9.金属矿物的储量有限，而且不可再生，所以保护金属资源尤为重要。下列有关金属资源的利用与防护不合理的是 【 】

A.经常用钢丝球擦洗铝锅表面，保持洁净
B.在钢铁表面喷油漆可防止生锈
C.废旧金属的回收利用，是保护金属资源的有效途径之一
D.改变金属的组成和结构，铸造成合金材料可优化其性能

A

【分析】本题要求选出金属资源利用与防护中不合理的做法，需结合铝的氧化膜特性、钢铁防锈原理、金属资源保护途径、合金的作用逐一分析选项，判断每个做法是否合理。
【解析】逐一分析各选项：
1. 选项A：铝制品表面有一层致密的氧化铝薄膜，可隔绝氧气，防止内部铝被进一步氧化。若用钢丝球擦洗铝锅，会破坏这层保护膜，加速铝的腐蚀，因此该做法不合理。
2. 选项B：钢铁生锈的条件是与氧气、水同时接触，在钢铁表面喷油漆能隔绝氧气和水，从而防止生锈，该做法合理。
3. 选项C：废旧金属回收利用既能节约金属资源，又能减少环境污染，是保护金属资源的有效途径之一，该做法合理。
4. 选项D：合金是由金属与金属（或非金属）熔合形成的具有金属特性的物质，改变金属的组成和结构铸造成合金，可优化金属的性能（如提高硬度、增强抗腐蚀性等），该做法合理。
综上，不合理的是选项A。
【答案】A
【知识点】金属的防护、金属资源的保护、合金的性质
【点评】本题考查金属相关的基础知识点，侧重考查对金属防护、资源利用的理解，属于初中化学常考基础题，难度较低。
【难度系数】0.7

10.防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中,与其他三种方法原理不同的是
【 】

A.表面涂油
B.表面刷漆
C.覆盖塑料
D.制成合金

D

【分析】首先明确金属锈蚀的条件是金属与氧气、水同时接触，防锈的核心是破坏锈蚀条件，常见方法分为两类：一是隔绝氧气和水，二是改变金属内部结构。接下来逐一分析选项：A表面涂油、B表面刷漆、C覆盖塑料，均是在金属表面形成保护层，隔绝氧气和水；D制成合金是改变金属内部组成结构，提升抗锈蚀能力，与前三者原理不同。
【解析】金属锈蚀的条件为金属与O₂、H₂O同时接触，防锈方法的原理分为两种：①隔绝O₂和H₂O（如涂油、刷漆、覆盖塑料等，通过覆盖层阻止金属与O₂、H₂O接触）；②改变金属内部结构（如制成合金，调整金属组成使其不易锈蚀）。选项A、B、C均属于隔绝O₂和H₂O的方法，选项D属于改变金属内部结构的方法，因此原理不同的是D。
【答案】D
【知识点】金属防锈原理、合金的特性
【点评】本题考查金属防锈方法的原理区分，需准确掌握不同防锈措施的本质，属于基础概念题，难度适中。
【难度系数】0.5

11.(2024·湖南)铁制品经常有锈蚀现象,于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列探究。
(1)探锈
现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙,还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件,设计如下实验:

①A中玻璃仪器的名称是。
②一周后,观察A、B、C中的铁钉,只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象,由此得出铁钉锈蚀需要与接触的结论。
(2)除锈
取出生锈的铁钉,将其放置在稀盐酸中,一段时间后发现溶液变黄,铁钉表面有少量气泡产生,产生气泡的原因是(用化学方程式表示)。稀盐酸可用于除锈,但铁制品不可长时间浸泡其中。
(3)防锈
防止铁制品锈蚀,可以破坏其锈蚀的条件,常用的防锈方法有(写一种即可)。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈,发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。

①试管
②氧气和水
$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
表面刷漆(或涂油等,合理即可)

【分析】
本题围绕铁的锈蚀相关知识展开，需结合实验装置、对比实验原理、酸的化学性质及防锈方法分析：①观察A装置的玻璃仪器形状，可直接确定名称；②通过对比三个实验的变量（氧气、水），分析铁钉锈蚀的条件；③除锈时，铁锈反应完后，铁单质与稀盐酸反应产生气泡，需对应书写化学方程式；④防锈需破坏铁锈蚀的条件（氧气或水），列举合理方法即可。
【解析】
(1)①A装置中的玻璃仪器为实验室常用的试管，故填试管；②对比实验中，A中铁钉同时接触水和氧气，B中铁钉被植物油隔绝氧气（只接触水），C中铁钉被干燥剂除去水分（只接触氧气），一周后仅A中铁钉锈蚀，说明铁钉锈蚀需要与氧气和水接触；
(2)生锈铁钉表面的铁锈（主要成分为$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）与稀盐酸反应后，内部铁单质会与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，化学方程式为$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$；
(3)铁锈蚀需同时接触氧气和水，破坏其中一个条件即可防锈，常用方法有表面刷漆、涂油、镀耐腐蚀金属等，合理即可。
【答案】
①试管；②氧气和水；$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$；表面刷漆（合理即可）
【知识点】
铁的锈蚀条件、酸的化学性质、金属防锈方法
【点评】
本题以铁锈蚀探究为载体，综合考查实验仪器识别、对比实验分析、化学方程式书写及防锈方法，是初中化学基础考点，注重对实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.3

12.铜片在潮湿的空气中久置,表面会产生绿色的铜锈。某化学小组同学设计并进行以下实验,探究铜生锈的条件。
【猜想与假设】常温下,铜生锈可能与$\ce{O_{2}}$、$\ce{CO_{2}}$、水蒸气有关。
【进行实验】通过控制与铜片接触的物质,利用右图所示装置(铜片长
8 cm、宽1 cm,试管容积为25 mL),分别进行下列7个实验,并持续观察30天。

|编号|主要实验操作|实验现象|
|----|----|----|
|①|在试管中充满纯净的$\ce{O_{2}}$|铜片均无明显变化|
|②|在试管中充满纯净的$\ce{CO_{2}}$| |
|③|在试管中充满经煮沸并迅速冷却的蒸馏水| |
|④|在试管中加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水5 mL(液面未浸没铜片),再充满$\ce{O_{2}}$| |
|⑤|在试管中加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水5 mL,再充满$\ce{CO_{2}}$| |
|⑥|在试管中充入10 mL $\ce{O_{2}}$,再充入10 mL $\ce{CO_{2}}$| |
|⑦|在试管中加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水5 mL,再依次充入10 mL $\ce{CO_{2}}$和10 mL $\ce{O_{2}}$|铜片生锈,且水面附近锈蚀最严重|
【解释与结论】
(1)实验③中,要使用经煮沸并迅速冷却的蒸馏水,目的是。
(2)实验⑤的目的是。
(3)通过上述实验,得出铜生锈的条件是。
【反思与评价】
(4)请写出一种防止铜制品锈蚀的方法。
(5)查阅资料可知,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜,化学式为$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$。由此,你认为上述实验中只需进行实验(填实验编号),就可探究出铜生锈的条件。请说明理由。

(1)除去溶解在水中的氧气
(2)探究铜生锈是不是铜与水和二氧化碳共同作用的结果
(3)与水、氧气和二氧化碳共同作用
(4)涂油。(合理即可)
(5)⑤⑦
碱式碳酸铜的化学式中含有碳、氢元素,由元素守恒可以知道,铜生锈的过程中一定有二氧化碳和水参加反应,故只需要进行实验⑤和⑦即可知道铜生锈是否需要氧气的参加。

【分析】
要探究铜生锈的条件，需运用控制变量法，通过对比不同实验中铜片接触的物质，分析生锈与否的情况进而推导结论。首先，实验中使用煮沸并迅速冷却的蒸馏水是为了排除水中溶解的氧气对实验的干扰；实验⑤控制变量探究铜在水和二氧化碳共同作用下能否生锈；通过对比各实验现象可确定铜生锈的必要条件；防止铜锈蚀需隔绝生锈所需的物质；最后结合碱式碳酸铜的元素组成，利用质量守恒定律可简化探究所需的实验。
【解析】
(1) 气体溶解度随温度升高而减小，煮沸蒸馏水能除去水中溶解的氧气，迅速冷却可防止氧气再次溶解，故目的是除去溶解在水中的氧气。
(2) 实验⑤中铜片接触蒸馏水和二氧化碳，无氧气，目的是探究铜生锈是否为铜与水和二氧化碳共同作用的结果。
(3) 对比实验①（仅氧气）、②（仅二氧化碳）、③（仅水）、④（氧气+水）、⑤（二氧化碳+水）、⑥（氧气+二氧化碳）均无明显变化，而实验⑦（氧气+二氧化碳+水）中铜片生锈，说明铜生锈需要与水、氧气和二氧化碳同时接触。
(4) 防止铜锈蚀的原理是隔绝铜与生锈所需物质接触，例如涂油（或涂漆、镀耐腐蚀金属等，合理即可）。
(5) 碱式碳酸铜$\ce{Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}}$含碳、氢元素，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，可知铜生锈的反应物必含二氧化碳（提供碳元素）和水（提供氢元素），只需探究是否需要氧气即可。实验⑤（水+二氧化碳，无氧气）铜不生锈，实验⑦（水+二氧化碳+氧气）铜生锈，对比可知铜生锈需要氧气，故只需实验⑤和⑦。
【答案】
(1) 除去溶解在水中的氧气
(2) 探究铜生锈是不是铜与水和二氧化碳共同作用的结果
(3) 与水、氧气和二氧化碳共同作用
(4) 涂油（合理即可）
(5) ⑤⑦；碱式碳酸铜的化学式中含有碳、氢元素，由元素守恒可以知道，铜生锈的过程中一定有二氧化碳和水参加反应，故只需要进行实验⑤和⑦即可知道铜生锈是否需要氧气的参加
【知识点】
探究铜生锈的条件、控制变量法、质量守恒定律
【点评】
本题通过控制变量法设计对比实验探究铜生锈条件，重点考查实验变量控制的应用，结合质量守恒定律简化实验设计，是化学探究类典型题目，需学生具备分析实验现象和逻辑推理能力。
【难度系数】
0.5