专题五 金属和金属材料——2024届中考化学一轮复习进阶讲义【人教版】

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【基础知识复习】点讲解
考法一 金属材料(★★★★★)
1、金属材料的分类
纯金属
金属材料 铁合金
合金
其他合金
金属材料包括纯金属和合金两大类。有些物质虽含金属元素，但不一定是金属材料，如Fe3O4、MgO、MnO2等，因为他们不具有金属的物理性质。人类历史上使用最早的金属是铜，其次是铁。
2、金属之最
铁：目前世界年产量最高的金属；
银：导电、导热性最好的金属；
铝：地壳中含量最高的金属元素；
钙：人体中含量最高的金属元素；
钨：熔点最高的金属；汞：熔点最低的金属；
锇：密度最大的金属；锂：密度最小的金属；
铬：硬度最大的金属。
3、金属的物理性质
(1)共性：常温下，多数金属为银白色固体，通常金属都带有金属光泽，密度较大，熔点较高，具有良好的导热性 、导电性、延展性，机械强度大
(2)特性：铜呈紫红色，金呈黄色，汞为液体
4、合金
(1)合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，合金属于混合物。
(2)合金的硬度一般大于组成它的纯金属，合金的熔点一般低于组成它的纯金属，合金的抗腐蚀性一般强于组成它的纯金属。
(3)常见的合金有铁合金、铝合金、铜合金、钛合金等
①铁合金：生铁、钢（两者性能差异原因是含碳量不同）
②钛合金：熔点高，密度小，可塑性好，易加工，抗腐蚀性能好，与人体有很好的“相容性”。
5、金属的用途
由金属本身的性质、价格、资源、是否美观、 使用是否便利、是否便于回收和环保等因素决定。
考法二 金属的化学性质(★★★★★)
1、金属的化学性质
2、金属活动性
(1)金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性逐渐减弱
(2)判断依据
①判断金属活动性的强弱：在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
②判断金属与酸的置换反应能否发生：在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。例如：；Cu与稀硫酸不反应。
③判断金属与化合物溶液的置换反应能否发生：在金属活动性顺序里，位于前面的金属（K、Ca、Na除外）能把位于后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。
例如：，Cu与FeSO4溶液不反应；金属化合物必须溶于水，否则不反应，如Fe与AgCl(不溶于水)不反应。
3、金属与酸、盐溶液的反应规律及反应后溶液质量的变化
4、金属与盐的混合溶液反应后滤渣、滤液成分的判断
例如将铁粉不断加入硝酸铜、硝酸银、硝酸锌的混合溶液中， 由于锌比铁活泼，根据金属与盐反应的规律可知铁不与硝酸锌 溶液发生反应，因此滤液中一定含有硝酸锌，滤渣中一定不含金属锌；根据“优先反应” （远距离先置换）规律，无论铁的量多与少，铁首先与硝酸银溶液发生反应，硝酸银反应完全后，若铁粉有剩余，铁才与硝酸铜溶液发生反应。 最终剩余物的成分与加入铁粉的量有关。具体分析如下：
5、金属与酸反应的图像问题
(1)影响产生氢气快慢的因素：金属状态、酸的浓度、温度及金属的活动性顺序。
(2)金属和酸反应生成氢气的质量关系
①等质量的Mg、Al、Zn、Fe分别和足量的等质量等浓度的同种酸反应，产生氢气的质量的大小关系为Al＞Mg＞Fe＞Zn；
②足量的Mg、Al、Zn、Fe分别和等量的等浓度的同种酸反应，产生氢气的质量关系为Al=Mg=Fe=Zn。（酸均消耗完全，H+完全转化为H2，即生成氢气的质量相同。）
(3)金属与酸反应的图像(以Mg、Al、Zn、Fe与稀盐酸反应为例)
①等质量的不同金属与足量的酸反应（注意横坐标的物理量）
产生氢气的质量：Al＞Mg＞Fe＞Zn
反应速率：Mg＞Al＞Zn＞Fe
②等量酸与足量的金属反应(酸耗尽)
产生氢气的质量：Al=Mg=Fe=Zn
反应速率：Mg＞Al＞Zn＞Fe
考法三 金属的冶炼(★★★★)
1、金属在自然界中的存在形式
地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余的都以化合物形式存在于地壳和浩瀚的海洋中。常见的铁矿石，如赤铁矿（主要成分的化学式为Fe2O3），磁铁矿（主要成分的化学式为Fe3O4）。
一氧化碳还原氧化铁
(1)实验装置
(2)实验步骤
①检查装置气密性。
②装入药品并固定。
③点燃酒精灯。
④向玻璃管中通入CO。
⑤点燃酒精喷灯。
⑥反应完成后，熄灭酒精喷灯。
⑦试管冷却后停止通入CO。
⑧熄灭酒精灯。
(3)实验现象
①红色粉末逐渐变为黑色，黑色粉末能被磁铁吸引。
②生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
③尾气燃烧并产生蓝色火焰。
(4)实验原理：
(5)注意事项
①通入一段时间一氧化碳，待玻璃管内的空气全部被排净后再点燃酒精喷灯，防止高温加热不纯净的一氧化碳引起爆炸。
②实验开始时，点燃末端酒精灯，防止有毒的一氧化碳进入空气中，污染空气。
③实验结束后，先熄灭酒精喷灯，此时还要继续通入CO，待装置冷却到室温停止通入CO，防止刚被还原得到的铁被再次氧化。
④本实验反应条件需要高温，此实验的加热装置为酒精喷灯；如果没有酒精喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩，目的是集中火焰，提高反应温度。
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤实验的尾气处理除了可以用点燃、收集的方法外，还可以直接将导管转向酒精喷灯（既可防止CO污染空气，又能充分利用尾气燃烧放出的热量，节约能源）。 如图：
2、工业炼铁
(1)原料及其作用
原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。
①焦炭的作用：一是生成还原剂CO；二是提高高炉的温度
②石灰石的作用：将矿石中的SiO2转变为炉渣。
③进风口鼓入热空气的作用：增加氧气含量，提高炉温
(2)设备：高炉（如图）

(3)反应原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。
(4)化学反应方程式：
考法四 金属的腐蚀与防护(★★★★)
1、铁生锈的条件：与O2和H2O同时接触。铁锈的主要成分是Fe2O3･xH2O。
2、铁生锈的条件探究
3、防止铁生锈的措施和方法
（1）防止铁生锈的原理——破坏铁生锈的条件：①隔绝空气 ②隔绝水（条件满足其一即可）
（2）防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品表面干燥和洁净
②在铁制品表面涂一层保护膜：刷油漆、涂油
③镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属
④制成合金，如不锈钢
易错提示：
①铁生锈的两个条件缺一不可。
②由于铁锈是一种疏松多孔的物质，水分子和氧分子能穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直到铁全部被锈蚀，故铁一旦生锈要及时除锈。铁锈的主要成分是Fe2O3。当铁接触易跟它反应的化学物质（如酸溶液等）时，就更容易被锈蚀。
4、保护金属资源的途径
（1）防止金属腐蚀。
（2）回收利用废旧金属。
（3）合理开采矿物。
（4）寻找金属的替代品
【典型例题复习】
1．（2023上·河北石家庄·九年级石家庄外国语学校校考期中）下列在关金属的说法正确的是
A．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
B．常温下，所有的金属都是固体
C．回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一
D．合金的硬度一般比组成它的纯金属的要小
2．（2023·江苏宿迁·统考中考真题）将一定质量的粉加和的混合溶液中，充分反应后过滤，得滤渣和滤液。下列说法正确的是
A．滤渣质量与加入的粉质量可能相等
B．滤液中一定有、，可能有
C．若加入的Fe粉过量，则得到的滤液呈无色
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡生成，则滤渣中一定有
3．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）某工厂的工业废水中含有大量的和，为减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收和金属铜，流程如图所示。下列说法不正确的是

A．试剂⑤是铁粉，试剂⑦是稀盐酸
B．①的成分为
C．操作⑥与操作⑧均为过滤
D．滤液②、④合并后经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即获得
4．（2023·四川·统考中考真题）下表为某核心期刊刊文中氢气制备对比实验的数据（将锌粒压成薄锌片增大了表面积）。下列不能由实验得出的结论是
A．Zn是金属活动顺序表中氢前金属
B．锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少
C．增大硫酸的质量分数能加快产生氢气
D．增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气
5．（2023·内蒙古呼和浩特·统考中考真题）某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性，进行如图所示探究实验。

下列有关实验的说法不正确的是
A．甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
B．通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C．若a是Zn，b是溶液，即可实现实验目的
D．若a是Fe，b是溶液，则无需甲试管的实验也能实现实验目的
6．（2023·江苏无锡·统考中考真题）用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是

A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程
B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀
C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈
D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关
7．（2023·江苏南通·统考中考真题）学习小组通过下列实验探究溶液的性质。
实验Ⅰ：把一根砂纸打磨过的Al丝浸入溶液中，一段时间后观察到Al丝表面出现红色物质。
实验Ⅱ：向溶液中滴加少量NaOH溶液，出现沉淀。
下列说法正确的是
A．实验Ⅰ中溶液颜色不变B．实验Ⅰ说明Al的活动性比Cu的强
C．实验Ⅱ中只发生物理变化D．实验Ⅱ中沉淀为CuO
8．（2023·湖南常德·统考中考真题）下列对现象的描述中，错误的是
A．用一个大烧杯罩住燃烧的蜡烛，一段时间后蜡烛熄灭
B．硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
C．取一段羊毛线，灼烧，可闻到烧焦羽毛的气味
D．纯铝片与硬铝片相互刻画，纯铝片上出现划痕
9．（2020·贵州遵义·统考中考真题）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Fe2O3外，其余均为黑色。下列说法正确的是
A．装置中漏斗的作用是防止倒吸
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，氧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
10．（2023·黑龙江绥化·统考中考真题）将一氧化碳和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应。反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是

A．m的值为19.6
B．参加反应的铁的氧化物的质量为16g
C．当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14g
D．铁的氧化物中x:y=2:3
11．（2022·浙江绍兴·统考中考真题）小敏称取等质量的铜粉和铁粉，分别加入到25毫升溶质质量分数为12%的硝酸银溶液中（如图所示），充分反应。下列情况可能出现的是
A．铁和铜都有剩余，甲、乙生成银的质量比为7：8
B．铁和铜都没有剩余，甲、乙生成银的质量比为1：1
C．铁有剩余，铜没有剩余，甲、乙生成银的质量比为15：16
D．铜有剩余，铁没有剩余，甲、乙生成银的质量比为14：15
12．（2022·湖北·统考中考真题）实验课上，某同学将一定质量的镁粉加入到硫酸亚铁溶液中，待反应结束后，过滤，得到滤液和滤渣，下列判断正确的是
A．滤液中一定含有硫酸镁，可能含有硫酸亚铁
B．若滤液为浅绿色，则滤渣中一定含有镁和铁
C．向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有镁
D．所得滤液的质量一定比原溶液的质量大
13．（2022·河南·统考中考真题）某种金属混合物样品由Mg、Al、Fe、Cu四种金属中的两种组成。2.2 g该样品与足量的稀硫酸反应，可得到0.2 g氢气，对该样品的组成有如下猜测：①Mg和Al ②Mg和Fe ③Mg和Cu ④Al和Fe ⑤Al和Cu ⑥Fe和Cu。其中合理的个数为
A．2个B．3个C．4个D．5个
14．（2023·四川·统考中考真题）工业上可用焦炭与赤铁矿冶炼铁。实验室用如图所示装置模拟冶炼铁并探究其产物。回答下列问题：

(1)酒精喷灯加热前，先打开活塞K1和K2，关闭K3，将气囊中N2鼓入。通N2的目的是 。
(2)通适量N2后，关闭活塞K1和K2，打开K3，点燃酒精喷灯进行实验。B装置中盛放的试剂是 （选填“稀硫酸”“澄清石灰水”或“氯化钙溶液”），用于检测气体产物之一 （填分子式）。
(3)装置C的作用是 。
(4)当A装置药品完全变黑后，停止实验。移走酒精喷灯停止加热前的操作是 。
(5)用简单的化学方法证明已经冶炼出铁。取少量黑色产物于试管中，滴加 （选填“稀硫酸”“澄清石灰水”或“硫酸铜溶液”），观察到 ，说明铁已生成。
15．（2023·山东济南·统考中考真题）下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），化学小组的同学利用其进行下列化学实验。

请根据题目要求，回答下列问题：
(1)以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集一瓶干燥且不含HCl的二氧化碳气体，按照要求设计实验装置，连接仪器，检查装置的气密性，进行实验。（提示：盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为 （从左到右填写仪器序号字母）。
②上述方法制取二氧化碳的化学方程式为 。
③向一个收集满二氧化碳气体的集气瓶中，同时放入一张干燥的蓝色石蕊试纸和一张湿润的蓝色石蕊试纸，观察到干燥的试纸不变色，而湿润的试纸变红。请叙述出现上述两种不同现象的原因： 。
(2)化学小组的同学用一氧化碳气体（含少量水蒸气），测定某氧化铁样品（杂质为铁粉）中Fe2O3的质量分数，设计了实验方案，所选仪器按“CO（含少量水蒸气）→C→A→D1→D2”的顺序连接（D1、D2为氢氧化钠洗气瓶），检查装置的气密性，然后进行实验。（假设发生的化学反应都充分反应）
①该装置中，洗气瓶C的作用为 。
②进行实验时，检查完装置的气密性，在仪器A硬质玻璃管中放入12g该氧化铁样品后，进行以下操作，其中应该先进行的是 （填选项序号之一）。
a．用酒精灯加热 b．通入一氧化碳气体（含少量水蒸气）
③反应充分进行后冷却，测得此时洗气瓶C增重1.8g，洗气瓶D1增重6.6g，则12g该氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为 （计算结果精确至0.1%），该氧化铁样品中铁元素与氧元素的质量比为 （填最简整数比）。
④从环保角度考虑，该套实验装置还存在明显的不足之处，你的具体改进建议是 。
16．（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）已知A、D是生活中常见的金属，B是磁铁矿的主要成分，C是铝土矿的主要成分。它们之间的转化关系如图(部分产物已略去)：

(1)B中金属元素的化合价有 。
(2)写出反应①的化学方程式 。
(3)化学反应除四种基本反应类型外，还有一类非常重要的反应——氧化还原反应，其特征是反应前后元素的化合价发生变化，不一定有氧的得失，则反应①②③中不属于氧化还原反应的是 。
(4)在和的混合溶液中，加入一定量的金属D，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定存在的金属有 。金属材料在中考中出现的较少，一般是选择题的一个选项或者填空题的一两空，难度较低。一般考查合金的性质及用途，如果在推断题中出现相关金属的信息进而推断出该金属的成分。记忆相关金属和合金的性质是关键。
金属的化学性质是化学学习的重点，在解题过程中注意金属活动顺序中排在氢后的金属与盐酸、稀硫酸等不反应，计算时注意对应关系，有时还要适应使用差量法、整体法来降低试题难度。
金属资源的利用和保护是中考的热点部分，一般以工业上矿物的冶炼为情境，考查整个流程操作、反应原理；金属铁的生锈条件的探究也是热门出题方向。通过金属及其氧化物的相关化学性质来确定每步操作要分离的物质是什么。铁生锈必须同时满足铁、水、氧气同时存在，缺一不可。废弃金属的回收再利用和寻求替代材料可以延长矿物的使用时间。
类别
含碳量
含杂质
（硫、磷等）
机械性能
机械加工
生铁
2~4.3%
多
硬而脆
可铸不可锻
钢
0.03~2%
少
硬而韧、有弹性、良好的延展性
可铸、可锻
反应
实例
说明
备注
与氧气
反应
2Mg+O22MgO
4Al+3O22Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。镁、铝等在常温下就能与氧气反应，铜在加热时能与氧气反应，铁在高温时能在纯氧中燃烧，金在高温时也不与氧气反应。因此由金属与O2反应的难易程度，即可确定金属的活动性
铁在纯氧中燃烧的生成物是Fe3O4；铁在潮湿的空气中生锈，主要产物是Fe2O3。金属+氧气→金属氧化物（化合反应）
与酸
反应
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，而位于氢后面的金属则不能；并且金属活动性越强，与酸反应的速率越快（即产生H2的速率越快）
活泼金属+酸→盐+H2（置换反应）
与金属盐溶液反应
2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
如果一种金属能将另一种金属从其化合物的盐溶液中置换出来，则该金属的活动性比另一种金属强
金属1+盐1→金属2 +盐2（置换反应）
（盐1必须可溶；金属1不能为K、Ca、Na）
项目
金属＋酸→盐＋氢气
金属＋盐→新金属＋新盐
反应规律
金属（金属活动性顺序中）
①金属不选K、Ca、Na
②“氢前可置换，氢后不能换”
③Fe＋酸→Fe2+＋H2↑，生成物中的铁元素显+2价，不显+3价，可记为 “铁与酸，不成三（价）”
①K、Ca、Na与盐溶液混合，先与盐溶液中的水反应生成碱，碱再与可发生反应的盐反应，若生成的碱与盐不反应，则得到碱和盐的混合液，不能置换出金属
②“前金换后金，后金不能换前金”
③Fe＋盐 →Fe2+＋新金属
酸或盐
选用稀硫酸或稀盐酸，不能用浓硫酸、硝酸，一般不用浓盐酸（易挥发）
盐必须可溶，如Cu与AgCl不能反应
溶液
质量变化
反应后溶液质量增大，增大的质量等于反应的金属的质量减去生成氢气的质量。如Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，当有56g铁参加反应时，生成2g氢气，则溶液质量增大了56g-2g＝54g
金属与盐溶液反应后，溶液质量可能增大，也可能减小，视具体情况而定，如Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，当有56g铁参加反应时，生成的金属铜为64g，反应后溶液的质量减小了64g-56g＝8g
铁粉的量（持续加入）
滤渣成分
滤液成分
(1)Ag
(2)Ag
(3)Ag、Cu
(4)Ag、Cu
(5)Ag、Cu、Fe
(1)Zn2+、 Fe2+、Cu2+、Ag+
(2)Zn2+、 Fe2+、Cu2+
(3)Zn2+、 Fe2+、Cu2+
(4)Zn2+、 Fe2+
(5)Zn2+、 Fe2+
编号
①
②
③
条件
铁钉与H2O接触
铁钉与O2接触
铁钉与O2、H2O接触
实验
图示
生锈
程度
不生锈
不生锈
生锈
对比
分析
实验①③说明铁生锈一定与O2有关；
实验②③说明铁生锈一定与H2O有关；
实验①中蒸馏水煮沸后使用的原因是除去水中溶解的氧气
结论
分析对比实验①②③可知，铁生锈的条件是铁与O2、H2O同时接触
编号
20mL硫酸的质量分数
1g锌的形状
0～3min产生氢气体积（mL）
①
20%
锌粒
31.7
②
20%
薄锌片
50.9
③
30%
锌粒
61.7
④
30%
薄锌片
79.9
答案以及解析
1．C
【详解】A、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，故说法错误；
B、常温下，并不是所有金属都是固体，如常温下，汞是液体，故说法错误；
C、回收利用废旧金属，可以节约金属资源，也可以减少对环境的污染，故说法正确；
D、合金的硬度一般比组成它的纯金属的要大，故说法错误。
故选C。
2．B
【分析】在金属活动顺序中，镁的活动性强于铁，铁的活动性强于铜，将一定质量的粉加和，铁会与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，不会与硝酸镁反应。
【详解】A、根据化学方程式可知，每56份质量的铁能置换出64份质量的铜，滤渣质量大于加入的粉质量，错误；
B、根据分析可知，滤液中一定有、，可能有，正确；
C、根据分析可知，若加入的Fe粉过量，则得到的滤液中溶质是、，含有的溶液呈浅绿色，错误；
D、铁、铜两种金属，铁排在氢之前，能置换出酸中氢，铜排在氢之后，不能置换出酸中的氢，若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡生成，则铁过量，滤渣中一定有，由于铁不能与反应，滤渣中一定没有镁，错误。
故选B。
3．A
【详解】A、某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和CuSO4，实验目的是从该废水中回收FeSO4和金属铜，则加入的金属是铁，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，试剂⑤是铁粉，过滤后，能得到硫酸亚铁溶液、铁和铜的混合物，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则试剂⑦是稀硫酸，不能使用稀盐酸，否则会生成氯化亚铁，故选项A说法错误；
B、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，试剂⑤是铁粉，过滤后，能得到硫酸亚铁溶液、铁和铜的混合物，所以①的成分为Fe、Cu，故选项B说法正确；
C、操作⑥与操作⑧均为过滤，均是将金属和溶液分离，故选项C说法正确；
D、滤液②、④均为硫酸亚铁溶液，合并后经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即获得 FeSO4·7H2O，故选项D说法正确；
故选：A。
4．B
【详解】A、根据锌和硫酸反应能产生氢气可知，锌的活动性比氢强，Zn是金属活动顺序表中氢前金属，故选项说法正确；
B、由实验②③对比可知，锌粒产生氢气的体积不是总是比薄锌片少，故选项说法错误；
C、由实验①③对比可知，增大硫酸的质量分数，反应物的浓度增大，能加快产生氢气，故选项说法正确；
D、由实验③④对比可知，增大锌与酸的接触面积（锌的形状不同，锌片比锌粒的表面积更大），能加快产生氢气，故选项说法正确。
故选B。
5．C
【详解】A、甲试管中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，因此可观察到Fe表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，故选项说法正确；
B、实验中乙试管中无明显现象，说明锌的活动性比铁强，故选项说法正确；
C、丙试管中，若a是Zn，b是溶液，实验中锌能置换出铜，说明锌的活动性比铜强，结合乙试管中的实验现象可知，锌的活动性比铁强，但无法比较铁、铜的活动性，故选项说法不正确；
D、丙试管中，若a是Fe，b是溶液，实验中铁能置换出铜，说明铁的活动性比铜强，结合乙试管中的实验现象可知，锌的活动性比铁强，能得出Zn、Fe、Cu三种金属的活动性：Zn＞Fe＞Cu，故选项说法正确。
故选C。
6．C
【详解】A、金属的腐蚀，实际上是金属与氧气、水等发生反应，是金属从单质变成化合物的过程，故选项说法正确；
B、在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀，是因为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，故选项说法正确；
C、用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，故选项说法不正确；
D、用如图所示装置探究铜生锈的条件，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关，故选项说法正确。
故选C。
7．B
【详解】A、把一根砂纸打磨过的Al丝浸入CuSO4溶液中，一段时间后观察到Al丝表面出现红色物质，铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，溶液颜色由蓝色逐渐变为无色，错误；
B、把一根砂纸打磨过的Al丝浸入CuSO4溶液中，一段时间后观察到Al丝表面出现红色物质，说明Al能置换出Cu，Al的活动性比Cu的强，正确；
C、实验Ⅱ中氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，有新物质生成，发生了化学变化，错误；
D、实验Ⅱ中氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，实验Ⅱ中沉淀为氢氧化铜，错误。
故选B。
8．B
【详解】A、用一个大烧杯罩住燃烧的蜡烛，蜡烛燃烧会消耗烧杯中的氧气，一段时间后蜡烛熄灭，故A正确；
B、硫在空气中燃烧，发出淡蓝色的火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，故B错误；
C、取一段羊毛线(主要成分是蛋白质)，灼烧，可闻到烧焦羽毛的气味，故C正确；
D、合金硬度大于成分金属，纯铝片与硬铝片相互刻画，纯铝片上出现划痕，故D正确。
故选：B。
9．D
【分析】一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳和铁，二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水。
【详解】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，故选项错误；
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，故选项错误；
C、该实验中所有的化学反应里，最后一步一氧化碳在空气中点燃生成二氧化碳，其中氧气为单质，化合价为0价，生成物二氧化碳中氧元素化合价为-2价，化合价发生变化，故选项错误；
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，故选项正确。故选D。
10．C
【详解】A、由反应的化学方程式：

说法不正确；
B、生成铁的质量为16.8g，参加反应的一氧化碳的质量为，则铁的氧化物中氧元素的质量为，参加反应铁的氧化物的质量=16.8g+6.4g=23.2g，说法不正确；
C、当二氧化碳质量为4.4g时，由反应的化学方程式，设该反应消耗一氧化碳的质量为z
则参加反应的一氧化碳的质量为2.8g，容器内一氧化碳质量=16.8g-2.8g=14g，说法正确；
D、生成铁的质量为16.8g，铁的氧化物种氧元素的质量为6.4g，，说法不正确；
答案：C。
11．C
【分析】根据题目中的数据解和化学方程式进行分析。
【详解】由于金属的活动性顺序是铁＞铜＞银，等质量的铜粉和铁粉，反应的质量关系是：

A、铁和铜都有剩余时，因为消耗的硝酸银溶液的体积和溶质质量分数相同，甲、乙生成银的质量比为1：1，选项错误；
B、设加入铁和铜的质量为m，铁和铜都没有剩余，根据化学方程式，则生成银的质量比为：，选项错误；
C、由化学方程式可知，消耗等质量的硝酸银需要铁的质量少于铜的质量。所以加入等质量的铁和铜，可能铁有剩余而铜没有剩余。如铁有剩余而铜没有剩余则铁置换出的银的质量大于等于铜置换出银的质量，且铜和铁置换出银的质量比大于7:8，置换出银的质量比为15:16符合要求。选项正确。
D、由化学方程式可知，消耗等质量的硝酸银需要铁的质量少于铜的质量。所以加入等质量的铁和铜不可能铜有剩余而铁被完全消耗，选项错误；
故选：C。
12．A
【详解】A.滤液中一定含有镁和硫酸亚铁反应生成的硫酸镁，可能含有未反应完的硫酸亚铁，正确。
B.若滤液为浅绿色，说明硫酸亚铁还未被完全反应，说明镁不足，所以则滤渣中一定含有铁（镁和硫酸亚铁反应生成的），选项错误。
C.向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明含有氢前金属，则滤渣中一定含有反应生成的铁，可能有过量的镁，选项错误。
D.镁和硫酸亚铁反应生成硫酸镁，硫酸镁的质量（120）小于硫酸亚铁（152），所以所得滤液的质量不一定比原溶液的质量大，选项错误。
故选：A。
13．B
【详解】铜和稀硫酸不反应，Mg、Al、Fe三种金属分别与稀硫酸反应的关系式为：、、
①24份质量的镁和稀硫酸反应生成2份质量的氢气，假设2.2g样品全是镁，生成的氢气的质量小于0.2g，54份质量的铝和稀硫酸反应生成6份质量的氢气，假设2.2g样品全是铝，生成的氢气的质量大于0.2g，Mg和Al组合与足量的稀硫酸反应，可得到0.2 g氢气；
②假设2.2g样品全是镁，生成的氢气的质量小于0.2g，56份质量的铁和稀硫酸反应生成2份质量的氢气，假设2.2g样品全是铁，生成的氢气的质量小于0.2g，Mg和Fe组合与足量的稀硫酸反应，不能得到0.2 g氢气；
③假设2.2g样品全是镁，生成的氢气的质量小于0.2g，铜和稀硫酸不反应，Mg和Cu组合与足量的稀硫酸反应，不能得到0.2 g氢气；
④假设2.2g样品全是铝，生成的氢气的质量大于0.2g，假设2.2g样品全是铁，生成的氢气的质量小于0.2g，Al和Fe组合与足量的稀硫酸反应，可得到0.2 g氢气；
⑤假设2.2g样品全是铝，生成的氢气的质量大于0.2g，铜和稀硫酸不反应，Al和Cu组合与足量的稀硫酸反应，可得到0.2 g氢气；
⑥假设2.2g样品全是铁，生成的氢气的质量小于0.2g，铜和稀硫酸不反应，Fe和Cu组合与足量的稀硫酸反应，不能得到0.2 g氢气；
故选B。
14．(1)排净装置内的空气
(2) 澄清石灰水 CO2
(3)收集一氧化碳气体
(4)先把K3关闭
(5) 稀硫酸 有无色气体产生
【详解】（1）酒精喷灯加热前，先打开活塞K1和K2，关闭K3，将气囊中N2鼓入，通N2的目的是排净装置内的空气；
（2）然后通适量N2后，关闭活塞K1和K2，打开K3，点燃酒精喷灯进行实验，焦炭与氧化铁高温下反应会生成二氧化碳，二氧化碳可以使澄清的石灰水变浑浊，因此B装置中盛放的试剂是澄清石灰水，用于检测气体产物之一中的二氧化碳，化学式为CO2；
（3）一氧化碳与氢氧化钙不反应，不溶于水，因此装置C的作用是收集一氧化碳气体；
（4）当A装置药品完全变黑后，停止实验，移走酒精喷灯停止加热前的操作是先把K3关闭，以防产生倒吸，发生危险；
（5）铁能够与稀硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气，观察到有气泡产生；
铁能够与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，观察到有红色固体析出；
两种方法中最简单为：取少量黑色产物于试管中，滴加稀硫酸，观察到有无色气体产生，说明铁已生成。
15．(1) BECF 二氧化碳与湿润的蓝色石蕊试纸中的水发生化学反应生成碳酸，碳酸使蓝色石蕊试纸变红（答案合理即可）
(2) 干燥CO气体（除去CO气体中的水分；吸收水分，干燥气体等，答案合理即可） b 66.7% 4∶1 在装置的末端加一个燃着的酒精灯（答案合理即可）
【详解】（1）①以石灰石和稀盐酸为原料，制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，该反应为固液常温型，发生装置可选择B，由于盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收，所以应该先连接装置E，先除去挥发出来的HCl气体，然后再连接装置C用浓硫酸干燥，得到干燥的二氧化碳气体，由于二氧化碳密度比空气大，最后连接F向上排空气法收集二氧化碳气体，故所选仪器的连接顺序为BECF。
②石灰石的主要成分为碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应方程式为。
③二氧化碳与湿润的蓝色石蕊试纸中的水发生化学反应生成碳酸，碳酸使蓝色石蕊试纸变红，而二氧化碳气体本身不具有酸性，无法使干燥的蓝色石蕊试纸变红。
（2）①浓硫酸具有吸水性，可干燥CO气体。
②应该先通入一氧化碳气体，排除装置内的空气，防止加热时因一氧化碳气体不纯，与空气中的氧气反应，发生爆炸，故填：b。
③一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成的铁和二氧化碳，洗气瓶D1增重6.6g，洗气瓶D1内装的是氢氧化钠溶液，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠，说明生成的二氧化碳气体的质量为6.6g，设氧化铁的质量为x，则有：
解得x=8g
则12g该氧化铁样品中Fe2O3的质量分数=；
由题干可知氧化铁样品中的杂质为铁粉，则该氧化铁样品中铁元素的质量=12g-8g+=9.6g，氧化铁样品中氧元素的质量==2.4g，则该氧化铁样品中铁元素与氧元素的质量比=9.6g∶2.4g=4∶1。
④一氧化碳有毒，过量逸出到空气中会污染空气，从环保角度考虑，该实验应该在装置的末端加一个燃着的酒精灯，燃烧掉多余的一氧化碳。
16．(1)+3、+2
(2)
(3)③
(4)银、铜、铁（或Ag、Cu、Fe）
【分析】B是磁铁矿的主要成分,则B是四氧化三铁，C是铝土矿的主要成分，则C是氧化铝，A、D是生活中常见的金属，A和四氧化三铁在高温下生成氧化铝和D，则A是铝，D是铁，铝、氧化铝都能和稀硫酸反应都生成E，则E是硫酸铝，四氧化三铁和稀硫酸反应生成硫酸铁，硫酸亚铁和水，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则G是硫酸亚铁，H是硫酸铁或水，代入验证，符合题意。
【详解】（1）由分析可知，B是四氧化三铁，四氧化三铁可以写成FeO·Fe2O3,其中铁元素的化合价有+2、+3，故填：+2、+3或+3、+2；
（2）反应①是铝和四氧化三铁在高温下生成氧化铝和铁，化学方程式为：，故填：；
（3）氧化还原反应，其特征是反应前后元素的化合价发生变化，反应①是铝和四氧化三铁在高温下生成氧化铝和铁，其中铝元素、铁元素的化合价改变，该反应属于氧化还原反应，反应②是铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其中铝元素、氢元素的化合价改变，该反应属于氧化还原反应，反应③是氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，其中没有元素的化合价改变，该反应不属于氧化还原反应，故填：③；
（4）金属D是铁，在 AgNO3、Cu(NO3)2 和 Zn(NO3)2 的混合溶液中，加入一定量的铁，金属活动顺序为：锌＞铁＞铜＞银，则铁不能与硝酸锌反应，铁先和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，当硝酸银反应完后，铁再和硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明铁有剩余，硝酸银和硝酸铜全部反应完，所以滤渣中一定存在的金属有置换出来的银、铜以及剩余的铁，故填：银、铜、铁或Ag、Cu、Fe。