6.4金屬的腐蝕一、探究鐵制品銹蝕的原因1.鐵銹蝕的原因鐵在空氣中容易氧化,據(jù)此推斷,鐵的生銹必然跟

有關(guān);在潮濕的環(huán)境或在海水浸泡下,鐵銹蝕的現(xiàn)象更加嚴(yán)重,由此推測(cè):鐵的生銹還可能與

、

有關(guān)。2.鐵銹蝕的條件鐵在

和

等物質(zhì)存在的條件下,發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),生成鐵銹。

氧氣水分鹽分氧氣水二、金屬保護(hù)1.保護(hù)金屬資源的途徑(1)從資源的采掘與開(kāi)發(fā)方面:有計(jì)劃、合理地開(kāi)采資源;積極進(jìn)行金屬代用品的開(kāi)發(fā)研究;加強(qiáng)廢舊金屬的回收和再利用等。(2)從保護(hù)金屬材料和制品方面:

。

2.防止鐵生銹的措施常見(jiàn)的防銹措施有以下幾種:(1)保持鐵制品表面的

。

防止銹蝕潔凈和干燥(2)建立保護(hù)層①在鐵制品表面

、

、搪瓷等。

②在鐵制品表面鍍上一層

。

③用化學(xué)方法使鐵制品表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜以防止鐵制品生銹,如烤藍(lán)。(3)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu):制成合金,如不銹鋼等。涂油噴漆耐腐蝕的金屬許多金屬都易生“銹”,但“銹”的結(jié)構(gòu)不同,成分不同。銅在潮濕的空氣中也能生“銹”,銅銹即銅綠,其主要成分為堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3],是銅與水、氧氣、二氧化碳共同作用的產(chǎn)物。鋁制品在空氣中表面會(huì)形成一層致密的氧化膜,這層氧化膜能防止里面的金屬繼續(xù)被腐蝕。但鐵生銹不但不會(huì)阻止鋼鐵制品與空氣和水接觸,還會(huì)把空氣和水保留在鐵制品表面,加速腐蝕,所以,鋼鐵生銹后,應(yīng)及時(shí)除掉鐵銹并進(jìn)行防銹處理。【例1】(2024黃江模擬)某學(xué)習(xí)小組用相同的潔凈無(wú)銹的鐵釘對(duì)鐵制品銹蝕的條件進(jìn)行探究,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖所示,一周后觀察,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.①和②中的鐵釘無(wú)明顯變化,③中的鐵釘明顯生銹B.②中加入的蒸餾水要事先煮沸,目的是除去水中溶解的氧氣C.③中鐵釘?shù)募住⒁摇⒈?甲處銹蝕最嚴(yán)重D.探究發(fā)現(xiàn)鐵生銹的主要條件是鐵與空氣和水(或水蒸氣)直接接觸探究鐵制品銹蝕的原因解析:①中鐵釘由于缺水而不易生銹;②中的蒸餾水事先煮沸后迅速冷卻,水中溶解的氧氣被除去,鐵釘與空氣隔絕,也不易生銹;③中鐵釘既可與水接觸,又可與空氣接觸,比①和②中鐵釘更易生銹,其中乙處因同時(shí)與空氣、水接觸,所以最易生銹。答案:C如圖是有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的裝置及操作。①

②

③

④根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究鐵釘銹蝕的條件。一段時(shí)間后,對(duì)比①②③證明鐵釘生銹的主要條件是

直接接觸;對(duì)比

(填序號(hào))證明食鹽能加快鐵釘?shù)匿P蝕。

鐵與空氣、水③④金屬保護(hù)【例2】金屬資源是不可再生的資源,保護(hù)金屬資源是我們刻不容緩的職責(zé)。下列有關(guān)敘述不正確的是()A.大力開(kāi)采礦物以保障金屬材料的供應(yīng)B.提高廢舊金屬的回收利用率C.在鐵制品上刷漆、涂油等防止鐵銹蝕D.用特種塑料代替金屬制造機(jī)器零部件解析:金屬礦物要有計(jì)劃、合理地開(kāi)采才能保護(hù)金屬資源,A錯(cuò)誤;提高廢舊金屬的回收利用率可節(jié)約金屬資源,減少冶煉時(shí)的能源消耗及環(huán)境污染,B正確;在鐵制品表面涂油、刷漆可隔絕鐵與空氣、水的接觸,從而防止鐵制品生銹,C正確;用特種塑料代替金屬制造機(jī)器零部件可節(jié)約金屬資源,D正確。答案:A1.(2024三水質(zhì)檢)金屬銹蝕的快慢與外界條件密切相關(guān)。下列條件下,鐵釘?shù)匿P蝕速率最快的是()A B C DB2.下列措施中,不能防止鐵制品銹蝕的是()A.噴涂油漆B.打磨光亮放置在空氣中C.鍍鉻D.制成不銹鋼3.下列做法不能有效保護(hù)金屬資源的是()A.防止金屬銹蝕B.尋找金屬的代用品C.回收利用廢舊金屬D.肆意開(kāi)采金屬礦物BD4.如圖所示,某興趣小組用三枚潔凈無(wú)銹鐵釘探究鐵生銹的條件。a b c(1)四天后,

(填字母)試管中鐵釘有明顯銹跡。

(2)由此實(shí)驗(yàn)可以得出鐵生銹的條件是

。

a鐵與氧氣、水充分接觸1.鐵銹的主要成分是()A.單質(zhì)鐵 B.鐵和氧氣的混合物C.氧化鐵 D.四氧化三鐵2.鐵釘在釘入木制品時(shí),有經(jīng)驗(yàn)的木匠師傅習(xí)慣用水將鐵釘濕潤(rùn),你認(rèn)為這樣做的主要目的是()A.使鐵釘更容易釘入木制品B.使釘入的鐵釘更易生銹,防止脫落C.防止鐵釘生銹而腐蝕D.增大鐵釘釘入時(shí)的摩擦力CB3.(2024濱州)下列做法不能減緩或防止鋼鐵銹蝕的是()A.經(jīng)常用食鹽水清洗鐵制品B.保持鐵制品表面清潔干燥C.在鐵制品表面涂油漆D.在鋼鐵的表面鍍一層不易銹蝕的金屬4.探究鐵生銹的條件,有利于尋找防止鐵制品銹蝕的方法。如圖所示對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與所探究的條件(蒸餾水經(jīng)煮沸并迅速冷卻),對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是()A.甲和乙:水 B.乙和丙:空氣C.甲和丙:空氣 D.甲和丁:水AD5.(2023無(wú)錫)用如圖所示裝置探究銅生銹的條件,一個(gè)月后發(fā)現(xiàn)銅絲未生銹。下列敘述錯(cuò)誤的是()查閱資料:NaOH溶液能吸收CO2氣體,NaOH固體能吸收水分和CO2氣體。A.金屬的腐蝕是金屬?gòu)膯钨|(zhì)變成化合物的過(guò)程B.在潮濕的空氣中,鋁比鐵耐銹蝕C.在有氧氣和水的條件下,銅比鐵易生銹D.銅生銹可能與空氣中的O2、H2O和CO2有關(guān)C6.(2024湖南)鐵制品經(jīng)常有銹蝕現(xiàn)象,于是某興趣小組圍繞“銹”進(jìn)行一系列研究。(1)探銹現(xiàn)有潔凈無(wú)銹的鐵釘、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣,還可以選用其他物品。為探究鐵制品銹蝕的條件,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):①A中玻璃儀器的名稱(chēng)是

。

②一周后,觀察A、B、C中的鐵釘,只有A中的鐵釘出現(xiàn)了明顯銹蝕現(xiàn)象,由此得出鐵釘銹蝕需要與

接觸的結(jié)論。

試管氧氣和水(2)除銹取出生銹的鐵釘,將其放置在稀鹽酸中,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)溶液變黃,鐵釘表面有少量氣泡產(chǎn)生。產(chǎn)生氣泡的原因是

(用化學(xué)方程式表示)。稀鹽酸可用于除銹,但鐵制品不可長(zhǎng)時(shí)間浸泡其中。

(3)防銹防止鐵制品銹蝕,可以破壞其銹蝕的條件,常用的防銹方法有

.

(寫(xiě)一種即可)。興趣小組繼續(xù)通過(guò)文獻(xiàn)研究、調(diào)研訪談,發(fā)現(xiàn)如何防止金屬銹蝕已成為科學(xué)研究和技術(shù)領(lǐng)域中的重要科研課題。

在鐵制品表面涂油(或刷漆等)7.(2023濰坊)某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為探究鐵絲生銹、鐵絲燃燒的影響因素,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(點(diǎn)燃操作已略去)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.對(duì)比①③可知:水是鐵絲生銹的條件之一B.對(duì)比①②可知:氧氣是鐵絲生銹的條件之一C.對(duì)比②③可知:氧氣是鐵絲燃燒的條件之一D.對(duì)比③④可知:鐵絲形狀能影響鐵絲的燃燒B8.(2024南海模擬)如圖所示,將足量的鐵粉用水均勻地粘在試管內(nèi)壁上,將試管倒立在裝有水的燒杯中,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察到試管內(nèi)液面緩慢上升。下列分析錯(cuò)誤的是()A.水能進(jìn)入試管的最大體積約為試管容積的五分之一B.該鐵粉在試管內(nèi)發(fā)生了氧化反應(yīng)C.該實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證空氣的組成不是單一的D.如果把鐵粉改為木炭粉,兩者的現(xiàn)象完全相同D9.走近千年文物,人們發(fā)現(xiàn)青銅器在含有Cl-的環(huán)境中易生成CuCl,隨著環(huán)境條件的變化而發(fā)生銹蝕,銹層物質(zhì)成分示意圖如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.銅綠中含有Cu、H、O、C四種元素B.青銅器在銹蝕的過(guò)程中銅元素的化合價(jià)升高C.CuCl與O2、H2O發(fā)生化合反應(yīng)生成Cu2(OH)3ClD.在干燥、無(wú)氧的環(huán)境中有利于青銅器的保護(hù)C10.(2023安徽)某興趣小組進(jìn)行鐵銹蝕的實(shí)驗(yàn)探究。[知識(shí)回顧]鐵是一種化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬,常溫下能與稀鹽酸、氧氣等物質(zhì)反應(yīng)。(1)鐵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

(2)鐵銹的顏色是

。

[實(shí)驗(yàn)探究]該小組利用如下裝置對(duì)鐵釘銹蝕的條件進(jìn)行探究,一段時(shí)間后,在A和B中沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象,C和D中鐵釘有銹蝕。紅褐色(或棕褐色或紅棕色或紅色)(3)B中將蒸餾水煮沸的目的是

。

(4)A、B、D對(duì)比,說(shuō)明鐵釘銹蝕需要的物質(zhì)是

;C中的鐵釘比D中的銹蝕更嚴(yán)重,原因是

.

。

[拓展探究](5)為進(jìn)一步探究鐵釘銹蝕過(guò)程中氣態(tài)物質(zhì)的變化,該小組按示意圖E所示裝置完成以下實(shí)驗(yàn)。恒溫