课题3 金属资源的利用与保护-九年级化学下册尖子生考点精讲精练（人教版）解析版

课题3金属资源的利用与保护【知识精要】一、常见的金属资源1.地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除金、银等少数很不活泼的金属以单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。2.几种常见的金属矿物的名称和主要成分见下表：金属矿物赤铁矿磁铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿主要成分Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S【要点诠释】1.金属元素在地壳中的含量由大到小：铝、铁、钙、钠、钾、镁、锌、铜、银、金。2.工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。在自然条件下，铁、铝等金属无单质存在，因为这些金属的活动性较强，会与氧气、水等作用生成化合物。

3.人类最先使用铜，而后铁，使用铝只有一百多年的历史，主要与三种金属的化学性质、冶炼难易有关。二、铁的冶炼1、实验室炼铁——一氧化碳还原氧化铁的实验（1）实验装置：

（2）反应的化学方程式(炼铁的原理)：Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2（3）实验步骤：

①检查装置的气密性。

②将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内，并固定装置。

③向玻璃管内通入CO，并点燃酒精灯。

④待装置内的空气排净后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热。

⑤当玻璃管内红棕色粉末变为黑色时，停止加热。

⑥待玻璃管内的固体冷却后，停止通入CO，并熄灭酒精灯。

（4）实验现象：红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。

【要点诠释】实验注意事项：

a.先通入一氧化碳气体的目的：排净装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合，加热时发生爆炸。

b.实验完毕后继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却的目的：防止高温下的铁与空气接触被氧化。同时，还可防止试管内的澄清石灰水被倒吸。

c.尾气的处理：尾气中的一氧化碳有毒，所以尾气要经过处理，可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体。

d.若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度2、工业炼铁（1）工业上冶炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等（2）主要反应原理：高温下利用CO作还原剂，将铁从铁的氧化物中还原出来。在高炉中焦炭的作用是提供热量（碳和氧气反应生成二氧化碳，放热），二氧化碳和碳反应生成还原剂一氧化碳。C+CO2

2COFe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）主要设备：高炉【要点诠释】a.铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。①在高炉中焦炭的作用是提供热量和生成还原剂CO。C+O2CO2（放热反应）C+CO2

2CO（吸热反应）②石灰石的作用是除去SiO2等杂质，将矿石中的SiO2转化为炉渣CaSiO3。CaCO3CaO+CO2↑（吸热反应）CaO+SiO2CaSiO3③冶炼过程中的主要化学方程式：C+O2CO2、C+CO2

2CO、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2b.高炉炼出的铁是生铁，主要成分是铁，还含有C、P、S等元素，所以生铁是铁和其它元素的合金。实验装置现象铁钉生锈铁钉不生锈铁钉不生锈现象分析铁钉同时和氧气、水接触铁钉只和水接触铁钉只和氧气接触结论铁钉生锈的条件：同时和氧气（或空气）、水接触三、金属资源的保护和利用

1.铁锈蚀的条件及防锈蚀方法

（1）铁生锈的条件：铁与水、氧气同时接触。

【要点诠释】：①铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水的反应，铁制品会完全被腐蚀。，与铝、锌的氧化膜不同②铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。③在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。（2）防止铁生锈的方法：

①保持铁制品表面的洁净和干燥。

②在铁制品表面形成保护膜：刷漆、涂油、镀一层其它金属、在铁制品表面形成致密的氧化物保护膜。

③改变铁制品的内部结构，制成不锈钢。

2.保护金属资源的有效途径为：（1）防止金属锈蚀。

（2）废旧金属的回收利用。

（3）合理有效的开采矿物。

（4）寻找金属的替代品等。

四、含杂物质的化学方程式计算

1计算时涉及的公式有：【题典精讲】【例题1】大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，在以下四种矿石中，可用于炼铁的是A．赤铁矿（主要成分是Fe2O3） B．炉甘石（主要成分是ZnCO3）C．铝土矿（主要成分是A12O3） D．赤铜矿（主要成分是Cu2O）【答案】A【解析】炼铁是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁，故矿石中必须含有铁元素；A、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）中含有铁元素，可用于炼铁，符合题意；B、炉甘石（主要成分是ZnCO3）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意；C、铝土矿（主要成分是A12O3）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意；D、赤铜矿（主要成分是Cu2O）中不含有铁元素，不可用于炼铁，不符合题意；故选A。【例题2】用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引起酸雨的是()A．辉铜矿(主要成分Cu2S)B．赤铁矿(主要成分Fe2O3)C．磁铁矿(主要成分Fe3O4)D．铝土矿(主要成分Al2O3)【答案】A【解析】酸雨主要是二氧化硫的过度排放，只有辉铜矿含有硫元素，在辉铜矿冶炼时，会有二氧化硫有害气体排出，故选A【例题3】如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是（）A．铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 B．生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物 C．铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀 D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染【答案】B。【解析】A．铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来，故正确；B．生铁是由铁和碳等元素组成的，在物质分类中属于混合物，故错误；C．铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀，故正确；D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染，故正确。【例题4】关于工业炼铁的说法正确的是（）A．铁矿石用于炼铁是因为含有大量单质铁 B．焦炭的主要作用是不完全燃烧制取CO C．在高炉中冶炼出来的是生铁，不是纯铁 D．高炉的尾气成分为CO2，可以直接排放【答案】C【解析】A．铁矿石中主要含有铁的氧化物，而不是铁的单质，故错误；B．工业炼铁中利用了焦炭的可燃性，提供热量；又利用其还原性，与二氧化碳反应生成一氧化碳气体，故错误；C．工业炼铁得到的是生铁，含有碳等杂质，不是纯铁，故正确；D．高炉的尾气中含有有毒的一氧化碳，不能直接排放以免造成空气污染，故错误。故选C【例题5】如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，一周后下列推断正确的是（）A．b管中铁钉一样会锈蚀 B．L端液面比R端液面低 C．该实验能说明铁锈蚀与空气、水都有关 D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀【答案】B【解析】a中铁钉与O2、H2O接触，生锈，b中铁钉只与O2接触，不会生锈；铁生锈消耗氧气，使a中气体减少，压强减小，b中压强无明显变化，则L端液面上升，R端液面下降，B错误；铁在食盐水中生锈速率加快，D正确。故选B【例题6】1000t含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁97%的生铁的质量是()A．560tB．571tC．577tD．583t【答案】C【解析】设可炼出含铁97%的生铁的质量为x。Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO21601121000t×80%97%x160∶112＝(1000t×80%)∶(97%x)x≈577t故选C【例题7】下列有关金属资源的利用与防护的解释不合理的是（）A.在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，主要是为了美观B.用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可减缓钢铁的腐蚀C.用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈【答案】A【解析】A.在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，除了美观，更重要的是防止生锈，故A不合理；B.用烤蓝处理，可以隔绝氧气和水，起到防止生锈的目的，故B合理；C.铝合金是铝的合金，质量轻，硬度大，耐腐蚀，故C说法合理；D.铁生锈的条件是铁与氧气与水接触，切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈，故D说法合理。故选A。【例题8】金属铜在自然环境中会生成绿色铜锈[其主要成分为Cu2(OH)2CO3]。下列关于铜锈的说法不正确的是（）A．铜锈由四种元素组成 B．铜锈不是纯净物 C．铜锈生成与O2有关 D．铜锈空气中受热分解将有红色物生成【答案】D。【解析】A、由Cu2(OH)2CO3可知，铜锈由铜、氧、氢、碳四种元素组成，故选项说法正确。B、铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3，含有杂质，属于混合物，故选项说法正确。C、铜锈生成与空气的氧气、水和二氧化碳有关，故选项说法正确。D、铜锈空气中受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，将有黑色物生成，故选项说法错误。故选D【例题9】控制变量法是实验探究的重要方法，如图是两个常见实验，说法不正确的是（）A．甲实验可探究铁生锈与氧气、水有关 B．甲中①②对比，可探究铁生锈是否与植物油有关 C．乙实验可探究物质的燃烧需要接触氧气、温度需要达到物质的着火点 D．乙中红磷不燃烧是因为温度没有达到红磷的着火点【答案】B。【解析】A、第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触；第二支试管中的铁钉只能与水接触；第三支试管的铁钉只能与干燥的空气接触；一段时间后，第一支试管中的铁钉生锈；另外两支试管的铁钉没有生锈；可用于探究铁生锈条件，故选项说法正确。B、甲中①②对比，可探究铁生锈是否与氧气有关，故选项说法错误。C、铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，水中的白磷不能燃烧，薄铜片上的白磷能与氧气接触，温度能达到着火点，水中的白磷不能与氧气接触，红磷温度没有达到着火点；可得出燃烧需要与氧气接触，且温度达到着火点，故选项说法正确。D、乙中红磷不燃烧，是因为温度没有达到红磷的着火点，故选项说法正确。故选B【例题10】回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜，部分实验流程如下：注：灼烧后得到黑色固体和残留物，残留物不溶于水和稀硫酸。下列关于该流程的说法，错误的是（）A．“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuOB．滤液X中的溶质为FeSO4C．“酸溶”和“还原”过程中发生的反应均为置换反应 D．将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，充分反应【答案】C【解析】A、“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO，故选项正确；B、铁和硫酸反应生成FeSO4，滤液X中的溶质为FeSO4，故选项正确；C、“酸溶”是氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，属于复分解反应，“还原”是稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气属于置换反应，故选项错误；D、将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不和稀硫酸反，过滤得Cu，故选项正确。故选：C。【例题11】图中A~G是初中化学常见物质，已知A是气体单质，B是赤铁矿的主要成分，F是常用的溶剂，B、C、D、E是不同类别物质，它们之间存在如图关系（部分反应物、生成物及反应条件已略，“→”表示物质间能转化、“一”表示物质问能反应）。回答下列问题：(1)写出A的一种用途______。(2)物质E的类别是______。(3)写出B→G反应的化学方程式______。(4)描述C一D反应的现象______。【答案】(1)做燃料(2)碱(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(4)铁溶解，溶液中气泡产生，溶液变成浅绿色【解析】B是赤铁矿的主要成分，则B为Fe2O3；F是常用的溶剂，则F为H2O；A为气体单质，且A能与B（Fe2O3）反应，则A为H2；B（Fe2O3）能反应生成G与C，且G能反应生成F（H2O），则G为CO2，C为Fe；D能与C（Fe）反应，D能反应生成G（CO2），则D可以为HCl；E能与D（HCl）反应，E能与G（CO2）反应，且E能与F（H2O）相互转化，则E为Ca（OH）2；综上得出A为H2、B为Fe2O3、C为Fe、D为HCl、E为Ca（OH）2、F为H2O，G为CO2，带入验证均合理。（1）A为氢气，氢气具有可燃性，能作为燃料；（2）E为氢氧化钙，属于碱；（3）B反应生成G，反应为氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁与二氧化碳，化学反应方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（4）C与D反应，反应为铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，氯化亚铁的溶液呈浅绿色，该反应的现象为铁溶解，溶液中有气泡产生，溶液变成浅绿色。【例题12】2022年春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》。(1)《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽，璀璨夺目，与所用矿石颜料有关。说明所用矿石颜料化学性质_____(填“稳定”或“不稳定”)：(2)矿石颜料之一赭石(主要成分为Fe2O3)属赤铁矿，我国早在春秋战国时就开始炼铁。用赤铁矿炼铁的主要反应原理是_____(用化学方程式表示)：(3)实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。反应前大玻璃管中加入铁的氧化物(FexOy)试样的质量为12.6g。加热前，应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是_____。实验结束后，继续通入CO气体，直至大玻璃管冷却。此时NaOH溶液的质量增加了7.7g。推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比为_____(填最简整数比)。【答案】(1)稳定(2)(3)

排净装置内的空气，避免加热混合气体引起爆炸

1：1【解析】(1)《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽，说明矿石颜料在常温下化学性质稳定。(2)赤铁矿炼铁的反应原理是一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为。(3)加热前，应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是排尽装置内空气，防止一氧化碳和空气混合加热发生爆炸；FexOy与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，NaOH溶液吸收二氧化碳，溶液质量增加了7.7g，即为二氧化碳的质量，x=1,y=1故该铁的氧化物的化学式中x、y的比为1:1。【例题13】实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。（一）下图是某课外学习小组设计的气体制备与性质验证的组合实验，请看图回答下列问题：(1)A中发生反应的化学方程式________。(2)装置B的作用是干燥二氧化碳气体，利用了浓硫酸的________。(3)装置D为工业炼铁的反应原理，其化学方程式为_________。(4)该套装置中有一个明显的不足之处，你的改进方法是_________。（二）反应一段时间后，观察到装置D玻璃管内粉末变为变成黑色，生成的黑色固体均能被磁铁吸引。化学兴趣小组对“CO还原Fe2O3粉末”的实验产生的黑色粉末继续进行探究：【查阅资料】铁粉、FeO、Fe3O4均为黑色固体：铁粉、Fe3O4均能被磁铁吸引。【提出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想：猜想Ⅰ：Fe

猜想Ⅱ：Fe3O4

猜想Ⅲ：Fe和Fe3O4【实验验证】(5)取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，观察到红色固体中混有黑色颗粒，说明__________（填“猜想I”、“猜想II”或“猜想Ⅲ”）是正确的。【答案】(1)(2)吸水性(3)(4)在末端加一个燃着的酒精灯(5)猜想Ⅲ【解析】(1)A中发生反应为石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；(2)浓硫酸具有吸水性，且与二氧化碳不反应，故装置B可用于干燥二氧化碳；(3)装置C中二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，故装置D中反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；(4)一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳扩散到空气中，会污染空气，故该装置的的不足之处是缺少尾气处理装置，一氧化碳具有可燃性，故改进方法是：在末端加一个燃着的酒精灯；(5)铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，四氧化三铁和硫酸铜不反应，故加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，观察到红色固体中混有黑色颗粒，说明黑色固体为铁和四氧化三铁的混合物，故猜想Ⅲ正确。【考点训练】1.钢铁生锈会造成安全隐患和经济损失。下列做法不能防止铁生锈的是（）A．喷漆 B．电镀C．置于潮湿环境 D．制成不锈钢【答案】C【详解】A、喷漆能够隔绝铁与空气中的水和氧气的接触，能够防止铁生锈，不符合题意；B、在铁制品表面电镀一层其它金属，能够隔绝铁与空气中的水和氧气的接触，能够防止铁生锈，不符合题意；C、铁制品置于潮湿环境中，铁与空气中的水和氧气接触会继续生锈，符合题意；D、制成不锈钢改变了铁的结构，能够减缓铁生锈，不符合题意。故选C。2.下列关于金属的说法正确的是（）A．武德合金的熔点高，可用于制造保险丝 B．铝制品抗腐蚀能力比铁制品强 C．用FeSO4溶液、Cu和Ag三种物质可以验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱 D．铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质，它的主要成分是Fe3O4【答案】B。【解析】A．武德合金的熔点低，可用于制造保险丝，故错误；B．铝和空气中的氧气反应会生成致密的氧化铝薄膜，所以铝制品抗腐蚀能力比铁制品强，故正确；C．铁比铜活泼，铜比银活泼，把铜和银分别伸入硫酸亚铁溶液中时，都无明显现象，说明铁比铜和银活泼，但是无法确定银和铜的活泼性，故错误；D．铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质，它的主要成分是Fe2O3，故错误；故选B3.用“W”型玻璃管进行微型实验，如图所示。下列说法不正确的是（）A．a处红棕色粉末逐渐变为黑色B．a处的反应为CO+FeO＝Fe+CO2C．实验开始时，应先通CO后加热D．可利用点燃的方法进行尾气处理【答案】B【解析】A、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，a处红棕色粉末变为黑色，故选项说法正确；B、该化学方程式没有注明反应条件，且氧化铁的化学式书写错误，正确的化学方程式为Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2，故选项说法错误；C、一氧化碳具有可燃性，为防止发生爆炸，实验开始时，应先通CO，排尽装置内的空气，后加热，故选项说法正确；D、根据一氧化碳具有可燃性，为防止污染空气，可利用点燃的方法进行尾气处理，故选项说法正确。故选B。4.工业上利用赤铁矿石(主要成分是Fe2O3，还含少量SiO2等杂质)冶炼生铁的过程如图所示,下列说法不正确的是（）A.CaSiO3中硅元素显+4价B.高炉气体中SO2会形成酸雨,不能直接排放到空气中C.原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质COD.高炉炼铁的原理是,该反应属于置换反应【答案】D【解析】A.根据化学式化合价代数和为0，钙显+2价，氧显-2价，综合得到硅显+4价，A选项不合题意；B.二氧化硫会和空气中的氧气和水反应生成硫酸，硫酸形成酸雨，因此二氧化硫不能直接排放，B选项不合题意；C.焦炭可以直接与铁矿石反应，也可跟碳酸钙分解的二氧化碳反应生成一氧化碳，C选项不合题意；D.该反应的两种反应物均为化合物，不符合置换反应的“单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物”的定义，D符合题意；故选D。5.铁制品通常比铝制品更容易锈蚀，下列说法正确的是（）A.铁的金属活动性比铝强B.铝在自然界中以单质形式存在C.锈蚀的铁制品无回收价值D.自行车链条涂油有防锈作用【答案】D【解析】A.根据金属活动性表，铝的活动性强于铁，故A错误；B.自然界中金属除极少数不活泼的金属（金、银）以单质形式存在外，都是化合物的形式存在，故B错误；C.锈蚀的铁制品一样有回收价值，故C错误；D.链条涂油，是隔绝氧气和水防止生锈，故D正确。故选D6.下列与铜的锈蚀无关的物质是（）A.水B.氧气C.氮气D.二氧化碳【答案】C【解析】铜生锈需要水、氧气和二氧化碳，故选C7.如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是A．甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重D．丙中，导管内上升一段水柱【答案】C【解析】A、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧气溶于水，只有植物油上部分锈蚀，而乙中铁钉水上水下都锈蚀，消耗更多的氧气，所以气体含氧气的体积分数不相等，故A说法正确；B、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧气溶于水，铁钉在植物油内的部分因为没有接触到氧气而没有锈蚀，故B说法正确；C、乙中，铁钉锈蚀最严重是水面接触处，因为此处铁钉与氧气和水接触最充分，故C说法错误；D、因为乙中铁钉锈蚀消耗了氧气，使装置内的压强减小，产生了压强差，在大气压的作用下，将丙烧杯中水部分压入导管中，故D说法正确。故选C。8.工业炼铁的部分反应如下所示，则（）A．X可以是木炭B．X与CO都具有氧化性C．③反应后的尾气可直接排放D．Y中铁元素以游离态存在【答案】A【解析】A、碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，木炭的主要成分是碳，可以是木炭，故选项说法正确。B、碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，X是碳，碳与CO都具有还原性，故选项说法错误。C、③是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，反应后的尾气不能直接排放，故选项说法错误。D、Y是氧化铁，铁元素以化合态存在，故选项说法错误。故选：A。9.铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装置进行实验。下列说正确的是（）A．该实验不需要增加尾气处理装置B．该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热C．NaOH溶液可以检验气体产物D．反应结束后，含有未反应的Fe2O3固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁【答案】B【解析】由于一氧化碳有毒，所以应加尾气处理装置，A错误；实验前应先通入一段时间的CO验纯后再加热，防止一氧化碳的混合气体发生爆炸，B正确；因为生成的气体为二氧化碳，应该用澄清石灰水检验气体产物，C错误；因为Fe2O3能与盐酸反应，所以不能用加盐酸的方法提纯，D错误。故选B10.金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。【认识铁的腐蚀】(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是________(填字母序号)。A．未擦干的铁锅B．涂油漆的栏杆C．盛水的不锈钢水杯(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是________。【探究铁的腐蚀】(3)该小组用图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约_____(填“40”或“10”)mL刻度处，原因是____________________________【拓展探究】(4)小强同学进行如下实验：取铁钉，用砂纸打磨，称其质量，按图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表所示。温度/℃10203040506070铁钉质量增加/g0.020.040.080.160.180.180.18小强同学的实验是探究_______对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是_________________________________________________________________________。(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：___________________________________改进实验方案证明你的分析：_____________【答案】（1）A（2）+3（3）40铁生锈消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5【解析】（1)铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。A.未擦干的铁锅，跟潮湿的空气接触容易生锈，故正确；B.涂油漆的栏杆隔绝了铁与氧气和水的接触，不易生锈，故错误；C.盛水的不锈钢水杯，不锈钢是一种铁合金，抗腐蚀能力强，故错误。故填A.(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零，Fe2O3中0元素显－2价，设Fe元素的化合价是x,可得2x+(-2)x3=0,则x=+3价。（3)铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体1/5根据题意知，起始时量筒内水面处于50ml刻度处，即量简内有50mL空气，其中有10ml氧气，铁丝生锈要消耗掉这10ml氧气，在外界大气压强的作用下，水进入量简10ml,几天后水面最终处于约40ml刻度11.燃料的发现和利用提高了人类生活的质量，推动了人类文明的进步。（1）将煤隔绝空气加强热，得到焦炭、煤气等，该过程属于______（填“物理”或“化学”）变化。煤与高温水蒸气反应生成CO和在300℃、1.5MPa、催化剂存在的条件下，CO和可转变为液体燃料甲醇。写出CO与反应生成甲醇的化学方程式：_______。（2）焦炭（主要成分是碳）是高炉炼铁的重要原料。炼铁高炉内发生的主要化学反应如图1所示，其中反应②体现了焦炭的_______性。（3）乙醇可作为酒精灯、酒精喷灯或灯的燃料。某钢质酒精喷灯的结构如图2所示。使用酒精喷灯时，先在预热盘中注入酒精并点然，一段时间后，调节空气调节杆，即可点燃酒精喷灯。结合燃烧的条件回答：点燃预热盘中酒精的目的是_______。（4）氢气的制取和储存越来越受到人们的关注。①最理想的制氢方法：在合适的催化剂作用下，利用太阳光使水分解。该制氢过程______（填“吸收”或“放出”）能量，生成的氢气与氧气在相同条件下的体积之比为______。②我国稀土资源丰富，某种稀土储氢材料（用M表示）的储氢原理可表示为。M的化学式为______。【答案】化学CO+2H2CH3OH还原预热管中的酒精气化吸收2：1LaNi5【解析】（1）将煤隔绝空气加强热，得到了焦炭、煤气等新物质，有新物质生成的变化属于化学变化，故填化学；CO与H2在300℃、1.5MPa、催化剂存在的条件下反应生成甲醇（CH3OH），故反应的化学方程式写为：CO+2H2CH3OH。（2）反应②，焦炭中的碳夺取了二氧化碳中的氧元素，能从其它含氧化合物中夺取氧元素的能力称为还原性，故填还原。（3）点燃预热盘中酒精，酒精燃烧产生的热量能够使预热管中的酒精气化，增大酒精与空气的接触面积，充分燃烧产生高温，故填使预热管中的酒精气化。（4）①该反应中太阳能转化为化学能储存在氢气中，即该反应吸收能量，故填吸收；水分解后生成的氢气与氧气的体积比为2：1，故填2：1。②由化学方程式可知，反应前置出现了6个H原子，反应后出现了1个La原子、5Ni原子和6个H原子，根据质量守恒定律，则Ｍ中含有1个La原子和5个Ni原子，所以Ｍ的化学式为LaN5，故填LaN5。【培优训练】1.下列有关金属材料的说法错误的是（）A.在潮湿的空气中铁易生锈B.金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一C.铝和金都有很好的抗腐蚀性，是因为二者的化学性质都很稳定D.高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来【答案】C【解析】铁在潮湿的空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果，在潮湿的空气中铁易生锈，说法正确。金属的回收利用，能节约金属资源、减污染，是保护金属资源的有效途径之一，说法正确。铝和金都有很好的抗腐蚀性，原因不同，铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，而金与氧气不反应，说法错误。高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，利用了一氧化碳具有还原性，说法正确。故选C.2.有两种铁的氧化物X,Y,质量分别是0.4g与0.435g,在高温的条件下分别用CO还原成铁单质，把各自生成的CO2分别通入足量澄清石灰水中，都得到0.75g沉淀，则X、Y的化学式为（）A.FeO、Fe2O3B.Fe2O3、Fe3O4C.FeO、Fe3O4D.Fe3O4、Fe2O3【答案】B【解析】CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓十H2O，根据碳酸钙的质量为0.75g可以算出二氧化碳的质量为0.33g.设铁的氧化物的化学式为FexOy，则：FexOy+yCO高温==yCO256x+16y44y0.4g0.33g56x+16y0.4g=44y0.33g，得出x:y=2:3,所以X的化学式为Fe2O3.同理，当Y的质量为0.435g时，得出x:y=3:4,所以Y的化学式为Fe3O43.《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。有关说法正确的是（）A.B.C.D.A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素B．“淘洗铁砂”：铁矿石（主要成分为Fe2O3）能溶于水C．“生熟炼铁”：冶炼铁过程中发生了化学变化D．“锤锻成钢”：生铁高温锻打成钢，碳元素含量升高【答案】C【解析】A、铝元素是地壳中含量最高的金属元素，铁元素不是地壳中含量最高的金属元素，故A错误；B、铁矿石（主要成分为Fe2O3）难溶于水，故B错误；C、冶炼铁的过程中有新物质铁生成，发生了化学变化，故C正确；D、生铁高温锻打成钢，碳与空气中的氧气反应生成二氧化碳，碳元素含量降低，故D错误。故选C。4.某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图（图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略去），下列说法正确的是（）A．铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化①B．转化②可通过Fe3O4与CO发生置换反应实现C．氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件D．通过Fe与ZnSO4溶液反应可实现转化④【答案】C【详解】A、铁丝在氧气中能剧烈燃烧生成四氧化三铁，铁丝在空气中不能燃烧，此选项错误；B、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，Fe3O4与CO反应生成铁和二氧化碳，该反应的反应物中没有单质，不是置换反应，此选项错误；C、铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触才能生锈，此选项正确；D、Fe比Zn的活动性弱，故Fe与ZnSO4溶液不能反应，此选项错误。故选C。5.小宁将足量的铁粉与适量的氧化铁混合，装入玻璃管。向玻璃管中通入一氧化碳气体，排尽装置内空气。然后加热一段时间，得到黑色粉末，黑色粉末是（）A．黑色粉末只有铁 B．黑色粉末只有铁和氧化亚铁C．黑色粉末只有四氧化三铁 D．黑色粉末只有铁和四氧化三铁【答案】D【解析】加热一段时间，铁和氧化铁反应生成四氧化三铁，因为CO具有还原性，会和氧化铁反应生成四氧化三铁或氧化亚铁，氧化亚铁不稳定，加热会转化成四氧化三铁，故氧化亚铁不存在，而铁不与CO反应，氧化铁为红棕色，故选D6.走近千年文物，人们发现青铜器在含有Cl－的环境中易生成CuCl，随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述错误的是（）A．铜绿中含有Cu、H、O、C四种元素B．CuCl与O2、H2O发生化合反应生成Cu2(OH)3ClC．青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价升高D．在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护【答案】B【解析】A、由铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3可知，铜绿中含有Cu、H、O、C四种元素，正确；B、生成物为Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl两种，不符合“多变一”特征，不是化合反应，错误；C、青铜器在锈蚀的过程中，由CuCl中的+1价变为Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl中的+2价，铜元素的化合价升高，正确；D、在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护，正确。故选B。7.如图实验，放置1～2周时间后，装置中能出现的现象是（）铁丝不变化 B．铁丝逐渐消失C．试管中的液面上升 D．试管中的液面不变化【答案】C【解析】A.银白色铁丝与试管中氧气、水发生反应生成红色铁锈，放置1～2周时间后，铁丝表面发产生银白色会逐渐变为红色现象，故A错误；B.随着时间的延长，铁丝表面会逐渐变为铁锈，二者均为固体，不会消失，故B错误；C.铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，铁生锈消耗了氧气，使密闭试管内气体体积减小，压强减小，在外界大气压作用下，把烧杯内水压入试管，所以可观察到试管中的液面上升，故C正确；D.根据C分析，试管内液面会上升，故D错误。故选：C。8.为防止铁制品生锈，在铁制品表面电镀一层铜可起防锈作用。下列关于镀铜铁制品的说法不正确的是A．是一种合金B．不可盛硝酸银溶液C．防锈原因之一是铁隔绝了空气D．可以盛放稀盐酸【答案】A【解析】A、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，镀铜铁制品是在铁制品表面电镀一层铜，不是合金，故选项说法错误。B、铜的金属活动性比银强，能与硝酸银溶液发生置换反应，则镀铜铁制品不可盛硝酸银溶液，故选项说法正确。C、在铁制品表面电镀一层铜，使铁隔绝了空气，可起防锈作用，故选项说法正确。D、铜的金属活动性比氢弱，不能与稀盐酸反应，镀铜铁制品可以盛放稀盐酸，故选项说法正确。故选A。9.如图是对CO还原氧化铁的实验装置进行的改进。，下列说法错误的是（）A．实验过程中一氧化碳可以现制现用B．实验开始前应先点燃酒精灯，过一段时间后再点燃酒精喷灯C．实验过程中可以看到玻璃管内红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊D．甲酸发生的反应属于分解反应，氧化铁和一氧化碳发生的是置换反应【答案】D【解析】A、由于甲酸在分液漏斗中，可控制甲酸的加入量，所以实验过程中一氧化碳可以现制现用。A正确。B、实验开始前应先点燃酒精灯，产生的一氧化碳通入玻璃管，排尽玻璃管内空气，过一段时间后再点燃酒精喷灯，避免玻璃管内发生爆炸。B正确。C、一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，生成的铁是黑色的，所以实验过程中可以看到玻璃管内红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊。C正确。D、甲酸发生的反应属于分解反应，氧化铁和一氧化碳发生的反应由于反应物中没有单质，不是置换反应，所以为非基本反应类型。D错误。故选D。10.工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁反应。某化学兴趣小组利用如图微型装置进行一氧化碳和氧化铁反应的实验。下列说法错误的是（）A．实验时应先点燃酒精喷灯，后将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中B．实验过程中观察到红棕色固体逐渐变黑C．实验中观察到滤纸条变红，说明有二氧化碳生成D．气球的主要作用是防止尾气逸出而污染空气【答案】A【解析】A、实验时应先将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中，排尽装置内空气，后点燃酒精喷灯，否则有爆炸可能，A说法错误，符合题意；B、氧化铁是红棕色固体，生成铁粉是黑色的，实验过程中能观察到红棕色固体变成黑色，B说法正确，不符合题意；C、CO不能使紫色石蕊溶液变红，CO2可以，看到滤纸条变红能说明生成了CO2，C说法正确，不符合题意；D、一氧化碳有毒，气球可以防止一氧化碳逸散到空气中污染环境，D说法正确，不符合题意。故选：A。11.以黄铁矿（主要成分是FeS2)为原料，生产硫酸的简要流程图如图：（1)将黄铁矿粉碎，目的是（2)沸腾炉中发生反应的化学方程式是（3)若硫酸厂产生的废气未经处理就排放到空气中，可能形成（4)炉渣Fe2O3可回收冶炼成铁，其原理是（用文字描述）。【答案】（1）增大反应物的面积，加快反应速率。（2）4FeS2+11O2高温==2Fe2O3+8SO2(3)酸雨（4【解析】（1）反应物接触面积越大，反应越剧烈，黄铁矿粉碎会增大反应物的接触面积，加快反应速度，所以将黄铁矿粉碎，目的是：增大反应物的接触面积；其余略12.某种铁的冶炼流程如下图所示。(1)“燃烧室”中CH4燃烧的作用是________。(2)下图是“催化反应室”中某个反应的微观示意图。请写出该反应的化学方程式________。(3)合成气在冶炼铁的生产过程中所起的作用是________。写出有关反应的化学方程式________（任写1个）。(4)整个流程中，化合价发生改变的元素有_________种。【答案】(1)提供热量，产生高温(2)2CH4＋CO2+H2O3CO＋5H2(3)

用作还原剂##在反应夺取氧化铁中氧元素

或(4)四【解析】(1)根据流程可知，赤铁矿（Fe2O3）与合成气（CO和H2）在高温条件下反应，甲烷燃烧放出大量的热。“燃烧室”中CH4燃烧的作用是提供热量，产生高温；(2)根据流程图并结合反应的微观示意图，该反应的反应物是甲烷、二氧化碳和水在高温、催化剂作用下生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为：2CH4＋CO2+H2O3CO＋5H2；(3)氧化铁与一氧化碳在高温条件反应生成铁和二氧化碳，与氢气在高温条件下生成铁和水，合成气在冶炼铁的生产过程中所起的作用是用作还原剂（或在反应夺取氧化铁中氧元素），化学方程式分别为：、；(4)在燃烧室内，甲烷与氧气燃烧生成水和二氧化碳，碳元素与氧元素的化合价发生了改变；在催化反应室内甲烷与二氧化碳、水反应生成一氧化碳和氢气，碳元素与氢元素的化合价发生了改变；在还原反应室内，一氧化碳、氢气与氧化铁反应生成铁、二氧化碳和水，铁元素、氢元素、碳元素发生了改变。总之，整个流程中，化合价发生改变的元素有碳、氢、氧、铁四种。13.Fe2O3在一定条件下可转化为FeO:Fe2O3+CO高温===FeO+CO2，反应前Fe2O3的质量为160g,反应过程中，Fe2O3的转化率（参加反应的Fe2O3与反应前的Fe2O3的质量比）用α表示，固体中铁元素与氧元素的质量比用mFe（1)填写下表中的空格：mFe7147固体成分Fe2O3Fe2O3、FeOα0100%（2)如果Fe2O3转化为FeO的反应分两步进行：3Fe2O3+CO高温===2Fe3O4+CO2Fe3O4+3CO高温===反应后的固体中mFemO=218时固体的成分可能有三种情况：①Fe3O4；②（填化学式，下同）【答案】（1）FeO50%（2）Fe2O3和FeOFe3O4、Fe2O3和FeO【解析】（1)当Fe2O3的转化率为100%时，说明Fe2O3+CO高温===2FeO+CO2反应完全，所以固体成分是氧化亚铁。反应前Fe2O3的质量为160g,其中铁元素的质量为160gx70%=112g,氧元素的质量为48g.当固体中mFemO=145时，氧元素的质量＝112gx5/14=40g,说明转化中固体减少了8g的氧元素，根据化学方程式可知每160份质量的氧化铁完全反应生成144份质量的氧化亚铁，固体减少16份质量，实验中固体减少了8g,所以有80g的氧化铁参加反应。因此当mFemO=145，固体成分是Fe2O3、FeO时，转化率（a)=80g÷160gx100%=50%.(2)在氧化铁中mFemO=37=219，在氧化亚铁中216，在四氧化三铁中mFemO=72=21所以当反应后的固体中体的成分可能有三种情况：①Fe3O4;②Fe2O3和FeO;③Fe3O4、Fe2O3和FeO7.金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。【认识铁的腐蚀】（1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是（填字母）。A.未擦干的铁锅B.涂油漆的栏杆C.盛水的不锈钢水杯（2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是【探究铁的腐蚀】（3)该小组用右图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约（填“40”或“10”）mL刻度处，原因是【答案】（1）A（2）+3（3）40铁生锈消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5【解析】（1)铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。A.未擦干的铁锅，跟潮湿的空气接触容易生锈，故正确；B.涂油漆的栏杆隔绝了铁与氧气和水的接触，不易生锈，故错误；C.盛水的不锈钢水杯，不锈钢是一种铁合金，抗腐蚀能力强，故错误。故填A.(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零，Fe2O3中0元素显－2价，设Fe元素的化合价是x,可得2x+(-2)x3=0,则x=+3价。（3)铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体1/5根据题意知，起始时量筒内水面处于50ml刻度处，即量简内有50mL空气，其中有10ml氧气，铁丝生锈要消耗掉这10ml氧气，在外界大气压强的作用下，水进入量简10ml,几天后水面最终处于约40ml刻度【拔尖训练】1.用如图所示装置完成一氧化碳还原氧化铁的实验中，下列说法不正确的（）A．装置中漏斗上端点燃可防止一氧化碳污染空气B．实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑C．反应后玻璃管中固体物质的质量比反应前减少D．该实验所有的反应里，氧元素的化合价均未发生改变【答案】D【解析】A、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，为了防止污染空气，该实验将其点燃而燃烧产生二氧化碳；正确。B、一氧化碳具有还原性，高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，所以玻璃管中出现的现象是红棕色粉末（氧化铁）逐渐变黑（铁粉）；正确。C、一氧化碳在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应后玻璃管中固体物质是铁粉，反应前是氧化铁，则反应后的质量较反应前减少；正确。D、该实验的反应有：一氧化碳在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，该反应中氧元素的化合价没有变化；二氧化碳和氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀和水，该反应中氧元素的化合价没有变化；酒精和氧气反应产生二氧化碳和水，单质氧气中氧元素的化合价是0价，生成物二氧化碳、水中氧元素的化合价是-2价；CO和氧气反应产生二氧化碳，单质氧气中氧元素的化合价是0价，生成物二氧化碳中氧元素的化合价是-2价；错误。故选D。2.某同学按如图装置探究食盐对铁生锈的影响时，发现导管中的液柱上升缓慢，为更快更清晰观察到导管内水柱上升现象，对装置进行改进。下列改进措施不可行的是（）A．用纯氧代替试管内空气 B．用酒精灯加热左边试管，提高温度C．将铁钉换成铁粉 D．换成更细的导管，水中滴加红墨水【答案】B【解析】A、用纯氧气代替试管内空气，氧气的浓度增大，反应速率加快，正确；B、用酒精灯加热试管提高温度，试管内气体受热压强增大，不能更快更清晰地观察到液柱上升，错误；C、将铁钉换成铁粉末，增大反应物的接触面积，反应速率加快，正确；D、换成更细的导管，水中滴加红墨水，毛细尖嘴管上升的高度大于玻璃导管，且红墨水现象更明显，正确；故选B。3.“暖宝宝贴”（主要成分为铁粉、活性炭粉、氯化钠等）的热是来源于铁粉的锈蚀反应。用“暖宝宝贴”测定空气中氧气的含量，实验开始前装置如图所示，实验后从量筒中进入集气瓶（容积为250mL）中水的体积为45mL（铁粉锈蚀消耗的水忽略不计）。下列叙述正确的是（）A．根据以上实验现象能推断出铁的锈蚀需要水的参与B．本次实验测得空气中氧气的体积分数为18%C．若测得空气中氧气含量偏低，可能是弹簧夹未夹紧D．实验中铁的锈蚀速率较快，可能是氯化钠加快了锈蚀【答案】D【解析】A.该实验的现象为铁丝生锈，但并不能知道是否需要水的参与，该选项叙述不正确；B.由于倒吸入水的体积即为氧气的体积，则本次实验测得空气中氧气的体积分数为，该选项叙述不正确；C.弹簧夹未夹紧，铁丝生锈过程中放热，装置中的空气会逸出，使实验结果偏大，而不是偏小，该选项叙述不正确；D.实验中铁的锈蚀速率较快，可能是其中的氯化钠加快了锈蚀，该选项叙述正确，故选D。4.兴趣小组同学设计图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。资料：HCOOHCO↑+H2O。下列说法不正确的是（）A．在制一氧化碳的过程中浓硫酸作为催化剂，浓度和质量保持不变B．用磁铁来拉动黑色固体进入a装置，可以证明铁的存在C．d装置的作用较多，起到安全、环保及初步判断反应的发生与结束D．实验前，在a装置的左端添加注射器向装置中推入空气，通过d装置中是否有气泡，判断气密性【答案】A【解析】A、浓硫酸作为催化剂，化学反应前后质量不变，但是由于生成水，因此浓度降低，故选项说法错误；B、铁能被磁铁吸引，用磁铁来拉动黑色固体进入a装置，可以证明铁的存在，故选项说法正确；C、d装置的作用较多，可以检验二氧化碳，收集未反应的一氧化碳，可以判断反应是否结束，最初可以检验是否排尽装置内的空气，防止加热时气体不纯爆炸，起安全作用，故选项说法正确；D、实验前，在a装置的左端添加注射器向装置中推入空气，如果d装置中有气泡产生，则证明装置气密性良好，故选项说法正确。故选：A。5.用某同学改进的如图装置，测得甲中硬质玻璃管（含药品）在反应前和完全反应后的质量分别为M1和M2。下列有关分析正确的是（）A．装置甲中玻璃管内发生的是置换反应B．装置乙只能起到验证二氧化碳的作用C．停止加热需继续通CO直至冷却D．制得铁的质量为（M1-M2）【答案】C【解析】A：置换反应是一种单质与一种化合物起反应，生成另一单质和另一化合物的反应。而装置甲中玻璃管内发生的是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳的反应。不符合置换反应的定义，A错。B：装置乙既能起到验证二氧化碳的作用也能起到收集适量尾气一氧化碳的作用。B错。C：由于一氧化碳与氧化铁反应生成热的铁容易被氧化，因此停止加热需继续通CO直至冷却。C正确。D：硬质玻璃管中反应前是氧化铁，反应后是铁，因此（M1-M2）是氧化铁中氧元素的质量。D错。故选C。6.已知铁有三种氧化物，如FeO、Fe2O3、Fe3O4，在一定条件下，均能失去其中的氧，被还原为铁。现有仅含Fe、O两种元素的固体12.8g，为了探究其成分进行如图所示的实验，充分反应后，称得装置B在反应前后质量增加了4.4g。下列说法正确的个数有几个（）（通入A装置中的CO气体混有CO2和H2O，碱石灰能完全吸收CO2和H2O，NaOH溶液能完全吸收CO2）①12.8g固体可能是FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物②若无装置C，使测定的原固体中铁元的质量分数将偏大③根据实验数据进行计算，可确定原固体中铁和氧元素的质量比为7：2④为防止空气污染，实验开始前应首先点燃D处酒精灯，关闭K1打开K2然后通入一氧化碳⑤实验结束时应先熄灭酒精喷灯，待玻璃管冷却后，再停止通入一氧化碳，最后熄灭D处酒精灯A．1 B．2 C．3 D．4【答案】A【解析】设质量分别为12.8g的FeO、Fe2O3、Fe3O4与一氧化碳反应，生成二氧化碳的质量分别为x、y、z

x=7.8g＞4.4g

y=12.6g＞4.4g

z=9.7g＞4.4g则固体的组成可能情况：铁和氧化亚铁；铁和氧化铁；铁和四氧化三铁；铁、氧化亚铁、氧化铁；铁、氧化亚铁、四氧化三铁；铁、氧化铁、四氧化三铁；铁、氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁等；不可能为是FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物；故①错误；②依据装置特点，C装置的作用是防止空气中水和二氧化碳进入B装置，若无装置C，导致B装置增大的质量偏大，从而导致固体中氧元素质量偏大，测定的原固体中铁元素质量分数将偏小，故②错误；③由可知，反应生成二氧化碳中的氧元素一半来自于铁的氧化物，原固体中氧元素质量，铁元素质量12.8g-1.6g=11.2g，原固体中铁和氧元素的质量比为11.2g：1.6g=7：1，故③错误；④实验开始前应首先点燃D处酒精灯，关闭K2打开K1，然后通入一氧化碳，待气球鼓起后，再关闭K1打开K2，为是了防止加热一氧化碳和空气的混合气体爆炸，故④错误；⑤实验结束时应先熄灭酒精喷灯，待玻璃管冷却后，再停止通入一氧化碳，最后熄灭D处酒精灯，防止A中固体被氧化，故⑤正确。则说法中正确的只有1个，选项A正确。故选：A。7.控制变量是常用的探究方法，某同学设计了影响铁生锈因素的实验，下列说法不正确的是（）A．三只试管中铁锈最少的应该是①B．①②实验可验证酸溶液对铁生锈的影响C．①③实验可验证硫酸铜溶液对铁生锈的影响D．若考虑铁与盐酸反应②应比③中液面上升更快【答案】D【解析】A、铁生锈是铁与水和氧气共同接触反应导致的，溶液中的酸或盐等电解质，会加剧铁锈蚀的程度，A说法正确；B、①②不同的条件是①中是水，②中是稀盐酸，对比可得出酸溶液对铁生锈的影响，B说法正确；C、①③不同的条件是①中是水，③中是硫酸铜溶液，对比可得出硫酸铜溶液对铁生锈的影响，C说法正确；D、铁与盐酸反应后产生氢气，试管内压强增大，液面上升较③慢，D说法错误；故选D。8.用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe2O3转化为铁的具体过程是：，已知铁的氧化物除Fe3O4外，其余均为黑色。下列说法正确的是（）A．装置中漏斗的作用只是防止倒吸B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁C．该实验中所有的化学反应里，铁元素的化合价均未改变D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是Fe3O4和FeO【答案】D【解析】A、一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是点燃过量的一氧化碳，防止污染空气，错误；B、随着反应的进行现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色，通过实验现象不可以判断氧化铁是否完全转化为铁，因为铁和四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体，错误；C、化合物中正负化合价代数和为零，在铁的氧化物中氧元素化合价为-2，则铁元素化合价在不同化合物中化合价不同，最终生成铁单质，化合价为0价，故化合价发生变化，错误；D、Fe2O3、Fe3O4和FeO中铁元素的质量分数依次为、、。随着反应的进行，可知氧化铁反应生成四氧化三铁，铁的质量分数变高，当全部是四氧化三铁时变为72.4%，当四氧化三铁反应生成氧化亚铁时，铁的质量分数变高，当全部是氧化亚铁时变为77.8%。当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，可知处在72.4%和77.8%之间，所以此时固体成分是Fe3O4和FeO，正确。故选D。9.金属和金属材料与生产生活和社会发展的关系非常密切。（1）生活中常用铁锅炒菜主要利用了铁的___________性；厨房中的铁锅容易生锈，其原因是铁与空气中的___________和水等发生了化学反应。（2）经检测，世界上最大的青铜器“司母戊鼎”中含有铜、锡等金属，某同学为探究铜、锡与铁的金属活动性顺序，设计了如表所示实验（金属片均已打磨，且形状大小相同，试管中所用5%的稀盐酸体积相同）。（实验记录与分析）实验一实验二实验三实验操作实验现象立即产生气泡，速率较快无明显现象立即产生气泡，速率较慢实验结论铁、铜、锡的金属活动顺序由强到弱为___________（查阅资料）锡元素（Sn）的常见化合价是+2价。根据实验现象推测实验三的试管中锡与盐酸发生反应的化学方程式__________________。（3）向m克AgNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）2的混合溶液中加入Zn粉，充分反应后，过滤所得溶液的质量仍为m克。则下列说法错误的是_________（多选）。A滤渣中一定有Ag、Cu、FeB滤液中一定没有AgNO3C滤液中一定含有Zn（NO3）2、Fe（NO3）2D该过程至少发生了三个化学反应【答案】导热氧气铁、锡、铜ACD【解析】（1）生活中常用铁锅炒菜主要利用了铁的导热性；厨房中的铁锅容易生锈，其原因是铁与空气中的氧气和水等发生了化学反应，故填：导热；氧气。（2）金属与酸反应越剧烈，金属活动性越强，铁片与稀盐酸立即产生气泡，速率较快铜片与稀盐酸无明显现象，锡片与稀盐酸立即产生气泡，速率较慢，故金属活动性，铁大于锡，锡大于铜，故填：铁、锡、铜。（3）锡元素（Sn）的常见化合价是+2价。根据实验现象推测实验三的试管中锡与盐酸发生反应的化学方程式,故填：。（4）向m克AgNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）2的混合溶液中加入Zn粉，因为金属活动性锌大于铁，铁大于铜，铜大于银，故锌会先和硝酸银反应再和硝酸铜反应，最后和硝酸亚铁反应，,340份质量硝酸银生成189份质量硝酸锌，溶质质量减小，188份质量硝酸铜，生成189份质量硝酸锌，溶质质量变大，,180份质量硝酸亚铁，生成189份质量硝酸锌，溶质质量变大，向m克AgNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）2的混合溶液中加入Zn粉，充分反应后，过滤所得溶液的质量仍为m克，说明锌粉先和硝酸银发生反应，再和硝酸铜发生反应，可能与硝酸亚铁发生了反应，此时滤渣一定含有银和铜，可能有铁，A错误，滤液中一定没有硝酸银，B正确，滤液中一定含有Zn（NO3）2可能含有Fe（NO3）2，C错误，滤液质量没变至少发生两个反应，铁和硝酸银反应，以及铁和硝酸铜的反应，D错误，故选：ACD。10.钢铁工业是国家工业的基础。

（1）如图1是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图，根据图示回答下列问题。

若图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁，请写出A区和B区所发生主要反应的化学方程式：A:B:;。（2）某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究。【设计实验】

用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如图2．

【进行实验】

该小组按上述实验设计，在一定温度下进行了实验，测得下列数据：

①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g（玻璃管的质量为60.0g）

②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g（冷却到室温称量）

【分析与讨论】

本实验中，玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料。

【查阅资料】

①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。

②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。

③四氧化三铁、铁粉都能被磁铁吸引，二氧化亚铁、氧化铁均不能被磁铁吸引物质四氧化三铁氧化亚铁氧化铁铁粉颜色黑色黑色红色黑色能否被磁铁吸引能不能不能能【实验与猜想】

①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和______。

②进行猜想：黑色固体粉末可能

a．全部为铁

b．______

c．______

【得出结论】

通过实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为（写名称）______．

【反思与评价】

①一氧化碳还原氧化铁的实验中，若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间．

②实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有______．

A．收集一氧化碳

B．吸收二氧化碳

C．检验二氧化碳．【答案】（1）Fe2O3+3CO高温===2Fe+3CO2C+O2点燃===CO2C+CO2高温===2CO（2）【验与猜想】①氧化亚铁（FeO)②是铁和四氧化三铁【解析】（2)【实验与猜想】根据信息可知氧化亚铁和氧化铁不能被磁铁吸引，铁和四氧化三铁能被磁铁吸引。该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和氧化亚铁。【得出结论】氧化铁的质量是6g,其中铁元素的质量是6gx112160=4.2g；反应前后铁元素的质量不变，因此，剩余固体中仍有4.2g铁元素，则氧元素为1.6g.剩余固体中铁元素和氧元素的质量比4.2g:1.6g=21:8，恰好等于四氧化三铁中铁元素与氧元素的质量比，所以黑色固体是四氧11.草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料，某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法(TG)确定其分解后所得固体产物的组成，探究过程如下：[查阅资料]①草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2

②白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色【实验设计】（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是（2）可选择以下实验装置中的______（选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”。

【问题讨论】

（3）D中浓硫酸的作用是，实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中（填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2。

（4）该兴趣小组进行上