《2025年启东中学作业本九年级化学上册人教版安徽专版》

17. C 港珠澳大桥是一项融传统文化和先进科技于一体的伟大工程。其主梁用钢量达 42 万吨，设计使用寿命达 120 年，需要具有较好的抗海水腐蚀能力，怎样才能做到“保鲜”又“省钱”呢？某校项目学习小组开展了如下学习和实践活动。
任务一：认识铁生锈
（1）港珠澳大桥的建设中使用大量钢材，钢材在潮湿的空气中容易生锈，铁锈的主要成分是Fe₂O₃·xH₂O（填化学式）。
任务二：探究影响港珠澳大桥上铁锈蚀的因素
（2）某兴趣小组结合港珠澳大桥的地理位置猜想哪些因素会影响铁生锈，下列猜想合理的是ABC（填序号）。
A. 温度高
B. 湿度大
C. 海水含盐量高
为了验证猜想，某兴趣小组设计如图 1 装置进行了如下实验探究。查阅资料：可以用 3.5%的氯化钠溶液模拟海水。实验步骤如下。

①检查装置气密性；
②装试剂；
③立即塞紧插有氧气传感器的橡胶塞；
④观察现象，采集数据（采集的数据如图 2）。

（3）图 1 中b（填“a”“b”或“c”）处产生的铁锈最明显。
（4）实验 3 中应选用100mL 25℃ 3.5%的氯化钠溶液；实验 1 和实验 2 对比，得出的结论是其他条件相同时，温度越高，生锈越快。
（5）针对港珠澳大桥的特定环境，同时为了保护海洋生物，采取了在大桥钢结构的外表面涂上具有环保特性的环氧涂层，其防腐的原理是隔绝氧气和水。

任务三：精准防腐
某同学查阅文献发现：通过在钢管柱上焊接某些金属也能延缓其锈蚀，该同学在相同规格的铁钉上分别捆绑大小相近的镁片、铝片、锌片和铜片（如图 3），相同温度下，分别放入盛有同体积的 3.5%氯化钠溶液的烧杯中，放置几天，现象如下表。

（6）根据上述实验现象分析并推测，若在铁钉上捆绑金属锡（Sn），不能（填“能”或“不能”）起到延缓铁钉锈蚀的作用。
（7）若你是工程设计师，你会选择上表中金属Al（填化学式）焊接在钢管桩上进行防腐，运用所学知识分析：该金属防腐效果最好的原因是铝的抗腐蚀性好，可以较长时间地保护铁。

答案： 17.
(1)Fe₂O₃·xH₂O
(2)ABC
(3)b
(4)100 其他条件相同时，温度越高，生锈越快
(5)隔绝氧气和水
(6)不
能
(7)Al 铝的抗腐蚀性好，可以较长时间地保护铁
点拨：
(1)铁锈的主要成分是Fe₂O₃·xH₂O。
(2)铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果，氯化钠能加速钢铁锈蚀，则下列猜想合理的是ABC。
(3)图1中b处的铁与氧气、水充分接触，产生的铁锈最明显。
(4)做对比实验时，只有一个变量，则实验3中应选用100mL 25℃ 3.5％的氯化钠溶液。由图知，实验1和实验2对比，实验2中氧气的体积分数小于实验1，说明实验2消耗的氧气多，得出的结论是其他条件相同时，温度越高，生锈越快。
(5)在大桥钢结构的外表面涂上具有环保特性的环氧涂层，隔绝氧气和水，防止锈蚀。
(6)由表中信息知，金属活动性顺序中铁前面的金属，对铁起到延缓铁钉锈蚀的作用，铁后面的金属则不能，所以在铁钉上捆绑金属锡(Sn)，不能起到延缓铁钉锈蚀的作用。
(7)铝的金属活动性比铁强，铝先被海水腐蚀，铝的化学性质比较活泼，常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，则铝的抗腐蚀性较好，可以较长时间地保护铁。