中的水换成下列试剂中的_________（填字母），并将铁粉包浸泡一段时间后取出晾干，杠杆也会出现相似现象。
A.稀硫酸 B.硫酸铜溶液 C.食盐水
（3）实验3：通入一段时间后，杠杆上的乒乓球_________（填“左”或“右”）侧更高，往集气瓶中加入一定量的澄清石灰水，杠杆重新平衡，写出发生反应的化学方程式：___________________________。
7.下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是( )
A.在金属表面涂油或刷漆
B.在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬
C.制成耐腐蚀的合金
D.用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜
8.铁是应用最广泛的金属。
（1）为了检验铁生锈的条件,进行了如下图(略去其中的夹持装置)所示三个对比实验。
一段时间后,甲中铁丝发生锈蚀且试管中液面上升,乙和丙中均无明显变化。由此得出铁丝锈蚀的过程,实际上是铁丝与__________、__________发生化学反应的过程。
（2）铁制品在下列情况: ①潮湿空气中 ②部分浸入食盐水中 ③干燥的空气中,最易生锈的是__________(填序号,下同),不易生锈的是__________;
（3）在“南海一号”打捞出来的文物中,铁器锈迹斑斑,残存很少,请你列举出一种日常生活中常用的防止铁生锈的方法__________。
9.兔首和鼠首均为青铜器(铜、锡合金)如图所示,某些铜器表面呈绿色,这是铜器长期曝露在空气中生了铜锈(铜锈俗称铜绿)。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:探究铜生成铜绿的条件。
（1）【查阅资料】铜绿的化学式是Cu2(OH)2CO3,它受热会分解生成三种氧化物。铜绿分解的化学方程式为____________________。
（2）【猜想与假设】依据铜绿的组成和查阅的资料判断,铜绿可能是铜与氧气及__________共同作用而形成的。
（3）【设计与实验】借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验, 小梁设计了“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):实验较长时间后,发现__________试管中铜片最先生锈(填试管字母编号)。
（4）【评价与改进】小风认为小梁设计的实验还不够完善,要得出正确的结论,还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是________________________________________。
（5）【拓展与应用】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:________________________________________。
10.某同学设计了下图所示的装置探究铁锈蚀的条件。管中装入少量煮沸的蒸馏水, 管中是干燥的空气。调节端与端的液面高度一致,塞紧木塞。一段时间后观察。下列推断错误的是( )
A.只有管中的铁钉会锈蚀
B. 端与端的液面高度仍然保持一致
C.该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关
D.常温下管中的铁钉很难锈蚀
思维拓展
11.下列措施中,不能防止铁制品锈蚀的是( )
A.喷漆 B.镀一层耐腐蚀的金属
C.制成不锈钢 D.存放在潮湿的空气中
12.下列措施中,不宜用于博物馆保存枪支大炮等铁制文物的是( )
A.定期用湿布擦拭铁制文物
B.提醒观众不要用手触摸文物
C.保持文物储存室内空气的干燥
D.在铁制文物表面涂抹一层保护物质
13.科学的核心是研究，科学课程通过科学探究的方式，让我们亲历科学活动，体现科学的发现过程和方法．下面是重庆一中初三某班学生探究铁生锈实验不断完善优化的过程．
（1）优化实验时将Ⅰ中自来水换为蒸馏水目的是排除水中溶有的氧气、消毒剂等物质的干扰．
（2）优化实验时增加Ⅳ是为证明铁生锈与空气中的________（填化学式）有关，请在方框内再补充一个实验，探究铁生锈是否与空气中的二氧化碳有关．
下面事实能说明铁生锈与空气中另外一些成分无关的有________（填序号）．
①焊接金属时稀有气体可作保护剂 ②制作灯泡时氮气可作填充剂
③稀有气体可作有色光源 ④氮气可制氮肥
（3）实验Ⅴ在软塑料瓶中完成的，一周后可观察到铁钉生锈，________，同时铁钉靠近水边附近部分锈蚀得厉害．由此可知：铁生锈实际是铁与________（填化学式）共同作用的结果．
（4）实验Ⅵ还可用来完成________（填实验名称）．
14.在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充 完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放人3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验现象】实验①②无明显现象.实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 (填名称)发生反应的结果。
【实验思考】
（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③中进入试管内的水的体积约占试管体积的 。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
（3） 用完的菜刀要擦干存放，理由是 。
（4） 铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是 。
15.下面是对铁的锈蚀条件的探究。课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计了如图所示的改进实验。
(1)检査装置的气密性:连接好装置，关闭分液漏斗的活塞.将C导管接人到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是 。
(2)反应开始后，甲装置中的反应现象: .MnO2的作用: .
(3)4分钟后观察:A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面 灰暗,D处铁丝依然光亮。对比A、B处实验现象，可得出铁生锈与 有关;对比B、D处实验现象说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是 .
16.小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
步骤1:利用图甲所示装置，将干燥的O2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O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20 mL O2后在导管a处连接乳胶管并 用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤2:—段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象见下表。
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是 。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是 。
(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是 。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A、在车、船的表面喷涂油漆能够防止生锈,做法正确;
B、将使用后的菜刀用布擦干,能减缓铁制品的锈蚀,做法正确;
C、洗净铁制品表面的油膜,使铁与氧气和水接触,容易生锈,做法错误;
D、在铁制品表面镀上一层锌,能够防止生锈,做法正确。
故选C。
考点:金属腐蚀的条件及其防护
2.答案：B
解析：A（×）：红热的细铁丝能在氧气中燃烧，在空气中不能燃烧。C（×）：金在高温下不能与氧气反应。D（×）：在较高温度下，铜与氧气能发生反应，但在常温下二者不发生反应。
3.答案：C
解析：将锌片放入稀盐酸中，观察到固体逐渐溶解，有大量气泡产生，描述实验现象时不能出现生成物的名称，C错误。
4.答案：C
解析：A（×）：铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁溶液显浅绿色。B（×）：由题中图像可知，金属均完全反应，酸有剩余。C（√）：每56份质量的铁与稀硫酸反应生成2份质量的氢气，每65份质量的锌与稀硫酸反应生成2份质量的氢气，等质量的锌粉、铁粉与足量稀硫酸反应，最终铁与稀硫酸反应生成的氢气较多，则折线b表示的是铁与稀硫酸的反应。D（×）：所加金属、稀疏酸的质量均相同，金属均完全反应，生成氢气的质量不相等，所以反应后所得溶液的质量不相等。
5.答案：B
解析：①中螺旋铁丝与氧气接触，没有与水接触，不生锈；②中螺旋铁丝与水接触，没有与氧气接触，不生锈；③中螺旋铁丝与氧气、水同时接触，生锈；④中直铁丝与氧气、水同时接触，生锈。A（√）：对比①③，变量是水，可验证水是铁丝生锈的条件之一。B（×）：对比①②，变量是氧气、水，变量不唯一，不能验证氧气是铁丝生锈的条件之一。C（√）：对比②③变量是氧气，可验证氧气是铁丝燃烧的条件之一。D（√）：对比③④，变量是铁丝形状，可验证铁丝形状能影响铁丝的燃烧。
6.答案：（1）黑下沉
（2）铁粉与空气中的氧气、水发生反应生锈，质量增加；BC
（3）左；
解析：（1）加热铜丝团一段时间，铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，可以观察到铜丝团变成黑色，由质量守恒定律知，铜丝团的质量增加，则同时杠杆左端下沉。
（2）实验2，铁粉与空气中的氧气、水发生反应生锈，质量增加，一段时间后铁粉包下沉。将集气瓶中的水换为稀硫酸，铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁粉包的质量减少，最终杠杆左端会上升；将集气瓶中的水换成硫酸铜溶液，将铁粉包浸泡一段时间，铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，使铁粉包的质量增加，取出晾干后杠杆左端会下沉；将集气瓶中的水换为食盐水，铁粉包在食盐水中浸泡一段时间后取出晾干，此过程中，铁会发生锈蚀，铁粉包的质量增加，最终杠杆左端会下沉。
（3）二氧化碳的密度比空气的大，通入一段时间后，集气瓶内的乒乓球上升，即左侧更高，往集气瓶中加入一定量的澄清石灰水，杠杆重新平衡，是因为二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为。
7.答案：D
解析：A、在金属表面涂油或刷漆,起到隔绝氧气、水的目的,正确;B、在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬,可以防止金属生锈,正确;C、制成耐腐蚀的合金,可以防止金属生锈,正确;D、用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜,这样会加快铝的腐蚀,错误;故选D。
8.答案：1.水; 氧气; 2.②; ③ ; 3.涂油（或刷漆等）
解析：1.甲中铁丝发生锈蚀且试管中液面上升,乙和丙中均无明显变化,由此得出铁丝锈蚀的过程,实际上是铁与水、氧气发生化学反应的过程。
2.铁在与水和氧气同时接触时易生锈,氯化钠能加速铁的锈蚀,故部分浸人食盐水中最易生锈,在干燥的空气中最不易生锈。
3.防止铁生锈的方法较多,如涂油、刷漆等。
9.答案：1.Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
2.水、二氧化碳(或H2O、CO2)
3.D; 4.在一个干燥试管内放入铜片并通入氧气和二氧化碳气体并塞上橡胶塞,放置对比观察
5.不全面。不同地点条件不同,无法比较
解析：碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳。 根据化学反应前后元素种类不变可知,铜生锈可能是铜与氧气、二氧化碳和水共同作用的结果。该实验不能很好地说明铜生锈与水有关,最好设计有氧气、二氧化碳而无水的环境作对比实验,说服力才强。不同地点条件不同,无法比较,所以结论也就不全面。
10.答案：B
解析：管中的铁钉与水和氧气同时接触.易生锈,而管中的铁钉在干燥的空气中不易生锈.故A正确管中的铁钉生锈消耗氧气.导致压强减小. 管中的铁钉不生锈.压强不变,故红墨水会向端移动, 端液面高于端,故B错误;该实验可以说明铁的锈蚀与水有关,故C正确;常温下管中的铁钉在干燥的空气中很难锈蚀.故D正确。
11.答案：D
解析：A项,喷漆能使铁制品与水和氧气隔绝,能够防止生锈;
B项,镀一层耐腐蚀的金属能使铁制品与水和氧气隔绝,能够防止生锈;
C项,制成不锈钢能够改变铁制品的结构,能够防止生锈;
D项,铁制品放在潮湿的空气中,能够和水与氧气接触,容易生锈。
12.答案：A
解析：铁生锈的条件：与氧气、水接触，防止铁生锈的原理：隔绝氧气、水 ，故A、用湿布擦拭铁制文物使铁制文物上沾有水分，这样铁制文物容易生锈不宜用于博物馆保存枪支大炮等铁质文物，故选A
考点：
防止铁生锈的原理及措施
13.答案：（2）；
；
①②；,①②
（3）塑料瓶变瘪,、
（4）测定空气中氧气的含量
解析：（2）Ⅳ验证的是铁和氧气的反应；让铁与二氧化碳接触看是否生锈；稀有气体和氮气化学性质不活泼可做保护气能防止生锈，
（3）铁生锈是铁和氧气、水共同作用的结果，反应后塑料瓶中的压强变小，塑料瓶变瘪；
（4）Ⅵ中图示也可用于测定空气中氧气的含量
14.答案：【实验结论】氧气和水蒸气【实验思考】（1) (或21%)(2)试管内空气体积减小（或试管内液面上升）（3)除去水，防止生锈（4）铝表面易生成一层致密 的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应
解析：?实验①③对比，可知铁生锈需要水；实验②③对 比，可知铁生锈需要氧气。所以铁生锈实际上是铁与空气 中的氧气和水蒸气反应的结果。
15.答案：(1)C导管口有气泡冒出(2)产生大量气泡催化作用(3)水氧气的浓度
解析： (1)由于甲装置内的空气受热时体积膨胀.若装置气密性良好，则C导管口有气泡冒出。(2)反应开始后，过 氧化氢分解产生大量氧气，反应现象是产生大量气泡，二氧化锰起催化作用。(3)A与B相比较.不同之处是B处的铁丝表面有水.且表面有铁锈生成.因此可得出铁生锈与水有关；B和D相比较，不同之处是B处氧气浓度大.故生锈所需时间比D短.所以表面有铁锈生成.说明铁生锈快慢与氧 气的浓度有关。
16.答案：（1）在导管b处放带火星的木条.若木条复燃，则 证明U形管内已充满a
(2)观察到注射器内的活塞向左移动
(3)水分和金属的内部结构
解析：(1)题目是从导管a处通入O2,若想知道是否充满 O2,則需要在导管b处检查是否有O2逸出.在导管b处放 一带火星的木条即可检查是否充满。（2）注射器中有O2, 若铁生锈需要O2参与，則注射器内的压译会减小.现象是 活塞向左移动。（3)对比表格中的數据，可知铁生锈除了需 要O2,还需要水分和金属的内部结构满足条件。普通铁丝 表面有铁锈.铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续锈蚀。
