初中化学人教版九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 3 金属资源的利用和保护同步测试题

这是一份初中化学人教版九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 3 金属资源的利用和保护同步测试题，共37页。试卷主要包含了实验装置如图所示，实验步骤是，尾气处理，酒精喷灯的作用是提供高温等内容，欢迎下载使用。


典例分析＋变式训练
考点1 一氧化碳还原氧化铁
一氧化碳还原氧化铁是一个非常重要的典型实验，具体的有关内容如下：
1、化学反应方程式是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。
2、实验装置如图所示：
．
3、实验步骤是：
（1）反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；
（2）反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铁再次被氧化）。
4、实验现象是红棕色的粉末逐渐变为黑色粉末，澄清石灰水逐渐变浑浊（如果点燃尾气，能够燃烧并发出蓝色火焰）．
5、尾气处理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，都需要注意尾气的处理，常用点燃或收集的方法：
①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。
6、酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度）
【典例1-1】实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质．关于该实验，下列说法错误的是（ ）

A．实验时，先加热，再通入一氧化碳
B．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
C．实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷却
D．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
【典例1-2】某同学使用如图所示装置进行一氧化碳与氧化铁反应的实验，请回答有关问题：

（1）网罩的作用是 。
（2）实验前先通入一段时间CO气体的目的是 。
（3）请写出A装置中发生反应的化学方程式： 。
【变式1-1】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）

A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
【变式1-2】如图为CO还原Fe3O4并检验气体产物的微型装置图，已知甲酸（HCOOH）具有挥发性，在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水，则W形管B处发生反应的化学方程式为 ；NaOH固体的作用是 ；处理尾气的一种方法是 （任写一条即可）。
考点2 铁和常见金属的冶炼方法
一、铁的冶炼：
1、常见的矿石：赤铁矿: 主要成分Fe2O3；磁铁矿: 主要成分Fe3O4 ；铝土矿: 主要成分Al2O3；
2、工业上炼铁 设备：高炉
（1）炼铁的原料：铁矿石、 焦炭、石灰石、空气
（2）反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（3）焦炭的作用：
= 1 \* GB3 ①提供热量（ C+O2CO2）； = 2 \* GB3 ②生成CO（C + CO22CO）
（焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分）
（4）石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
（5）生产产物：生铁（具有较多杂质），密度大于炉渣，故出铁口在出渣口下方。
（6）高炉气体的主要成分：N2、CO、CO2等；
处理方法：收集后集中处理，或工业生产中常用于制煤气。
二、常见金属的冶炼方法主要有以下5种：
1、电解法，主要使用于金属活动顺序表中钠至铝之间的金属的冶炼；
例如，钠的冶炼：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；镁的冶炼：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑；铝的冶炼：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑；
2、热还原法，主要使用于金属活动顺序表中锌至铜之间的金属的冶炼；
例如（1）用H2作还原剂（优点：得到的金属较纯，污染小，但价格较贵），如H2+CuOCu+H2O；（2）用C（焦炭、木炭）、CO作还原剂（火法冶金；缺点：易混入杂质，污染空气），如 C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuOCu+CO2，C+ZnOZn+CO↑（我国是世界上冶炼锌最早的国家，明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载），3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑、3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）用Al作还原剂（铝热剂）冶炼难熔的金属，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；
（4）用Na、Mg等活泼金属作还原剂冶炼Ti等现代的有色金属，即4Na+TiCl4（熔融）Ti+4NaCl、2Mg+TiCl4（熔融）Ti+2MgCl2（钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料）；
3、加热法（即用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法），主要使用于Hg、Ag等不活泼金属的冶炼；如：2HgOHg+O2↑、HgS+O2Hg+SO2↑、2Ag2O4Ag+O2↑；
4、置换法（湿法冶金），即根据金属的活动性顺序表的应用，利用排在金属活动性顺序中前面的金属把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来；例如，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；
5、物理提取法，主要使用于提取Pt、Au等极不活泼的金属，由于它们在自然界中以单质形式存在，且密度很大，用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质，便可得到。
【典例2-1】工业用赤铁矿炼铁，相关说法正确的是（ ）
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．高炉中焦炭的作用只是利用其燃烧提供热量
C．产品生铁的含碳量比钢小 D．石灰石主要作用是将矿石中的二氧化硅转变成炉渣
【典例2-2】
（1）请在方框内填入相应物质的化学式。
（2）写出步骤①②③的化学方程式：
① C+O2CO2 ；② CO2+C2CO ；③ 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ；
【变式2-1】下列变化过程不属于金属冶炼的是（ ）
A．电解氧化铝 B．铁在氧气中燃烧
C．金属氧化物与焦炭在高温下反应 D．高温下 CO 还原 CuO
【变式2-2】工业上用闪锌矿（主要成分是ZnS、FeS）冶炼锌，主要流程如图：
焙烧炉中，ZnS转化为ZnO．2ZnS+3O2═2ZnO+2SO2
（1）酸浸渣的主要成分是铁酸锌（ZnFe2O4），其中铁元素的化合价为 ，铁酸的化学式 。
（2）酸浸渣的主要成分是铁酸锌（ZnFe2O4）。底吹炉中，主要发生如下反应：
①3ZnFe2O4+C2Fe3O4+3ZnO+CO↑
②ZnFe2O4+CO2FeO+ZnO+CO2
③在高温条件氧化锌和一氧化碳反应生成锌蒸汽。
反应①～③中，化合价发生改变的元素有 ，写出反应③的化学方程式 。
考点3 金属锈蚀的条件及金属的防护
1、金属锈蚀的条件是金属要与水、空气中氧气或二氧化碳等接触；初中阶段主要是指金属铁的锈蚀条件，即铁与氧气、水同时接触就会生锈；
2、防止铁制品生锈（即铁锈蚀的防护）的常用措施主要有如下：
（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥；
（2）在铁制品表面涂上一层保护膜；例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等；
（3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）；例如，锯条、链条等；
（4）在铁制品表面镀上一层其他金属；例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等；
（5）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。
【典例3-1】如图，通过实验探究铁钉锈蚀的条件。下列说法不正确的是（ ）
A．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是丙
B．②中使用煮沸的蒸馏水，目的是除去水中的氧气
C．②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂
D．①②③对比实验，得出结论：铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触
【典例3-2】金属材料在生产、生活中应用广泛。
（1）生铁和钢都是铁的合金，其性能不同的原因是 。
（2）钢铁器件喷上油漆，目的是为了防止铁与 和 发生反应而生锈。
（3）老师带领同学们利用数字化手持技术探究久置空气中的金属铝和稀盐酸反应时密闭容器内压强和温度随时间变化的关系（如图）。
①由图可知时间为 s点时铝和稀盐酸反应完全。
②在0～50s时容器内压强没有明显变化的原因是 （用化学方程式表示）。
③CD段压强下降的原因是 。
【变式3-1】证据推理是化学学科核心素养的重要内容，下列推理正确的是（ ）
A．铁生锈需要氧气，所以金属的生锈都需要氧气
B．金刚石和石墨都是由碳元素组成的，所以金刚石和石墨性质都相同
C．化学变化一定伴随着能量的改变，所以有能量改变的变化一定是化学变化
D．面粉和蔗糖灼烧后都得到黑色物质，因此它们是同种物质
【变式3-2】如图是一种太阳能电池板示意图，回答下列问题：

（1）图中有标号的材料中，属于金属材料的是 （填标号，下同），含有非金属单质的是 。
（2）图中使用了两种合金。合金与纯金属相比，有许多优良性能，如： （写出1点即可）。
（3）“铜丝导线”若长时间裸露在空气中，则表面会出现一层铜绿（化学式为[Cu2（OH）2CO3]），它是铜与空气中的O2、H2O、 （填化学式）共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物，请写出铜绿分解的化学反应方程式： 。
（4）推广使用太阳能电池的意义是： （写出1点即可）。
考点4 金属的回收利用和金属资源的保护
一、金属的回收利用及其重要性
金属的回收利用是指将一些废弃的金属材料通过不同的渠道汇集起来，再加工再利用，如图所示：
2、金属的回收利用的重要性表现在以下两个方面：
（1）节约能源：回收利用废旧金属，不仅可以节约金属资源；而且还可以节约冶炼金属时所用到的大量的煤等化石燃料和铁矿石等矿石资源；
（2）减少污染：回收利用废旧金属，不仅可以减少金属废弃后形成的镉、汞等引起的水和土壤污染，以及人和动植物的危害；而且还可以减少重新冶炼这些金属时燃烧燃料和生产过程形成的空气污染等）。
二、金属资源的保护
金属资源的保护主要有以下四种措施：
1、减缓或防止金属的腐蚀，常用的方法有：
（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥；
（2）在铁制品表面涂上一层保护膜．例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等；
（3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）．例如，锯条、链条等；
（4）在铁制品表面镀上一层其它金属．例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等；
（5）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。
2、回收利用废旧金属，这样不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染；
3、有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿；
4、寻找金属的代用品，例如，现在经常用塑料来代替钢和其它合金制造管道、齿轮和汽车外壳等。
【典例4-1】下列有关资源和能源的叙述中正确的是（ ）
A．石油炼制时，将石油分解可得到不同的产品，使石油得到综合利用
B．金属的回收利用是保护金属资源的一项措施，世界上已有90%以上的铁得到回收利用
C．我国金属资源种类比较齐全，矿物储量也很丰富，可以随便开采
D．使用最多的金属材料是钢铁
【典例4-2】三星堆遗址青铜面具亮相2022年央视春晚。
（1）与纯铜相比，青铜（铜锡合金）的优良性能有 （写一种即可）。
（2）我国的青铜文化历史悠久。在汉代许多著作里有记载“石胆（主要成分为硫酸铜）能化铁为铜”，有关反应的化学方程式为 。
（3）铜制品长期暴露在空气中能与空气中的O2、H2O及 反应生成铜锈【主要成分是Cu2（OH）2CO3】。
【变式4-1】下列关于资源、能源的叙述正确的是（ ）
A．地球上的总水储量很大，淡水储藏量也很大
B．防止金属锈蚀，是保护金属资源的途径之一
C．空气是一种宝贵的资源，其中氧气含量最多
D．可燃冰是纯净物，可以直接大量开采
【变式4-2】大连湾海底隧道的建设需大量钢材。
（1）自然界中的铁元素主要以 （“单质”或“化合物”） 的形式存在。
（2）生铁和钢是两种铁合金，从组成上看，二者的 不同。用一氧化碳和赤铁矿炼铁的化学方程式为 。
（3）铁制品涂油能防锈的原理是 。回收利用废旧金属的目的之一是 。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2023•湘潭）下列实验现象的描述，正确的是（ ）
A．红磷在氧气中燃烧产生大量白雾
B．硫在氧气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰
C．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
D．一氧化碳高温还原氧化铁，红棕色粉末逐渐变为黑色
2．（2023秋•沈河区期末）如图进行一氧化碳还原氧化铁的实验，以下分析错误的是（ ）
（已知：①铁粉、四氧化三铁、氧化亚铁均为黑色，且四氧化三铁具有磁性；②氧化铁反应过程受温度影响是逐步进行的Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe）

A．实验时需要先通入一氧化碳一段时间，才能点燃酒精喷灯
B．B处石灰水用来检验并吸收二氧化碳
C．C处点燃酒精灯的作用是处理尾气防止空气污染
D．当A处固体变黑且被磁铁吸引，说明发生了Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的反应
3．（2023秋•虎林市期末）炼铁的主要原料是（ ）
A．石灰石、焦炭、生铁B．焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C．石灰石、焦炭、铁矿石D．铁矿石、氧气、二氧化锰
4．（2023•岳阳模拟）西汉时期已经发现湿法冶铜的方法是（ ）
A．氢气还原氧化铜 B．木炭还原氧化铜
C．一氧化碳还原铜 D．铁从铜盐溶液中置换出铜
5．（2023•邵阳模拟）下列金属制品最易锈蚀的是（ ）
A．铁制农具擦洗干净后长期存放在室外B．长期放置后表面变暗的铝制品
C．经常在表面涂油的大型钢制机械 D．涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳
6．（2023•秀英区校级一模）如图实验，放置1﹣2周时间后，装置中能出现的现象是（ ）

A．铁丝不变化 B．试管中的液面不变化 C．铁丝逐渐消失 D．试管中的液面上升
7．（2023•邵阳）2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是（ ）
A．黄铜的硬度比纯铜的大
B．生铁的含碳量比钢的高
C．生锈的铁制品没有回收价值
D．铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
8．（2022•荆门模拟）关于金属的说法中。错误的是（ ）
A．大多数合金的抗腐蚀性能，比组成它们的纯金属要好
B．铁制品比铝制品更容易锈蚀，是因为铁的金属活动性比铝强
C．铜的化学性质不活泼，但铜放置在潮湿的空气中也会被腐蚀
D．锡制成锡箔是利用了锡具有的良好的延展性
二、填空题。
9．（2022•洛阳二模）如图是某兴趣小组设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
（1）在B装置的液面下降到安全线之前不能加热氧化铁，是因为 。
（2）反应过程中长直玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
（3）实验中B装置的作用是 。
10．（2022春•萧县月考）已知某金属X有下列相关信息：①它的主要矿物的化学成分是X2O3；②它主要通过热还原法冶炼而成；③它的年产量居于金属之首。
（1）据此推断X是： 。
（2）冶炼时需要加入焦炭，焦炭所起的作用是： 、 。
（3）工业炼铁炼出的产品是 （填“纯铁”、“生铁”或“钢”），检验产物中有铁的方法是
。
11．（2022•宜昌模拟）钛（Ti）是航空、军工、电力等领域的重要原材料。地壳中的含钛矿石之一是金红石（主要成分是TiO2），是冶炼钛的重要原料。目前大规模生产钛的方法是（流程如图所示）：
（1）第一步：使TiO2与C混合，再通入Cl2，在高温条件下反应，制得TiCl4和CO。请写出该步反应的化学方程式 ；
（2）第二步：在氩气的气流中，高温下用过量的Mg和TiCl4发生置换反应制得钛。写出该步反应的化学方程式： 。
12．（2023秋•新抚区期末）化学为5G助力。
（1）芯片是5G时代的关键元器件。制造芯片的单晶硅的结构类似于金刚石，则构成单晶硅的粒子是 （填“分子”“原子”或“离子”）。
（2）基站供电系统的导线多为铜线，使用铜是因为它具有 和导电性。
（3）承载基站的铁塔表面涂漆，是为了隔绝 和水，从而防止锈蚀。
（4）使用人造金刚石薄膜做基体材料，是未来芯片研究的发展方向，金刚石与石墨物理性质有明显差异的原因是 。
13．（2023•新宁县模拟）为充分利用资源，全国各地都在试行垃圾分类回收，有以下生活垃圾：
①纸盒；②铝质易拉罐；③雪碧塑料饮料瓶；④铜导线；⑤镀锌自来水管
可以作为同一类回收的是 （填编号），它们属于 （填“金属”、“非金属”）
12．（2023秋•广饶县校级月考）金属材料在生产、生活中有着广泛的应用．
（1）目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是 ．
A．节约金属资源 B．合理开采矿物 C．防止钢铁生锈
（2）为防止家里用的菜刀生锈，你可以采取的措施是 ．
（3）将洁净的铁钉放入稀盐酸的中，观察到溶液变浅绿色，有无色气泡逸出．写出发生反应的化学方程式 ．
三、计算题。
15．（2023•丹东）工业上用赤铁矿石（主要成分是氧化铁）与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁。现有400t含氧化铁80%的赤铁矿石。
求：（1）该矿石中氧化铁的质量。
（2）该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。（计算结果精确到0.1）
四、推断题。
16．A﹣G是初中化学中常见的物质，其相互反应及转化关系如图所示。部分反应条件省略。已知A是易于人体血红蛋白结合的有毒气体，B是赤铁矿的主要成分，C是相对分子质量最小的氧化物，F是最轻的气体。
（1）G的化学式为 。
（2）反应③的实验现象是 。
（3）写出相应的化学方程式：①
② 。

五、解答题。
17．（2022•沙坪坝区校级模拟）实验是化学的基础。小伟组织学习小组做了如图四个实验。
（1）实验一的目的是 。
（2）实验二中两物质相互刻画， 上更容易留下划痕。
（3）实验三 （填“能”或“不能”）证明二氧化碳与水发生了反应。
（4）实验四中若通入的气体为一氧化碳，则化学方程式为 。
18．（2023秋•九龙坡区校级期末）金属在生产、生活中应用广泛。
（1）2019年12月17日，中国首艘国产航空母舰山东舰交付海军，中国进入“双航母时代”。请回答下列问题。
①钢铁是制造航母的主要材料，钢铁与纯铁相比，其硬度更 （填“大”或“小”）。
②铁是使用最广泛的金属材料，若用磁铁矿和一氧化碳炼铁，发生反应的化学方程式为 。
（2）把锰放入硫酸锌溶液中，能发生如下反应：Mn+ZnSO4═Zn+MnSO4，据此判断下列说法正确的是
（填字母序号）。
A.将锰投入硫酸铜溶液中有红色物质生成
B.仅用硫酸锰溶液、硫酸亚铁溶液和铜可以比较锰和铁的活动性
C.锌、锰、铜的活动顺序为Mn＞Zn＞Cu
（3）向Mg（NO3）2、AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入一定量的Zn和Cu的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法不正确的是 （填序号）。
A.若滤液为无色，则滤渣中一定有Zn、Cu、Ag
B.若滤液为蓝色，则滤液中一定有Ag+、Cu2+
C.取少量滤渣，加入足量的稀盐酸，产生气泡，则滤渣中一定有Zn可能有Mg
D.取少量滤渣，加入足量的稀盐酸；无气泡产生，则滤液中一定有Mg2+、Zn2+，可能有Ag+、Cu2+
（4）将20g金属X和金属Y的混合物放入500g稀硫酸中，恰好完全反应，反应后无固体剩余，反应后所得溶液质量为518g。将反应后所得溶液恒温蒸发溶剂，所得晶体质量（不含结晶水）为 。8.3 金属资源的利用和保护（解析版）
考点直击


典例分析＋变式训练
考点1 一氧化碳还原氧化铁
一氧化碳还原氧化铁是一个非常重要的典型实验，具体的有关内容如下：
1、化学反应方程式是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。
2、实验装置如图所示：
．
3、实验步骤是：
（1）反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；
（2）反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铁再次被氧化）。
4、实验现象是红棕色的粉末逐渐变为黑色粉末，澄清石灰水逐渐变浑浊（如果点燃尾气，能够燃烧并发出蓝色火焰）．
5、尾气处理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，都需要注意尾气的处理，常用点燃或收集的方法：
①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。
6、酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度）
【典例1-1】实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质．关于该实验，下列说法错误的是（ ）

A．实验时，先加热，再通入一氧化碳
B．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
C．实验结束时，应该先熄灭酒精灯，然后一直通一氧化碳，直到玻璃管冷却
D．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
【答案】A。
【解答】解：A．一氧化碳有可燃性，加热或点燃一氧化碳和空气或氧气的混合物可能发生爆炸，故一氧化碳还原氧化铁实验开始要先通入纯净的一氧化碳，排净装置内的空气，然后再点燃酒精灯。故说法错误；B．尾气中可能有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以一定要进行尾气处理。故说法正确；C．若先停止通一氧化碳，再停止加热，会使石灰水倒吸到玻璃管内，使试管炸裂，刚还原出来的铁也会再次被氧化，所以实验结束后要继续通入一氧化碳直到装置冷却，故说法正确；D．试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成。故说法正确。故选：A。
【典例1-2】某同学使用如图所示装置进行一氧化碳与氧化铁反应的实验，请回答有关问题：

（1）网罩的作用是 使火焰集中，提高温度 。
（2）实验前先通入一段时间CO气体的目的是 排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 。
（3）请写出A装置中发生反应的化学方程式： 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
【答案】（1）使火焰集中，提高温度；（2）排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；（3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
【解答】解：（1）网罩的作用是：使火焰集中，提高温度；
（2）实验前先通入一段时间CO气体的目的是：排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；
（3）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
故答案为：（1）使火焰集中，提高温度；（2）排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；（3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
【变式1-1】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（ ）

A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
【答案】C。
【解答】解：A、氧化铁中铁元素化合价是+3，反应后铁中铁元素化合价是0，该选项说法不正确；
B、氧化铁是红棕色固体，铁是黑色固体，充分加热，a处固体由红棕色变黑色，该选项说法不正确；
C、b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2，该选项说法正确；
D、一氧化碳难溶于水，不能用水吸收一氧化碳，该选项说法不正确。
故选：C。
【变式1-2】如图为CO还原Fe3O4并检验气体产物的微型装置图，已知甲酸（HCOOH）具有挥发性，在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水，则W形管B处发生反应的化学方程式为 Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 ；NaOH固体的作用是 吸收挥发出的甲酸气体和水蒸气 ；处理尾气的一种方法是 将尾气点燃（或用气球收集、用排水法收集，其他合理答案亦可） （任写一条即可）。
【答案】Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；吸收挥发出的甲酸气体和水蒸气；将尾气点燃（或用气球收集、用排水法收集，其他合理答案亦可）。
【解答】解：四氧化三铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；甲酸（HCOOH）具有挥发性，氢氧化钠固体具有吸水性，NaOH固体的作用是：吸收挥发出的甲酸气体和水蒸气；处理尾气的一种方法是：将尾气点燃（或用气球收集、用排水法收集，其他合理答案亦可）。
故答案为：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；吸收挥发出的甲酸气体和水蒸气；将尾气点燃（或用气球收集、用排水法收集，其他合理答案亦可）。
考点2 铁和常见金属的冶炼方法
一、铁的冶炼：
1、常见的矿石：赤铁矿: 主要成分Fe2O3；磁铁矿: 主要成分Fe3O4 ；铝土矿: 主要成分Al2O3；
2、工业上炼铁 设备：高炉
（1）炼铁的原料：铁矿石、 焦炭、石灰石、空气
（2）反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（3）焦炭的作用：
= 1 \* GB3 ①提供热量（ C+O2CO2）； = 2 \* GB3 ②生成CO（C + CO22CO）
（焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分）
（4）石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
（5）生产产物：生铁（具有较多杂质），密度大于炉渣，故出铁口在出渣口下方。
（6）高炉气体的主要成分：N2、CO、CO2等；
处理方法：收集后集中处理，或工业生产中常用于制煤气。
二、常见金属的冶炼方法主要有以下5种：
1、电解法，主要使用于金属活动顺序表中钠至铝之间的金属的冶炼；
例如，钠的冶炼：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；镁的冶炼：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑；铝的冶炼：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑；
2、热还原法，主要使用于金属活动顺序表中锌至铜之间的金属的冶炼；
例如（1）用H2作还原剂（优点：得到的金属较纯，污染小，但价格较贵），如H2+CuOCu+H2O；（2）用C（焦炭、木炭）、CO作还原剂（火法冶金；缺点：易混入杂质，污染空气），如 C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuOCu+CO2，C+ZnOZn+CO↑（我国是世界上冶炼锌最早的国家，明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载），3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑、3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）用Al作还原剂（铝热剂）冶炼难熔的金属，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；
（4）用Na、Mg等活泼金属作还原剂冶炼Ti等现代的有色金属，即4Na+TiCl4（熔融）Ti+4NaCl、2Mg+TiCl4（熔融）Ti+2MgCl2（钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料）；
3、加热法（即用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法），主要使用于Hg、Ag等不活泼金属的冶炼；如：2HgOHg+O2↑、HgS+O2Hg+SO2↑、2Ag2O4Ag+O2↑；
4、置换法（湿法冶金），即根据金属的活动性顺序表的应用，利用排在金属活动性顺序中前面的金属把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来；例如，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；
5、物理提取法，主要使用于提取Pt、Au等极不活泼的金属，由于它们在自然界中以单质形式存在，且密度很大，用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质，便可得到。
【典例2-1】工业用赤铁矿炼铁，相关说法正确的是（ ）
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．高炉中焦炭的作用只是利用其燃烧提供热量
C．产品生铁的含碳量比钢小 D．石灰石主要作用是将矿石中的二氧化硅转变成炉渣
【答案】D。
【解答】解：A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故错误；
B．高炉炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和得到还原剂一氧化碳，故错误；
C．生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，故错误；
D．高炉炼铁时，加入石灰石的作用是把矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，故正确。
故选：D。
【典例2-2】
（1）请在方框内填入相应物质的化学式。
（2）写出步骤①②③的化学方程式：
① C+O2CO2 ；② CO2+C2CO ；③ 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ；
【答案】（1）CO2；CO；（2）①C+O2CO2、②CO2+C2CO、③3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
【解答】解：（1）高炉炼铁的流程为：焦炭与过量空气在高温条件下生成二氧化碳，二氧化碳又与焦炭在高温条件下生成一氧化碳，最终一氧化碳把赤铁矿中的铁还原出来．故题意中前两个方框中的化学式依次为：CO2、CO；
（2）焦炭在高温条件下能和氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能和焦炭反应生成一氧化碳；氧化铁在高温条件下能够一氧化碳反应生成铁和二氧化碳。化学方程式分别为：①C+O2CO2、②CO2+C2CO、③3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
故答案为：（1）CO2；CO；（2）①C+O2CO2、②CO2+C2CO、③3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
【变式2-1】下列变化过程不属于金属冶炼的是（ ）
A．电解氧化铝 B．铁在氧气中燃烧
C．金属氧化物与焦炭在高温下反应 D．高温下 CO 还原 CuO
【答案】B。
【解答】解：
A、电解氧化铝：2Al2O34Al+3O2↑
B、铁在氧气中生成四氧化三铁，不符合金属冶炼的原理。
C、焦炭具有还原性，可以在高温条件下，把金属从金属氧化物中还原出来。
D、高温下CO夺走CuO中的O，生成Cu。
故选：B。
【变式2-2】工业上用闪锌矿（主要成分是ZnS、FeS）冶炼锌，主要流程如图：
焙烧炉中，ZnS转化为ZnO．2ZnS+3O2═2ZnO+2SO2
（1）酸浸渣的主要成分是铁酸锌（ZnFe2O4），其中铁元素的化合价为 +3 ，铁酸的化学式 H2Fe2O4 。
（2）酸浸渣的主要成分是铁酸锌（ZnFe2O4）。底吹炉中，主要发生如下反应：
①3ZnFe2O4+C2Fe3O4+3ZnO+CO↑
②ZnFe2O4+CO2FeO+ZnO+CO2
③在高温条件氧化锌和一氧化碳反应生成锌蒸汽。
反应①～③中，化合价发生改变的元素有 Fe、C、Zn ，写出反应③的化学方程式 ZnO+COZn+CO2↑ 。
【答案】（1）+3；H2Fe2O4。（2）Fe、C、Zn；ZnO+COZn+CO2↑。
【解答】解：（1）铁酸锌中锌为+2价，氧为﹣2价，设铁的化合价为x，（（+2）×1）+（x×2）（（﹣2）×4）＝0，x＝+3，铁酸中锌为+2价，可以用氢表示，氢显示为+1价，所以铁酸中含有2个氢原子，化学式为H2Fe2O4；
故答案为：+3；H2Fe2O4。
（2）①中碳由0价变为+2价，铁由+3价变为+价，②中碳由+2价变为+4价，铁由+3价变为+2价，③中锌由+2价变为0价，碳由+2价变为+4价，所以发生化合价变化的为Fe、Zn、C；③中氧化锌和一氧化碳在高温条件下反应生成锌和二氧化碳，书写化学方程式注意配平及反应条件；
故答案为：Fe、C、Zn；ZnO+COZn+CO2↑。
考点3 金属锈蚀的条件及金属的防护
1、金属锈蚀的条件是金属要与水、空气中氧气或二氧化碳等接触；初中阶段主要是指金属铁的锈蚀条件，即铁与氧气、水同时接触就会生锈；
2、防止铁制品生锈（即铁锈蚀的防护）的常用措施主要有如下：
（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥；
（2）在铁制品表面涂上一层保护膜；例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等；
（3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）；例如，锯条、链条等；
（4）在铁制品表面镀上一层其他金属；例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等；
（5）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。
【典例3-1】如图，通过实验探究铁钉锈蚀的条件。下列说法不正确的是（ ）
A．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是丙
B．②中使用煮沸的蒸馏水，目的是除去水中的氧气
C．②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂
D．①②③对比实验，得出结论：铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触
【答案】A。
【解答】解：A、①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，是因为乙处铁和水、氧气充分接触，该选项说法不正确；
B、②中使用煮沸的蒸馏水，目的是除去水中的氧气，该选项说法正确；
C、②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂，该选项说法正确；
D、①②③对比实验可知，①中生锈，是因为和水、氧气同时接触，②中不能生锈，是因为没有和氧气接触，③中不能生锈，是因为没有和水接触，得出结论：铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触，该选项说法正确。
故选：A。
【典例3-2】金属材料在生产、生活中应用广泛。
（1）生铁和钢都是铁的合金，其性能不同的原因是 生铁和钢的含碳量不同 。
（2）钢铁器件喷上油漆，目的是为了防止铁与 氧气 和 水 发生反应而生锈。
（3）老师带领同学们利用数字化手持技术探究久置空气中的金属铝和稀盐酸反应时密闭容器内压强和温度随时间变化的关系（如图）。
①由图可知时间为 100 s点时铝和稀盐酸反应完全。
②在0～50s时容器内压强没有明显变化的原因是 Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O （用化学方程式表示）。
③CD段压强下降的原因是 反应结束，温度慢慢降低造成装置内的压强下降 。
【答案】（1）生铁和钢的含碳量不同。（2）氧气；水；（3）①100；②Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O；③反应结束，温度慢慢降低造成装置内的压强下降。
【解答】解：（1）生铁和钢都是铁的合金，二者的含碳量不同，生铁的含碳量为：2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，含碳量的不同造成了生铁不如钢的硬度大等性质的不同；故答案为：生铁和钢的含碳量不同。
（2）铁生锈需要和氧气、水同时接触，钢铁器件喷上油漆，目的是为了防止铁与氧气（或O2）或 水（或H2O）发生反应而生锈；故答案为：氧气；水；
（3）①铝和稀盐酸反应放出热量，生成氯化铝和氢气，造成装置内的温度和压强均增大，由图象可知，时间为100s点时铝和稀盐酸反应完全；故答案为：100；
②0～50s内AB段压强变化不明显，原因可能是：铝和空气中的氧气反应会生成氧化铝薄膜，盐酸会先与氧化铝反应生成氯化铝和水；故答案为：Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O；
③盐酸和铝反应后，盐酸的浓度会逐渐减小，反应速率减小，所以100s以后容器内的温度逐渐降低，所以装置内的压强慢慢变小；故答案为：反应结束，温度慢慢降低造成装置内的压强下降。
【变式3-1】证据推理是化学学科核心素养的重要内容，下列推理正确的是（ ）
A．铁生锈需要氧气，所以金属的生锈都需要氧气
B．金刚石和石墨都是由碳元素组成的，所以金刚石和石墨性质都相同
C．化学变化一定伴随着能量的改变，所以有能量改变的变化一定是化学变化
D．面粉和蔗糖灼烧后都得到黑色物质，因此它们是同种物质
【答案】A。
【解答】解：A、铁生锈需要氧气，金属的生锈都需要氧气，故选项推理正确。
B、金刚石和石墨都是由碳元素组成的，但金刚石和石墨性质不都相同，由于碳原子的排列方式不同，物理性质差异很大，故选项推理错误。
C、化学变化一定伴随着能量的改变，但有能量改变的变化一不定是化学变化，也可能是物理变化，如氢氧化钠溶于水放热，故选项推理错误。
D、面粉和蔗糖灼烧后都得到黑色物质，但它们不是同种物质，它们中均含有碳元素，故选项推理错误。
故选：A。
【变式3-2】如图是一种太阳能电池板示意图，回答下列问题：

（1）图中有标号的材料中，属于金属材料的是 ①②⑤ （填标号，下同），含有非金属单质的是 ③ 。
（2）图中使用了两种合金。合金与纯金属相比，有许多优良性能，如： 耐腐蚀 （写出1点即可）。
（3）“铜丝导线”若长时间裸露在空气中，则表面会出现一层铜绿（化学式为[Cu2（OH）2CO3]），它是铜与空气中的O2、H2O、 CO2 （填化学式）共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物，请写出铜绿分解的化学反应方程式： Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑ 。
（4）推广使用太阳能电池的意义是： 节约化石能源（减少环境污染等） （写出1点即可）。
【答案】（1）①②⑤；③。（2）耐腐蚀。（3）CO2；Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑。（4）节约化石能源（减少环境污染等）。
【解答】解：（1）图中有标号的材料中，属于金属材料的是①②⑤，含有非金属单质的是③。
故填：①②⑤；③。
（2）合金与纯金属相比，有许多优良性能，如：硬度大、密度小、耐腐蚀等。
故填：耐腐蚀。
（3）“铜丝导线”若长时间裸露在空气中，则表面会出现一层铜绿（化学式为[Cu2（OH）2CO3]），它是铜与空气中的O2、H2O、CO2共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物；
铜绿受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，反应的化学反应方程式：Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑。
故填：CO2；Cu2（OH）2CO32CuO+H2O+CO2↑。
（4）推广使用太阳能电池的意义：节约化石能源、减少环境污染等。
故填：节约化石能源（减少环境污染等）。
考点4 金属的回收利用和金属资源的保护
一、金属的回收利用及其重要性
金属的回收利用是指将一些废弃的金属材料通过不同的渠道汇集起来，再加工再利用，如图所示：
2、金属的回收利用的重要性表现在以下两个方面：
（1）节约能源：回收利用废旧金属，不仅可以节约金属资源；而且还可以节约冶炼金属时所用到的大量的煤等化石燃料和铁矿石等矿石资源；
（2）减少污染：回收利用废旧金属，不仅可以减少金属废弃后形成的镉、汞等引起的水和土壤污染，以及人和动植物的危害；而且还可以减少重新冶炼这些金属时燃烧燃料和生产过程形成的空气污染等）。
二、金属资源的保护
金属资源的保护主要有以下四种措施：
1、减缓或防止金属的腐蚀，常用的方法有：
（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥；
（2）在铁制品表面涂上一层保护膜．例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等；
（3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）．例如，锯条、链条等；
（4）在铁制品表面镀上一层其它金属．例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等；
（5）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。
2、回收利用废旧金属，这样不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染；
3、有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿；
4、寻找金属的代用品，例如，现在经常用塑料来代替钢和其它合金制造管道、齿轮和汽车外壳等。
【典例4-1】下列有关资源和能源的叙述中正确的是（ ）
A．石油炼制时，将石油分解可得到不同的产品，使石油得到综合利用
B．金属的回收利用是保护金属资源的一项措施，世界上已有90%以上的铁得到回收利用
C．我国金属资源种类比较齐全，矿物储量也很丰富，可以随便开采
D．使用最多的金属材料是钢铁
【答案】D。
【解答】解：A.石油炼制时，将石油分馏可得到不同的产品，使石油得到综合利用，这里发生的属于物理变化，而不是分解反应，选项说法错误；
B.金属的回收再利用不仅可以节约资源以及因冶炼金属而消耗的能源，目前世界上只有50%以上的铁得到回收利用，选项说法错误；
C.为了保护金属资源，要合理开发而不能随便开采，选项说法错误；
D.钢铁是使用最多的金属材料，选项说法正确。
故选：D。
【典例4-2】三星堆遗址青铜面具亮相2022年央视春晚。
（1）与纯铜相比，青铜（铜锡合金）的优良性能有 硬度大 （写一种即可）。
（2）我国的青铜文化历史悠久。在汉代许多著作里有记载“石胆（主要成分为硫酸铜）能化铁为铜”，有关反应的化学方程式为 Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 。
（3）铜制品长期暴露在空气中能与空气中的O2、H2O及 CO2 反应生成铜锈【主要成分是Cu2（OH）2CO3】。
【答案】（1）硬度大；（2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）CO2。
【解答】解：（1）与纯铜相比，青铜的优良性能有硬度大、强度高、熔点低等。
（2）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
（3）由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，Cu2（OH）2CO3中含有碳元素，则反应物中应操作含有碳元素的物质，空气中的二氧化碳中含有碳元素，铜制品长期暴露在空气中能与空气中的O2、H2O和CO2化合生成铜锈（主要成分是Cu2（OH）2CO3）。
故答案为：（1）硬度大；（2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）CO2。
【变式4-1】下列关于资源、能源的叙述正确的是（ ）
A．地球上的总水储量很大，淡水储藏量也很大
B．防止金属锈蚀，是保护金属资源的途径之一
C．空气是一种宝贵的资源，其中氧气含量最多
D．可燃冰是纯净物，可以直接大量开采
【答案】B。
【解答】解：A.地球上的总储水量很大，但是淡水只约占总水量的1%，还有很多淡水无法利用，因此淡水资源很少，故A不正确。
B.保护金属资源的途径有：防止金属锈蚀；寻找金属的替代品等。故B正确。
C.空气中。氮气约占空气总体积的78%，氧气约占21%，因此氮气的含量是最多的。故C不正确。
D.可燃冰的主要成分是CH4•nH2O，还含有其它物质，属于混合物，再就是目前不能直接开采，故D不正确。
故选：B。
【变式4-2】大连湾海底隧道的建设需大量钢材。
（1）自然界中的铁元素主要以 化合物 （“单质”或“化合物”） 的形式存在。
（2）生铁和钢是两种铁合金，从组成上看，二者的 含碳量 不同。用一氧化碳和赤铁矿炼铁的化学方程式为 Fe2O3+3CO3CO2+2Fe 。
（3）铁制品涂油能防锈的原理是 隔绝氧气和水 。回收利用废旧金属的目的之一是 能节约有限的金属资源或减少环境污染 。
【答案】（1）化合物；（2）含碳量；Fe2O3+3CO3CO2+2Fe；（3）隔绝氧气和水；能节约有限的金属资源或减少环境污染。
【解答】解：（1）铁的化学性质活泼，所以在自然界中，铁元素主要以化合物的形式存在；故填：化合物；
（2）生铁和钢是两种铁合金，从组成上看，二者的含碳量不同，生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%；一氧化碳具有还原性，赤铁矿的主要成分是氧化铁，在高温的条件下，氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO3CO2+2Fe，故填：含碳量；Fe2O3+3CO3CO2+2Fe；
（3）铁与水、氧气并存易生锈，铁制品涂油可以隔绝氧气和水，达到防锈的目的；回收利用废旧金属制品能节约有限的金属资源，保护环境，故填：隔绝氧气和水；能节约有限的金属资源或减少环境污染。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2023•湘潭）下列实验现象的描述，正确的是（ ）
A．红磷在氧气中燃烧产生大量白雾
B．硫在氧气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰
C．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
D．一氧化碳高温还原氧化铁，红棕色粉末逐渐变为黑色
【答案】D。
【解答】解：A、红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误。
B、硫在氧气中燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，故选项说法错误。
C、铁丝在空气中只能烧至发红，不会剧烈燃烧、火星四射，故选项说法错误。
D、一氧化碳具有还原性，还原氧化铁时，氧化铁被还原为铁单质，实验现象为试管中红棕色粉末逐渐变黑，故选项说法正确。
故选：D。
2．（2023秋•沈河区期末）如图进行一氧化碳还原氧化铁的实验，以下分析错误的是（ ）
（已知：①铁粉、四氧化三铁、氧化亚铁均为黑色，且四氧化三铁具有磁性；②氧化铁反应过程受温度影响是逐步进行的Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe）

A．实验时需要先通入一氧化碳一段时间，才能点燃酒精喷灯
B．B处石灰水用来检验并吸收二氧化碳
C．C处点燃酒精灯的作用是处理尾气防止空气污染
D．当A处固体变黑且被磁铁吸引，说明发生了Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的反应
【答案】D。
【解答】解：A、为了防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸，实验时需要先通入一氧化碳一段时间，排出装置中的空气，该选项说法正确；
B、B处石灰水用来检验并吸收二氧化碳，是因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，该选项说法正确；
C、C处点燃酒精灯的作用是处理尾气防止空气污染，该选项说法正确；
D、当A处固体变黑且被磁铁吸引，不能说明发生了Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的反应，是因为反应生成的四氧化三铁也能被磁铁吸引，该选项说法不正确。
故选：D。
3．（2023秋•虎林市期末）炼铁的主要原料是（ ）
A．石灰石、焦炭、生铁B．焦炭、氯酸钾、二氧化锰
C．石灰石、焦炭、铁矿石D．铁矿石、氧气、二氧化锰
【答案】C。
【解答】解：根据工业炼铁的原理可知，炼铁的原料中一定要有铁矿石，据此可排除A、B选项。同时炼铁还需要一氧化碳的参与，而D选项中的氧气、二氧化锰是无法产生一氧化碳的。因此D选项是错误的。同时需要注意，石灰石也是炼铁的一种重要原料，它能将铁矿石中的杂质转化成炉渣除去。
故选：C。
4．（2023•岳阳模拟）西汉时期已经发现湿法冶铜的方法是（ ）
A．氢气还原氧化铜 B．木炭还原氧化铜
C．一氧化碳还原铜 D．铁从铜盐溶液中置换出铜
【答案】D。
【解答】解：A、B、C中，氢气、木炭和一氧化碳还原氧化铜是利用了它们的还原性；而古代湿法冶铜是指用单质铁从铜的盐溶液中置换出铜。故选D
5．（2023•邵阳模拟）下列金属制品最易锈蚀的是（ ）
A．铁制农具擦洗干净后长期存放在室外B．长期放置后表面变暗的铝制品
C．经常在表面涂油的大型钢制机械 D．涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳
【答案】A。
【解答】解：A、铁制农具擦洗干净后长期存放在室外，容易与氧气、水分接触，容易生锈。
B、长期放置后表面变暗的铝制品，表面有一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，因此铝制品抗腐蚀性强。
C、经常在表面涂油的大型钢制机械，油能隔绝氧气和水，能防止生锈。
D、涂上防锈漆后的“辽宁”号航母舰体外壳，能隔绝氧气和水，能防止生锈。
故金属制品最易锈蚀的是A。
故选：A。
6．（2023•秀英区校级一模）如图实验，放置1﹣2周时间后，装置中能出现的现象是（ ）

A．铁丝不变化 B．试管中的液面不变化 C．铁丝逐渐消失 D．试管中的液面上升
【答案】D。
【解答】解：A．处于潮湿空气中的铁丝，既与水接触又与氧气接触，满足了锈蚀条件，放置一段时间后会出现锈蚀，铁丝表现出现红褐色铁锈。故该选项判断错误。
B．铁丝锈蚀会消耗试管内的氧气，而使管内气体减少，从而造成水进入试管，试管内液面上面。此现象不符合变化事实。
C．铁丝锈蚀生成的铁锈仍为固体，所以判断“铁丝逐渐消失”也与事实不符，故此选项不正确。
D．空气中氧气被不断消耗，试管内气体减少，水在压强作用下进行试管，水面应该上升。故选项符合事实，正确。
故选：D。
7．（2023•邵阳）2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是（ ）
A．黄铜的硬度比纯铜的大
B．生铁的含碳量比钢的高
C．生锈的铁制品没有回收价值
D．铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
【答案】C。
【解答】解：A.一般合金的硬度大于其组成中纯金属硬度，所以黄铜的硬度比纯铜的大，选项说法正确；
B.生铁和钢都是铁合金，生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，选项说法正确；
C.生锈的铁制品重新回收利用既能节约金属资源，又能减少环境污染，选项说法错误；
D.铝合金的强度大、质轻、抗腐蚀性强，常被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业，选项说法正确。
故选：C。
8．（2022•荆门模拟）关于金属的说法中。错误的是（ ）
A．大多数合金的抗腐蚀性能，比组成它们的纯金属要好
B．铁制品比铝制品更容易锈蚀，是因为铁的金属活动性比铝强
C．铜的化学性质不活泼，但铜放置在潮湿的空气中也会被腐蚀
D．锡制成锡箔是利用了锡具有的良好的延展性
【答案】B。
【解答】解：A、大多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属要好，所以日常生活中大量使用的是合金，故A正确；
B、铁制品比铝制品更容易生锈，因为铁锈很疏松，不能阻碍里层铁继续与氧气、水等反应，铁可全部锈蚀，但铝与氧气反应能生成致密的氧化铝薄膜阻止铝与氧气进一步反应，故B错误；
C、铜的化学性质不活泼，但铜在潮湿的空气中会反应生成铜绿，故C正确；
D、金属锡有很好的延展性可制成锡箔，故D正确。
故选：B。
二、填空题。
9．（2022•洛阳二模）如图是某兴趣小组设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
（1）在B装置的液面下降到安全线之前不能加热氧化铁，是因为 一氧化碳和空气混合，加热可能会发生爆炸 。
（2）反应过程中长直玻璃管中发生反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
（3）实验中B装置的作用是 收集未反应的CO，检验生成的气体是CO2 。
【答案】（1）一氧化碳和空气混合，加热可能会发生爆炸；（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（3）收集未反应的CO，检验生成的气体是CO2。
【解答】解：（1）一氧化碳具有可燃性，和助燃性气体混合，加热可能发生爆炸，所以在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，因为硬质玻璃管内可能是一氧化碳和空气混合，加热可能会发生爆炸；故答案为：一氧化碳和空气混合，加热可能会发生爆炸；
（2）在高温条件下，氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；故答案为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，而一氧化碳与氢氧化钙不反应，因此实验中B装置的作用是收集未反应的CO，检验生成的气体是CO2；故答案为：收集未反应的CO，检验生成的气体是CO2。
10．（2022春•萧县月考）已知某金属X有下列相关信息：①它的主要矿物的化学成分是X2O3；②它主要通过热还原法冶炼而成；③它的年产量居于金属之首。
（1）据此推断X是： 铁 。
（2）冶炼时需要加入焦炭，焦炭所起的作用是： 产生热量（或提高炉温） 、 产生还原剂一氧化碳 。
（3）工业炼铁炼出的产品是 生铁 （填“纯铁”、“生铁”或“钢”），检验产物中有铁的方法是
取少量炼出的生铁粉末放入烧杯中，加入过量稀盐酸，可观察到的现象是固体逐渐溶解，有气泡产生，溶液变成浅绿色 。
【答案】（1）铁；（2）产生热量（或提高炉温）；产生还原剂一氧化碳；（3）生铁；取少量炼出的生铁粉末放入烧杯中，加入过量稀盐酸，可观察到的现象是固体逐渐溶解，有气泡产生，溶液变成浅绿色。
【解答】解：（1）根据该金属年产量位于金属之首，可以确定该金属X是铁；
（2）焦炭燃烧放出大量的热，可以达到炼铁所需要的温度；高温下焦炭可以与二氧化碳反应生成一氧化碳，为炼铁提供还原剂；故填：产生热量（或提高炉温），产生还原剂一氧化碳；
（3）炼铁过程中，使用的主要设备是炼铁高炉，需要的原料有铁矿石、焦炭、石灰石、热空气等物质，冶炼出的铁中含有碳等杂质，属于生铁；取少量炼出的生铁粉末放入烧杯中，加入过量稀盐酸，可观察到的现象是，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，会观察到生铁逐渐溶解，有气泡产生，溶液变成浅绿色，则产物中有铁。
故答案为：（1）铁；（2）产生热量（或提高炉温）；产生还原剂一氧化碳；（3）生铁；取少量炼出的生铁粉末放入烧杯中，加入过量稀盐酸，可观察到的现象是固体逐渐溶解，有气泡产生，溶液变成浅绿色。
11．（2022•宜昌模拟）钛（Ti）是航空、军工、电力等领域的重要原材料。地壳中的含钛矿石之一是金红石（主要成分是TiO2），是冶炼钛的重要原料。目前大规模生产钛的方法是（流程如图所示）：
（1）第一步：使TiO2与C混合，再通入Cl2，在高温条件下反应，制得TiCl4和CO。请写出该步反应的化学方程式 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO ；
（2）第二步：在氩气的气流中，高温下用过量的Mg和TiCl4发生置换反应制得钛。写出该步反应的化学方程式： TiCl4+2MgTi+2MgCl2 。
【答案】（1）TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；（2）TiCl4+2MgTi+2MgCl2。
【解答】解：（1）由于TiO2、C、Cl2混合物在高温条件下制得TiCl4和一种可燃性气体，根据化学反应中元素种类不变的规律可知：该可燃气体含有碳、氧两种元素，由碳、氧两种元素组成的可燃物只有一氧化碳。因此TiO2、C、Cl2混合物在高温条件下反应生成TiCl4和一氧化碳。该反应的化学方程式为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；故答案为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；
（2）镁在加热条件下与TiCl4反应生成金属钛；根据化学反应中元素种类不变的规律可知：还生成氯化镁。该反应的化学方程式为：TiCl4+2MgTi+2MgCl2；故答案为：TiCl4+2MgTi+2MgCl2。
12．（2023秋•新抚区期末）化学为5G助力。
（1）芯片是5G时代的关键元器件。制造芯片的单晶硅的结构类似于金刚石，则构成单晶硅的粒子是 原子 （填“分子”“原子”或“离子”）。
（2）基站供电系统的导线多为铜线，使用铜是因为它具有 延展性 和导电性。
（3）承载基站的铁塔表面涂漆，是为了隔绝 氧气 和水，从而防止锈蚀。
（4）使用人造金刚石薄膜做基体材料，是未来芯片研究的发展方向，金刚石与石墨物理性质有明显差异的原因是 原子排列方式不同 。
【答案】（1）原子。（2）延展性。（3）氧气。（4）原子排列方式不同。
【解答】解：（1）金刚石是由原子构成的，则构成单晶硅的粒子是原子。
故填：原子。
（2）基站供电系统的导线多为铜线，使用铜是因为它具有延展性和导电性。
故填：延展性。
（3）承载基站的铁塔表面涂漆，是为了隔绝氧气和水，从而防止锈蚀。
故填：氧气。
（4）金刚石与石墨物理性质有明显差异的原因是原子排列方式不同，即金刚石中的碳原子是正四面体结构，石墨中的碳原子是正六边形结构。
故填：原子排列方式不同。
13．（2023•新宁县模拟）为充分利用资源，全国各地都在试行垃圾分类回收，有以下生活垃圾：
①纸盒；②铝质易拉罐；③雪碧塑料饮料瓶；④铜导线；⑤镀锌自来水管
可以作为同一类回收的是 ②④⑤ （填编号），它们属于 金属 （填“金属”、“非金属”）
【答案】②④⑤；金属。
【解答】解：铝制易拉罐、铜导线和镀锌自来水管均属于可回收利用的废旧金属．纸盒属于可回收的非金属；饮料瓶属于塑料制品．
故答案为：②④⑤；金属．
12．（2023秋•广饶县校级月考）金属材料在生产、生活中有着广泛的应用．
（1）目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是 A ．
A．节约金属资源 B．合理开采矿物 C．防止钢铁生锈
（2）为防止家里用的菜刀生锈，你可以采取的措施是 保持菜刀的清洁与干燥（或涂抹一层油） ．
（3）将洁净的铁钉放入稀盐酸的中，观察到溶液变浅绿色，有无色气泡逸出．写出发生反应的化学方程式 Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ ．
【答案】（1）A．（2）保持菜刀的清洁与干燥（或涂抹一层油）．（3）Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑。
【解答】解：（1）目前废钢铁的回收利用率较高，从而大大节约了金属资源，故答案为：A．
（2）菜刀暴露在潮湿的空气中容易生锈，因此使菜刀保持干燥或给菜刀涂一层植物油，就可以防止生锈．故填：保持菜刀的清洁与干燥（或涂抹一层油）．
（3）铁能与稀盐酸反应生成了氯化亚铁和氢气，发生反应的化学方程式是：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑．故填：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑
三、计算题。
15．（2023•丹东）工业上用赤铁矿石（主要成分是氧化铁）与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁。现有400t含氧化铁80%的赤铁矿石。
求：（1）该矿石中氧化铁的质量。
（2）该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。（计算结果精确到0.1）
【解答】解：（1）400t含氧化铁80%的赤铁矿石中氧化铁的质量＝400t×80%＝320t；
（2）设可炼出生铁的质量为x，含杂质4%的生铁则含铁量＝1﹣4%＝96%。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160 112
320t x×96%
x≈233.3t
答：可得含杂质4%的生铁233.3t。
四、推断题。
16．A﹣G是初中化学中常见的物质，其相互反应及转化关系如图所示。部分反应条件省略。已知A是易于人体血红蛋白结合的有毒气体，B是赤铁矿的主要成分，C是相对分子质量最小的氧化物，F是最轻的气体。
（1）G的化学式为 Fe3O4 。
（2）反应③的实验现象是 火星四射，剧烈燃烧，生成黑色固体 。
（3）写出相应的化学方程式：① 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ② 2H2O2H2↑+O2↑ 。

【答案】（1）Fe3O4；（2）火星四射，剧烈燃烧，生成黑色固体；（3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；2H2O2H2↑+O2↑。
【解答】解：（1）A﹣G是初中化学中常见的物质，A是易与人体血红蛋白结合的有毒气体，所以A是一氧化碳，B是赤铁矿的主要成分，所以B是氧化铁，C是相对分子质量最小的氧化物，所以C是水，F是最轻的气体，所以F是氢气，氧化铁和一氧化碳反应会生成铁和二氧化碳，水分解生成氢气和氧气，所以E是氧气，D会与氧气反应生成G，所以D是铁，G是四氧化三铁，经过验证，推导正确，所以G是Fe3O4；
（2）反应③是铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，实验现象是：火星四射，剧烈燃烧，生成黑色固体。
（3）反应①是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
反应②是水在通电的条件下生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑；
故答案为：（1）Fe3O4；（2）火星四射，剧烈燃烧，生成黑色固体；（3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；2H2O2H2↑+O2↑。
五、解答题。
17．（2022•沙坪坝区校级模拟）实验是化学的基础。小伟组织学习小组做了如图四个实验。
（1）实验一的目的是 探究铁锈蚀的条件 。
（2）实验二中两物质相互刻画， 纯铜 上更容易留下划痕。
（3）实验三 不能 （填“能”或“不能”）证明二氧化碳与水发生了反应。
（4）实验四中若通入的气体为一氧化碳，则化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
【答案】（1）探究铁锈蚀的条件；（2）纯铜；（3）不能；（4）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
【解答】解：（1）根据实验图示可以看出，实验一是为了探究铁锈蚀的条件；
（2）实验二中两物质相互刻画，纯铜的硬度小于黄铜，故纯铜上更容易留下划痕；
（3）由于二氧化碳溶于水也会使瓶内的压强减小，故实验三不能证明二氧化碳与水发生了反应；
（4）实验四中若通入的气体为一氧化碳，则一氧化碳和氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
故答案为：（1）探究铁锈蚀的条件；（2）纯铜；（3）不能；（4）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
18．（2023秋•九龙坡区校级期末）金属在生产、生活中应用广泛。
（1）2019年12月17日，中国首艘国产航空母舰山东舰交付海军，中国进入“双航母时代”。请回答下列问题。
①钢铁是制造航母的主要材料，钢铁与纯铁相比，其硬度更 大 （填“大”或“小”）。
②铁是使用最广泛的金属材料，若用磁铁矿和一氧化碳炼铁，发生反应的化学方程式为 Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 。
（2）把锰放入硫酸锌溶液中，能发生如下反应：Mn+ZnSO4═Zn+MnSO4，据此判断下列说法正确的是 AC （填字母序号）。
A.将锰投入硫酸铜溶液中有红色物质生成
B.仅用硫酸锰溶液、硫酸亚铁溶液和铜可以比较锰和铁的活动性
C.锌、锰、铜的活动顺序为Mn＞Zn＞Cu
（3）向Mg（NO3）2、AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入一定量的Zn和Cu的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法不正确的是 ABC （填序号）。
A.若滤液为无色，则滤渣中一定有Zn、Cu、Ag
B.若滤液为蓝色，则滤液中一定有Ag+、Cu2+
C.取少量滤渣，加入足量的稀盐酸，产生气泡，则滤渣中一定有Zn可能有Mg
D.取少量滤渣，加入足量的稀盐酸；无气泡产生，则滤液中一定有Mg2+、Zn2+，可能有Ag+、Cu2+
（4）将20g金属X和金属Y的混合物放入500g稀硫酸中，恰好完全反应，反应后无固体剩余，反应后所得溶液质量为518g。将反应后所得溶液恒温蒸发溶剂，所得晶体质量（不含结晶水）为 116g 。
【答案】（1）①大；②Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；（2）AC；（3）ABC；（4）116g。
【解答】解：（1）①钢铁是制造航母的主要材料，钢铁与纯铁相比，其硬度更大。
②磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，高温条件下一氧化碳和四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2。
（2）把锰放入硫酸锌溶液中，能发生如下反应：Mn+ZnSO4═Zn+MnSO4，说明锰比锌活泼；
A.将锰投入硫酸铜溶液中有红色物质生成，是因为锰能和硫酸铜反应生成硫酸锰和铜，该选项说法正确；
B.仅用硫酸锰溶液、硫酸亚铁溶液和铜不能比较锰和铁的活动性，是因为铜不能和硫酸锰、硫酸亚铁反应，说明铜最不活泼，不能比较锰和铁的活泼性，该选项说法不正确；
C.锌、锰、铜的活动顺序为Mn＞Zn＞Cu，该选项说法正确。
故填：AC。
（3）A.若滤液为无色，说明硝酸银、硝酸铜完全反应，则滤渣中一定有Cu、Ag，不一定有锌，该选项说法不正确；
B.若滤液为蓝色，说明硝酸铜部分或没有反应，则滤液中一定有Cu2+，不一定有Ag+，该选项说法不正确；
C.取少量滤渣，加入足量的稀盐酸，产生气泡，则滤渣中一定有Zn，不可能有Mg，是因为硝酸镁不能反应，该选项说法不正确；
D.取少量滤渣，加入足量的稀盐酸，无气泡产生，说明滤渣中不含有锌，则滤液中一定有Mg2+、Zn2+，可能有Ag+、Cu2+，该选项说法正确。
故填：ABC。
（4）20g金属X和金属Y的混合物放入500g稀硫酸中，恰好完全反应，反应后无固体剩余，反应后所得溶液质量为518g，说明产生氢气的质量为20g+500g﹣518g＝2g，根据质量守恒定律，硫酸中氢元素的质量为2g，硫酸中氢元素与硫酸根离子的质量比为2：96，则硫酸根离子的质量为96g，所得晶体为硫酸盐，质量为20g+96g＝116g。
故答案为；（1）①大；②Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；（2）AC；（3）ABC；（4）116g。