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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练习
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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练习，文件包含83金属资源的利用和保护考点解读原卷版docx、83金属资源的利用和保护考点解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共41页， 欢迎下载使用。
一、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 高温 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）
二、铁和常见金属的冶炼方法
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。
3、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+CuO≜Cu+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+CuO≜Cu+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：2HgO≜Hg+O2↑、HgS+O2≜Hg+SO2↑、2Ag2O≜4Ag+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。
三、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。
四、金属的回收利用和金属资源的保护
1、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）。
3、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。
【考点1 一氧化碳还原氧化铁】
【典例1-1】（2022秋•高碑店市期末）下列4个图像中，能正确反映对应变化关系的是（ ）
A．甲：取两份质量相等的氯酸钾，分别加热制取氧气
B．乙：用酒精灯加热一定量的高锰酸钾固体
C．丙：用一氧化碳还原一定质量的氧化铁
D．丁：电解水
【答案】D
【分析】A、根据二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，不能改变最终生成氧气的质量，只能加快氯酸钾分解进行分析。
B、根据高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析。
C、根据一氧化碳和氧化铁高温反应生成二氧化碳和铁进行分析。
D、根据电解水实验正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，产生氧气和氢气的体积比为1：2进行分析。
【解答】解：A.二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，不能改变最终生成氧气的质量，只能加快氯酸钾分解，所以等质量的氯酸钾最终生成的氧气的质量相同，故A错误；
B.高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应前后固体中锰元素的质量不变，故B错误；
C.一氧化碳和氧化铁高温反应生成二氧化碳和铁，最终有固体铁存在，则最终固体的质量不为0，故C错误；
D.电解水实验正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，产生氧气和氢气的体积比为1：2，故D正确。
故选：D。
【典例1-2】（2023•赣州三模）《千里江山图》是我国传世名画之一，宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层，比采用同样颜料的《蒙娜丽莎》早300年。
（1）画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质 不活泼 。
（2）Cu2（OH）2CO3中所含金属离子的符号 Cu2+ 。
（3）朱砂中的主要成分是硫化汞，其中硫元素和汞元素的化合价分别为﹣2价和+2价，则硫化汞的化学式为 HgS 。
（4）表中赭石的颜色应为 红棕色 。赭石也可用于冶炼金属，请写出一氧化碳还原Fe2O3的化学方程式 。
【答案】（1）不活泼；
（2）Cu2+；
（3）HgS；
（4）红棕色； 。
【分析】（1）根据碳的化学性质进行分析；
（2）根据铜元素属于金属元素进行分析；
（3）根据化合物中元素化合价代数和为0进行分析；
（4）根据Fe2O3的性质以CO还原Fe2O3进行分析。
【解答】解：（1）水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质稳定，不易于其他物质反应；故答案为：不活泼；
（2）由化学式可知，碱式碳酸铜中含有铜、氧、氢、碳元素，其中铜元素属于金属元素，一个铜离子带两个单位正电荷；故答案为：Cu2+；
（3）根据化合物中元素化合价代数和为0可知，硫元素和汞元素的化合价分别为﹣2价和+2价，硫原子和汞原子个数比为1：1；故答案为：HgS；
（4）氧化铁的颜色为红棕色，赭石的主要成分市氧化铁，应该是红棕色；一氧化碳和氧化铁在高温的情况下会生成铁和二氧化碳；故答案为：红棕色；。
【典例1-3】（2023秋•依安县期中）炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁反应。在实验室可以利用如图装置进行实验。
（1）写出玻璃管中的化学方程式 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
（2）一氧化碳发生了 氧化 反应（填“氧化”或“还原”），具有 还原 性（填“氧化”或“还原”）。
【答案】（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）氧化；还原。
【分析】（1）根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；
（2）根据一氧化碳得到氧生成了二氧化碳进行分析。
【解答】解：（1）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；
（2）一氧化碳得到氧生成了二氧化碳，所以一氧化碳发生了氧化反应，具有还原性。
故答案为：（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）氧化；还原。
【变式1-1】（2022秋•鹤壁期末）如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中错误的是（ ）
A．开始时应先通入一氧化碳，后加热玻璃管
B．实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成黑色
C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7
D．该实验中缺少尾气处理装置
【答案】C
【分析】A、根据排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸进行分析。
B、根据一氧化碳具有还原性，能在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳进行分析。
C、根据一氧化碳在高温的条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳进行分析。
D、根据一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境进行分析。
【解答】解：A、开始时应先通入CO后加热玻璃管，目的是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故A正确；
B、一氧化碳具有还原性，能在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验中玻璃管内红棕色粉末变为黑色，故B正确；
C、该实验中一氧化碳在高温的条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，参加反应的氧化铁和一氧化碳的质量比为160：（28×3）＝40：21，故C错误；
D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验中缺少尾气处理装置，故D正确。
故选：C。
【变式1-2】（2023•振安区校级二模）在生产、生活中我们能应用到很多金属材料。
（1）模拟工业炼铁的装置如图。写出一氧化碳与铁矿石反应的化学方程式 （合理即可） 。实验刚开始是应先 通一会儿一氧化碳 （选填“通一会儿一氧化碳”或“先加热”）。
（2）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，操作流程如图所示。
请回答：
①滤渣中一定含有的物质是 Ag （填化学式，下同）。
②若滤液呈蓝色，滤液中一定含有的溶质是 Zn（NO3）2、Cu（NO3）2 。
【答案】（1）（合理即可）；通一会儿一氧化碳；
（2）①Ag；
②Zn（NO3）2、Cu（NO3）2。
【分析】（1）根据铁矿石可能是赤铁矿，赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，先通一会儿一氧化碳，将装置内空气排尽，然后加热，防止一氧化碳和空气混合进行分析。
（2）根据金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，锌一定与硝酸银反应生成了硝酸锌，硝酸银可能过量，也可能完全反应进行分析。
【解答】解：（1）铁矿石可能是赤铁矿，赤铁矿的主要成分是氧化铁，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：；
实验刚开始是应先通一会儿一氧化碳，将装置内空气排尽，然后加热，防止一氧化碳和空气混合，加热时，发生爆炸；
（2）①金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，充分反应后，过滤，向滤渣中滴入稀盐酸，无气泡，说明锌已经完全反应，锌一定与硝酸银反应生成了银，故滤渣中一定含银，可能含铜，故填：Ag；
②若滤液呈蓝色，说明滤液中含硝酸铜，锌一定与硝酸银反应生成了硝酸锌，硝酸银可能过量，也可能完全反应，故滤液中一定含有的溶质是：Zn（NO3）2、Cu（NO3）2。
故答案为：（1）（合理即可）；通一会儿一氧化碳；
（2）①Ag；
②Zn（NO3）2、Cu（NO3）2。
【变式1-3】（2023秋•望奎县校级月考）铁是目前使用最广泛的金属，请回答：
（1）在实验室可以利用如图装置制得铁。
①实验开始时，应先通入一会儿CO，目的是： 排出玻璃管中的空气，防止加热时产生爆炸 ，A装置硬质玻璃管内的现象是 红色粉末变黑 ，玻璃管内所发生反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
②B处试管内现象 澄清的石灰水变浑浊 。
③C处酒精灯的作用是 处理尾气，防止污染空气 。
（2）相比于黄铁矿（主要成分FeS2），工业上选赤铁矿（主要成分Fe2O3为原料炼铁的优点是 含铁量高，不会造成空气污染 。
（3）硬质玻璃管内盛放20g赤铁矿石样品，通入一氧化碳完全反应后玻璃管内剩余15.2g固体，则原赤铁矿石中氧化铁的质量分数为 80% 。
【答案】（1）①排出玻璃管中的空气，防止加热时产生爆炸；红色粉末变黑；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②澄清的石灰水变浑浊；
③处理尾气，防止污染空气；
（2）含铁量高，不会造成空气污染；
（3）80%。
【分析】高温下，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，一氧化碳有毒，会污染空气，需要进行尾气处理，据以上分析解答。
【解答】解：（1）①图中实验开始时，应先通一会 CO再加热，目的是排出玻璃管中的空气，防止加热时产生爆炸；一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，故实验中观察到硬质玻璃管中的现象是红色粉末变黑；玻璃管内，一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，因此B处试管内现象澄清的石灰水变浑浊；
③一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，因此C处酒精灯的作用是处理尾气，防止污染空气；
（2）赤铁矿的主要成分是Fe2O3，矿石中含铁元素，冶炼时产生的大气污染物相对较少，含铁量比较高；黄铁矿的主要成分是FeS2，冶炼时会产生大量的二氧化硫，造成空气污染，因此相比于黄铁矿（主要成分FeS2），工业上选赤铁矿（主要成分Fe2O3）为原料炼铁的优点是氧化铁中含铁量高，不会造成空气污染；
（3）硬质玻璃管内盛放20g赤铁矿石样品，通入一氧化碳完全反应后玻璃管内剩余15.2g固体，则原赤铁矿石中氧化铁的质量为x，
3CO+Fe2O32Fe+3CO2 固体质量的差值
160 112 48
x 20g﹣15.2g
，x＝16g，则原赤铁矿石中氧化铁的质量分数为×100%＝80%。
故答案为：
（1）①排出玻璃管中的空气，防止加热时产生爆炸；红色粉末变黑；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②澄清的石灰水变浑浊；
③处理尾气，防止污染空气；
（2）含铁量高，不会造成空气污染；
（3）80%。
【考点2 铁和常见金属的冶炼方法】
【典例2-1】（2023•杏花岭区校级一模）炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是（ ）
A．工业炼铁的设备是高炉
B．焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳
C．生铁属于混合物
D．生成铁的主要反应是：CO+Fe2O3Fe+CO2
【答案】D
【分析】A、根据工业炼铁的设备，进行分析判断。
B、根据焦炭的作用，进行分析判断。
C、根据生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，进行分析判断。
D、根据赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，进行分析判断。
【解答】解：A、工业炼铁的设备是高炉，故选项说法正确。
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，故选项说法正确。
C、生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，属于混合物，故选项说法正确。
D、赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故选项说法错误。
故选：D。
【典例2-2】（2023•文圣区校级二模）材料的发现和使用经历了从石器、青铜器、铁器到铝的大规模使用等漫长的年代。请回答：
（1）我国最早使用的合金是 青铜 。
（2）我国是最早采用湿法冶铜的国家。文献记载“胆铜法”：用铁与“胆水”（含CuSO4）反应获得铜。铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
（3）炼铁时，把铁矿石、 焦炭 和石灰石一起加入高炉。石灰石的主要作用是 将矿石中的二氧化硅变为炉渣 。
（4）验证铁铝铜金属活动性顺序时，所需药品有：铝、铜和 硫酸亚铁或氯化亚铁 。
【答案】（1）青铜；
（2）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）焦炭；将矿石中的二氧化硅变为炉渣；
（4）硫酸亚铁或氯化亚铁。
【分析】（1）根据由金属和金属或非金属加热熔合在一起具有金属特性的混合物叫做合金进行分析；
（2）根据铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁进行分析；
（3）根据石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，进行分析；
（4）根据将铝丝、铜丝同时插入硫酸亚铁溶液中，铝能置换出铁则铝比铁活泼，铜不能置换出铁则铁比铜活泼进行分析。
【解答】解：（1）由金属和金属或非金属加热熔合在一起具有金属特性的混合物叫做合金，我国最早使用的合金是青铜；
（2）“胆铜法”：用铁与“胆水”（含CuSO4）反应获得铜，即铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，该反应化学方程式：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）炼铁时，把铁矿石、焦炭、和石灰石一起加入高炉，焦炭为炼铁提供热量和还原剂。石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅变为炉渣；
（4）验证铁铝铜金属活动性顺序时，所需药品有：铝、铜和硫酸亚铁，将铝丝、铜丝同时插入硫酸亚铁溶液中，铝能置换出铁则铝比铁活泼，铜不能置换出铁则铁比铜活泼。
故答案为：（1）青铜；
（2）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）焦炭；将矿石中的二氧化硅变为炉渣；
（4）硫酸亚铁或氯化亚铁。
【变式2-1】（2023•蚌山区三模）金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。历史上人类冶炼不同金属的大致年代如下图，下列有关说法不正确的是（ ）
A．通过敲打将青铜制成不同形状，是利用金属的延展性
B．炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石
C．金属铝的利用比镁、钠晚，是因为铝的金属活动性强
D．湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜
【答案】C
【分析】A、根据金属的物理性质来分析；
B、根据炼铁的原料来分析；
C、根据金属的利用来分析；
D、根据湿法炼铜的原理来分析。
【解答】解：A、通过敲打将青铜制成不同形状，是利用金属的延展性，选项说法正确；
B、炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石等，选项说法正确；
C、钠、镁的金属活动性比铝强，金属铝的利用比镁、钠晚与铝冶炼较困难有关，选项说法错误；
D、湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，制取铜，选项说法正确；
故选：C。
【变式2-2】（2023•迎江区模拟）在明代宋应星所著的《天工开物》中，有关火法炼锌的工艺记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。”（已知：炉甘石的主要成分是碳酸锌）下列说法正确的是（ ）
A．反应前后固体的质量不变
B．在此过程中只产生一种碳的氧化物
C．“罐中炉甘石熔化成团”，团的主要成分是锌
D．“逐层用煤炭饼垫盛”是为了燃烧提供高温
【答案】C
【分析】A、根据反应的原理来分析；
B、根据氧化物的概念来分析；
C、根据物质的成分来分析；
D、根据燃烧的条件来分析。
【解答】解：火法炼锌的工艺中涉及到的化学反应有：碳酸锌在高温的条件下分解为氧化锌和二氧化碳，氧化锌和碳在高温的条件下反应生成锌和二氧化碳，在高温的条件下，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，在高温的条件下，一氧化碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳。
A、反应后有气体生成，由质量守恒定律可知，反应前后固体的质量减小，故A错误；
B、氧化物是由两种元素组成，且其中有一种元素是氧元素的化合物，在此过程中生成两种碳的氧化物——一氧化碳和二氧化碳，故B错误；
C、“罐中炉甘石熔化成团”，反应后生成的锌不再反应，所以团的主要成分是锌，故C正确；
D、该反应中碳是反应物，“逐层用煤炭饼垫盛”是为了使碳与碳酸锌充分反应，故D错误。
故选：C。
【变式2-3】（2023•呼和浩特）人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关。
（1）商代文物黄金面罩，其制作工艺先进，薄如蝉翼，利用了黄金良好的 延展 性。
（2）明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先者。现代高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ，原料中焦炭的作用是提供热量和 C+CO22CO （用化学方程式回答）。
（3）铝被广泛应用，原因之一是铝的抗腐蚀性能良好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是 铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀 。
【答案】（1）延展；
（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；C+CO22CO；
（3）铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。
【分析】（1）根据黄金具有延展性进行分析。
（2）根据一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳进行分析。
（3）根据铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀进行分析。
【解答】解：（1）黄金能制成面罩，压成薄片，利用了黄金良好的延展性；
（2）①高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②原料中焦炭的作用是提供热量和与二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳，化学方程式为：C+CO22CO；
（3）铝的抗腐蚀性能良好的原因是：铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。
故答案为：（1）延展；
（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；C+CO22CO；
（3）铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。
【考点3 金属锈蚀的条件及金属的防护】
【典例3-1】（2023秋•城中区期中）暖宝宝中有铁粉等物质，遇氧气温度升高。小红用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器画出暖宝宝原料遇空气的数据变化图像，如图2，下列说法中不正确的是（ ）
A．Ⅰ为温度变化曲线
B．Ⅲ为氧气浓度变化曲线
C．Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热
D．暖宝宝原料足量时，瓶内压强可降至0
【答案】D
【分析】通过题中信息可知，暖宝宝原料主要成分为铁粉和碳粉，滴加水后，暖宝宝中的物质发生缓慢氧化，消耗氧气，使氧气浓度降低，会导致容器内气压减小；但缓慢氧化会放出热量，使容器内气体受热膨胀，容器内气压增大，而放热时使气压增大的幅度要大于因氧气消耗而使气压减小的幅度，故在放热过程中容器内气压呈上升趋势，但当反应完成后，温度冷却至室温，容器内气压会低于原来的气压。由于反应消耗了氧气，所以氧气的浓度呈一直下降的趋势；反应过程放出大量热量，温度升高，待反应结束后，设备恢复到室温。
【解答】解：A、铁进行氧化反应放热，容器内温度升高，反应结束后，温度逐渐恢复到室温。曲线Ⅰ中，反应前后数值相等，为温度变化曲线，故A正确；
B、由分析可知，Ⅲ中数值逐渐降低，反应过程中氧气被逐渐消耗，Ⅲ为氧气浓度变化曲线，故B正确；
C、根据分析可知，曲线Ⅰ是温度变化曲线、曲线Ⅱ是压强变化曲线；曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致，故C正确；
D、如果暖宝宝原料足量，压强不能降至0，是因为容器内还有不能被消耗氮气、稀有气体等气体，故D错误。
故选：D。
【典例3-2】（2023秋•丹阳市校级月考）铜跟铁一样在潮湿的空气中容易生锈产生铜绿（主要成分是碱式碳酸铜：Cu2（OH）2CO3）根据反应前后 元素种类 不变，铜生锈是铜和空气中的氧气与 二氧化碳 和 水 共同作用的结果。
【答案】元素种类；二氧化碳；水。
【分析】根据反应前后元素种类不变，碱式碳酸铜中含有铜、氢、氧、碳元素进行分析。
【解答】解：铜跟铁一样在潮湿的空气中容易生锈产生铜绿（主要成分是碱式碳酸铜：Cu2（OH）2CO3，根据反应前后元素种类不变，碱式碳酸铜中含有铜、氢、氧、碳元素，所以铜生锈是铜和空气中的氧气与二氧化碳和水共同作用的结果。
故答案为：元素种类；二氧化碳；水。
【典例3-3】（2023•淄博）金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。回答下列问题：
（1）利用物理方法可以把黄金压成厚度只有的薄片，说明金具有良好的 C （填字母）。
A.金属光泽
B.导电性
C.延展性
D.导热性
（2）在钢铁制品表面刷油漆可防止锈蚀，其原因是 隔绝空气和水 。
（3）某同学设计如图所示实验方案，验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。
能证明铁的金属活动性比铜强的实验现象是 A中有气泡产生，B中没有气泡产生 ；要验证铜的金属活动性比银强，试管C中应加入 AgNO3 （填化学式）溶液。
【答案】（1）C；
（2）隔绝空气和水；
（3）A中有气泡产生，B中没有气泡产生；AgNO3。
【分析】（1）根据金属的性质进行分析。
（2）根据铁与氧气和水共同接触时会生锈进行分析。
（3）根据铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与硫酸反应，若想验证铜的金属活动性比银强，可通过证明铜能将银从其化合物溶液中置换出来进行分析。
【解答】解：（1）黄金可以压成厚度只有1/10000mm的薄片，说明其具有良好的延展性。
（2）铁与氧气和水共同接触时会生锈，在钢铁制品表面刷油漆，能隔绝氧气和水，从而防止锈蚀。
（3）铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与硫酸反应，则可说明铁比铜活泼，则现象为A 中有气泡产生，B中没有气泡产生；若想验证铜的金属活动性比银强，可通过证明铜能将银从其化合物溶液中置换出来，则试管C中可加入硝酸银溶液。
故答案为：（1）C；
（2）隔绝空气和水；
（3）A中有气泡产生，B中没有气泡产生；AgNO3。
【变式3-1】（2023秋•工业园区校级月考）超疏水性仿生材料对水的作用与荷叶相似，水滴在其表面不易附着。将玻璃放在蜡烛火焰上灼烧，表面会沉积一层黑色物质（如图），该方法可获得一种用于手机触屏的超疏水性材料。下列说法不正确的是（ ）
A．蜡烛燃烧化学能转化为光能和热能
B．黑色物质是由石蜡蒸气冷凝而成
C．黑色物质能与氧气发生反应
D．铁质输水管的内壁若采用超疏水性材料能防锈蚀
【答案】B
【分析】A、根据蜡烛燃烧的现象来分析；
B、根据石蜡不充分燃烧会产生炭黑来分析；
C、根据炭黑能燃烧来分析；
D、根据铁的防锈措施来分析。
【解答】解：A、蜡烛燃烧发光放热，蜡烛燃烧化学能转化为光能和热能，故A正确；
B、石蜡蒸气冷凝而成的是白色固体石蜡，故B错误；
C、黑色物质是炭黑，碳单质能与氧气发生燃烧反应，故C正确；
D、铁制品在潮湿的空气中容易腐蚀，则内壁若采用超疏水性材料能隔绝水与铁接触，可以防止锈蚀，故D正确。
故选：B。
【变式3-2】（2023秋•肇源县月考）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是（ ）
A．②③中O2含量减少表明铁锈蚀消耗了氧气
B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀
D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
【答案】D
【分析】根据铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀来分析。
【解答】解：①加入干燥剂后，铁粉不会锈蚀；②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀；③加入10滴水和1.0g食盐，铁粉很快锈蚀。
A.铁粉锈蚀需要消耗氧气，所以②③中O2含量减少表明铁已锈蚀，选项A说法正确；
B.①加入干燥剂后，铁粉不会锈蚀；②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀，因此①②证明水对铁锈蚀有影响，选项B说法正确；
C.②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀；③加入10滴水和1.0g食盐，铁粉很快锈蚀，因此②③证明食盐能加快铁锈蚀，选项C说法正确；
D.对比三个实验，并不能证明炭粉对铁锈蚀有影响。选项D说法错误。
故选：D。
【变式3-3】（2022秋•齐河县期末）手推车是超市购物的常用工具，请按要求回答下列问题：
（1）如图所标示的手推车各部件中，属于金属材料的是 铝合金车篮和生铁支架 。
（2）生铁支架在春夏之季更易生锈的原因是 春夏之季空气更潮湿（或湿度大，水蒸气含量高等） 。
（3）工业上常用赤铁矿冶炼生铁，其化学原理是 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （用化学方程式表示，下同）；生铁制品不能与波尔多液长期接触的原因是 Fe+CuSO4═FeSO4+Cu ，基本反应类型是 置换反应 。
【答案】见试题解答内容
【分析】铁与水和氧气同时接触时容易生锈，因此隔绝水和氧气可以防止铁制品生锈。
【解答】解：（1）金属材料包括纯金属和合金，则如图所标示的手推车各部件中，属于金属材料的是铝合金车篮和生铁支架。
（2）铁与氧气和水生成铁锈，则生铁支架在春夏之季更易生锈的原因是春夏之季空气更潮湿（或湿度大，水蒸气含量高等合理即可）。
（3）一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，则工业上常用赤铁矿冶炼生铁，其化学原理用化学方程式表示为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，则生铁制品不能与波尔多液长期接触的原因用化学方程式表示为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，反应符合一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，则基本反应类型是置换反应。
故答案为：（1）铝合金车篮和生铁支架。
（2）春夏之季空气更潮湿（或湿度大，水蒸气含量高等）。
（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；置换反应。
【变式3-4】（2023秋•润州区校级月考）利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验，实验装置如图所示。
（1）1分钟后温度计示数 变大 （选填“变大”或“变小”）。
（2）8分钟后打开止水夹可观察到的现象是 烧杯中的水进入锥形瓶 。
【答案】（1）变大；
（2）烧杯中的水进入锥形瓶。
【分析】（1）根据缓慢氧化反应的现象进行分析；
（2）根据铁粉生锈时消耗装置中的氧气、水蒸气进行分析。
【解答】解：（1）铁粉生锈时与空气中的氧气、水发生缓慢氧化，放出热量，温度计温度升高，示数变大；
（2）铁粉生锈消耗装置中的氧气、水蒸气，使锥形瓶内压强减小，十几分钟后打开止水夹可观察到烧杯中的水进入锥形瓶。
故答案为：
（1）变大；
（2）烧杯中的水进入锥形瓶。
【考点4 金属的回收利用和金属资源的保护】
【典例4-1】（2023•沛县校级三模）能源、环境和安全已成为人类日益关注的问题。下列说法不合理的是（ ）
A．为降低成本，可以将工业废水直接排放到大海中
B．回收利用废金属既可以节约资源，还可以保护环境
C．在安全可靠的前提下，提高核电在电力生产中的比例
D．太阳能电池、燃料电池的研制和使用能有效消除电池造成的污染
【答案】A
【分析】A、根据造成水污染的原因来分析；
B、根据回收废旧金属的意义来分析；
C、根据核能的利用来分析；
D、根据太阳能电池、燃料电池的研制和使用的意义来分析。
【解答】解：A、工业废水中含有有害物质，将工业废水直接排放到大海中，会污染水资源，符合题意；
B、回收利用废金属既可以节约金属资源，还可以防止废旧金属污染环境，不符合题意；
C、核电相对于传统化石能源是一种清洁能源，故在安全可靠的前提下，提高核电在电力生产中的比例，可以保护环境，不符合题意；
D、太阳能电池、燃料电池的研制和使用能有效消除电池造成的污染，有利于保护环境，不符合题意。
故选：A。
【典例4-2】（2023秋•阿城区月考）探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。全年实施宇航发射任务64次，再创历史新高，中国空间站全面建成，梦圆“天宫”，首次在月球上发现新矿物“嫦娥石”，中国再添“太空印记”过去一年，中国航天以高质量创新引领高质量发展，中国人探索太空的脚步正迈得更稳更远。
（1）铝合金材料为实验舱披上坚固“铠甲”，主要利用了其 A （填字母）的物理性质。
A．密度小、强度高
B．导电性好、硬度大
C．抗腐蚀性好、熔点高
（2）工业上通过电解氧化铝的方法制得金属铝，同时生成一种常见的气体单质。请写出该反应的化学方程式 2Al2O34Al+3O2↑ ，其中化合价降低的元素符号是 Al 。金属材料的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且还可以减少 对环境的污染 ，这是一举两得的好事。
（3）实验舱装载1.5吨化学燃料四氧化二氮与偏二甲肼，这些燃料提供能量，保障航天器正常运行，此过程能量的来源是 化学 能。
【答案】（1）A；
（2）2Al2O34Al+3O2↑；Al；对环境的污染；
（3）化学。
【分析】（1）根据铝合金的性质与用途来分析；
（2）根据化学反应的原理、元素的化合价以及金属回收的意义来分析；
（3）根据能量的转化来分析。
【解答】解：（1）铝合金材料为实验舱披上坚固“铠甲”，主要利用了其密度小、强度高；
（2）氧化铝在通电条件下生成铝和氧气，反应的化学方程式为：2Al2O34Al+3O2↑，反应前氧化铝中铝元素的化合价为+3价，氧元素的化合价为﹣2价，反应后金属铝的化合价为0价，氧气中氧元素的化合价为0价，故其中化合价降低的元素符号是Al；金属材料的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且还可以减少对环境的污染；
（3）实验舱装载1.5吨化学燃料四氧化二氮与偏二甲肼，这些燃料提供能量，保障航天器正常运行，此过程能量的来源是化学能。
故答案为：（1）A；
（2）2Al2O34Al+3O2↑；Al；对环境的污染；
（3）化学。
【变式4-1】（2023•香坊区校级开学）下列有关金属资源的叙述不正确的是（ ）
A．防止金属腐蚀是保护金属资源的途径之一
B．我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，铜、铝、锰等储量在世界占有重要地位
C．废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且可以减少对环境的污染
D．现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的30%～50%
【答案】D
【分析】A、根据防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径之一进行分析；
B、根据矿物的储量很丰富，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位进行分析；
C、根据废旧金属的回收利用的作用进行分析；
D、根据现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%～40%进行分析。
【解答】解：A、防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径之一，故A正确；
B、我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物的储量也很丰富，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位，故B正确；
C、废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且可以减少对环境的污染，故C正确；
D、现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%～40%，故D不正确。
故选：D。
【变式4-2】（2023•香洲区校级一模）如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答：
（1）一定发生化学变化的过程是 ① （填序号）。
（2）如果铁矿石采用的是赤铁矿，①反应的化学方程式是 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
（3）铁锅做炊具主要是利用了金属的 导热性 ；铁制品容易生锈而铝制品不易生锈的原因是 在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜 ；废旧的铁锅、铁管属于 可回收物 （填“厨余垃圾”、“可回收物”、“有害垃圾”或“其他垃圾”）。废旧金属“循环利用”的意义是 保护金属资源 。
【答案】（1）①；
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）导热性；在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；可回收物；保护金属资源。
【分析】（1）根据将铁矿石冶炼成生铁的过程中有新物质生成，属于化学变化，其余过程中均没有新物质生成，属于物理变化进行分析；
（2）根据赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳在高温条件下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳进行分析；
（3）根据铁具有导热性；铝在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；废旧的铁锅、铁管可回收利用，进行分析。
【解答】解：（1）将铁矿石冶炼成生铁的过程中有新物质生成，属于化学变化，其余过程中均没有新物质生成，属于物理变化，故一定发生化学变化的过程是①。
（2）赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳在高温条件下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
（3）铁锅做炊具主要是利用了铁的导热性；铝制品耐腐蚀是因为在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；废旧的铁锅、铁管可回收利用，属于可回收物；将废旧金属回收利用能节约金属资源。
故答案为：（1）①；
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）导热性；在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；可回收物；保护金属资源。
1．（2023•嘉禾县校级二模）下列实验现象描述中，错误的是（ ）
A．硫在空气中燃烧：淡蓝色火焰
B．一氧化碳还原氧化铁：红色粉末变为银白色
C．用木炭还原氧化铜：黑色粉末变为红色
D．将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液：紫色溶液变红色
【答案】B
【分析】A、根据硫燃烧现象分析；B、根据一氧化碳与氧化铁反应现象分析；C、根据碳还原氧化铜现象分析；D、根据二氧化碳的性质分析。
【解答】解：A、硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体，A正确；
B、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，可看到红色粉末变为黑色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体，B错误；
C、木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，可看到黑色粉末变为红色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体，C正确；
D、二氧化碳与水生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红色，所以将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液，紫色溶液变红色，D正确。
故选：B。
2．（2022秋•金安区校级期末）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．操作时，先点燃甲处酒精灯，再将注射器内的CO推入V型玻璃管内
B．实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑
C．实验过程中可观察到丙中澄清石灰水变浑浊，且液面下降
D．装置丙的作用既可以检验二氧化碳又可以收集一氧化碳
【答案】A
【分析】根据一氧化碳还原氧化铁实验的原理和操作分析。
【解答】解：A、可燃性气体和助燃性气体的混合气，点燃时，可能发生爆炸，所以实验时应先将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中，后点燃酒精喷灯，故A错误；
B、一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，所以实验过程中观察到红棕色固体逐渐变黑，故B正确；
C、实验过程中可观察到丙中澄清石灰水变浑浊，且液面下降，故C正确；
D、装置丙的作用既可以检验二氧化碳又可以收集一氧化碳，故D正确。
故选：A。
3．（2023•虞城县一模）“中国高铁，世界第一”。高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理之一是C+2NiO2Ni+CO2↑。下列说法不正确的是（ ）
A．含镍不锈钢的硬度大于纯铁
B．火法炼镍不会对环境造成影响
C．含镍不锈钢是一种铁合金
D．该反应利用的是碳具有还原性
【答案】B
【分析】A、根据一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度分析；
B、根据由反应物的种类以及质量守恒定律可知分析；
C、根据合金定义分析；
D、根据化合价变化分析。
【解答】解：A、合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，所以含镍不锈钢的硬度大于纯铁，A不符合题意；
B、火法炼镍中生成二氧化碳会造成温室效应，可能会产生污染环境的一氧化碳气体，B符合题意；
C、合金是由两种或两种以上的金属或非金属经过混合熔化、冷却凝固后所合成的具有金属特性的物质，含镍不锈钢属于一种铁合金，C不符合题意；
D、二氧化碳中，碳元素显+4价，C是一种单质，其中碳元素的化合价为零，碳元素化合价升高，该反应利用的是碳具有还原性，D不符合题意。
故选：B。
4．（2023秋•相城区校级月考）下列实验现象描述正确的是（ ）
A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，放出热量，生成四氧化三铁
B．镁条燃烧时发出耀眼的白光，同时生成黑色固体
C．磷在空气中燃烧生成白色烟雾
D．铁在潮湿的空气中生锈，生成红棕色固体
【答案】D
【分析】A、根据现象描述不能出现物质名称，进行分析。
B、根据镁条燃烧时发出耀眼的白光，生成白色固体进行分析。
C、根据磷在空气中燃烧生成白色烟进行分析。
D、根据铁在潮湿的空气中生锈进行分析。
【解答】解：A、现象描述不能出现物质名称，应该是铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，放出热量，生成黑色的固体，故A错误；
B、镁条燃烧时发出耀眼的白光，同时生成白色固体，故B错误；
C、磷在空气中燃烧生成白色烟，而不是雾，故C错误；
D、铁在潮湿的空气中生锈，生成红棕色固体，故D正确。
故选：D。
5．（2022秋•海门市期末）2022年我国环境日的主题为“共建清洁美丽世界”，以下行动不符合这一主题的是（ ）
A．双面使用纸张，节约森林资源
B．回收利用金属材料，节约金属资源
C．绿色出行，积极践行“低碳生活”
D．提高产量，大量使用化肥农药
【答案】D
【分析】A、根据双面使用纸张，提高纸张的使用率，减少浪费进行分析；
B、根据回收利用金属材料，可以减少金属矿藏的开采进行分析；
C、根据绿色出行是指乘坐公共交通工具或者骑自行车出行，进行分析；
D、根据大量使用化肥农药会造成土壤污染进行分析。
【解答】解：A、树木是制造纸张的原材料，双面使用纸张，提高纸张的使用率，减少浪费，可以保护树木，保护森林资源，故A正确；
B、回收利用金属材料，可以减少金属矿藏的开采，节约金属资源，有利于保护环境，故B正确；
C、绿色出行是指乘坐公共交通工具或者骑自行车出行，这样做可以减少碳的排放，有利于保护环境，故C正确；
D、大量使用化肥农药会造成土壤污染、水源污染，不利于环境保护，故D错误。
故选：D。
6．（2023春•芦淞区期中）比亚迪集团生产的电动公交车因低碳环保而在全球推广，电动公交车制造需要大量使用金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是（ ）
A．金属材料中一定不含有非金属元素
B．多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好
C．电动公交车所有部件都是由金属材料制造的
D．地球上的金属资源是取之不尽、用之不竭的
【答案】B
【分析】A、根据金属材料包括纯金属以及它们的合金，进行分析判断。
B、根据合金的性质，进行分析判断。
C、根据金属材料包括纯金属以及它们的合金，进行分析判断。
D、根据金属资源属于不可再生资源，进行分析判断。
【解答】解：A、金属材料包括纯金属以及它们的合金，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，则金属材料中可能含有非金属元素，故选项说法错误。
B、多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好，故选项说法正确。
C、电动公交车所有部件不都是由金属材料制造的，还用了塑料、玻璃等材料，故选项说法错误。
D、金属资源属于不可再生资源，地球上的金属资源并不是取之不尽、用之不竭的，故选项说法错误。
故选：B。
7．（2023•安乡县二模）人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。
（1）我国的青铜文化历史悠久。西汉时期的湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜，该反应的化学方程式是 Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 。
（2）“防盗玻璃”结构中嵌有极细的金属线，它能报警是利用了金属的 导电 性。
（3）铜是人类最早利用的金属之一。下列铜制品中，利用了金属导热性的是 C （填字母）。
（4）如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置（如图中为澄清的石灰水），回答有关问题：
实验过程中澄清的石灰水中观察到的现象是 澄清的石灰水变浑浊 ，该反应的化学方程式是 Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O 。
（5）目前世界上年产量最多、使用最广泛的金属是 Fe （填元素符号）。
【答案】（1）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；矿物
蓝铜矿
朱砂
赭石
颜色
深蓝色
大红色
？
主要成分
Cu2（OH）2CO3
？
Fe2O3
实验装置
序号
其他试剂
200s时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g食盐
8%
一、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 高温 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）
二、铁和常见金属的冶炼方法
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。
3、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+CuO≜Cu+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+CuO≜Cu+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：2HgO≜Hg+O2↑、HgS+O2≜Hg+SO2↑、2Ag2O≜4Ag+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。
三、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。
四、金属的回收利用和金属资源的保护
1、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）。
3、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。
【考点1 一氧化碳还原氧化铁】
【典例1-1】（2022秋•高碑店市期末）下列4个图像中，能正确反映对应变化关系的是（ ）
A．甲：取两份质量相等的氯酸钾，分别加热制取氧气
B．乙：用酒精灯加热一定量的高锰酸钾固体
C．丙：用一氧化碳还原一定质量的氧化铁
D．丁：电解水
【答案】D
【分析】A、根据二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，不能改变最终生成氧气的质量，只能加快氯酸钾分解进行分析。
B、根据高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析。
C、根据一氧化碳和氧化铁高温反应生成二氧化碳和铁进行分析。
D、根据电解水实验正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，产生氧气和氢气的体积比为1：2进行分析。
【解答】解：A.二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，不能改变最终生成氧气的质量，只能加快氯酸钾分解，所以等质量的氯酸钾最终生成的氧气的质量相同，故A错误；
B.高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应前后固体中锰元素的质量不变，故B错误；
C.一氧化碳和氧化铁高温反应生成二氧化碳和铁，最终有固体铁存在，则最终固体的质量不为0，故C错误；
D.电解水实验正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，产生氧气和氢气的体积比为1：2，故D正确。
故选：D。
【典例1-2】（2023•赣州三模）《千里江山图》是我国传世名画之一，宋代画家王希孟创造性地将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层，比采用同样颜料的《蒙娜丽莎》早300年。
（1）画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质 不活泼 。
（2）Cu2（OH）2CO3中所含金属离子的符号 Cu2+ 。
（3）朱砂中的主要成分是硫化汞，其中硫元素和汞元素的化合价分别为﹣2价和+2价，则硫化汞的化学式为 HgS 。
（4）表中赭石的颜色应为 红棕色 。赭石也可用于冶炼金属，请写出一氧化碳还原Fe2O3的化学方程式 。
【答案】（1）不活泼；
（2）Cu2+；
（3）HgS；
（4）红棕色； 。
【分析】（1）根据碳的化学性质进行分析；
（2）根据铜元素属于金属元素进行分析；
（3）根据化合物中元素化合价代数和为0进行分析；
（4）根据Fe2O3的性质以CO还原Fe2O3进行分析。
【解答】解：（1）水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳的化学性质稳定，不易于其他物质反应；故答案为：不活泼；
（2）由化学式可知，碱式碳酸铜中含有铜、氧、氢、碳元素，其中铜元素属于金属元素，一个铜离子带两个单位正电荷；故答案为：Cu2+；
（3）根据化合物中元素化合价代数和为0可知，硫元素和汞元素的化合价分别为﹣2价和+2价，硫原子和汞原子个数比为1：1；故答案为：HgS；
（4）氧化铁的颜色为红棕色，赭石的主要成分市氧化铁，应该是红棕色；一氧化碳和氧化铁在高温的情况下会生成铁和二氧化碳；故答案为：红棕色；。
【典例1-3】（2023秋•依安县期中）炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁反应。在实验室可以利用如图装置进行实验。
（1）写出玻璃管中的化学方程式 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
（2）一氧化碳发生了 氧化 反应（填“氧化”或“还原”），具有 还原 性（填“氧化”或“还原”）。
【答案】（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）氧化；还原。
【分析】（1）根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析；
（2）根据一氧化碳得到氧生成了二氧化碳进行分析。
【解答】解：（1）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；
（2）一氧化碳得到氧生成了二氧化碳，所以一氧化碳发生了氧化反应，具有还原性。
故答案为：（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）氧化；还原。
【变式1-1】（2022秋•鹤壁期末）如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中错误的是（ ）
A．开始时应先通入一氧化碳，后加热玻璃管
B．实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成黑色
C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7
D．该实验中缺少尾气处理装置
【答案】C
【分析】A、根据排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸进行分析。
B、根据一氧化碳具有还原性，能在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳进行分析。
C、根据一氧化碳在高温的条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳进行分析。
D、根据一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境进行分析。
【解答】解：A、开始时应先通入CO后加热玻璃管，目的是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故A正确；
B、一氧化碳具有还原性，能在高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验中玻璃管内红棕色粉末变为黑色，故B正确；
C、该实验中一氧化碳在高温的条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，参加反应的氧化铁和一氧化碳的质量比为160：（28×3）＝40：21，故C错误；
D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验中缺少尾气处理装置，故D正确。
故选：C。
【变式1-2】（2023•振安区校级二模）在生产、生活中我们能应用到很多金属材料。
（1）模拟工业炼铁的装置如图。写出一氧化碳与铁矿石反应的化学方程式 （合理即可） 。实验刚开始是应先 通一会儿一氧化碳 （选填“通一会儿一氧化碳”或“先加热”）。
（2）向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，操作流程如图所示。
请回答：
①滤渣中一定含有的物质是 Ag （填化学式，下同）。
②若滤液呈蓝色，滤液中一定含有的溶质是 Zn（NO3）2、Cu（NO3）2 。
【答案】（1）（合理即可）；通一会儿一氧化碳；
（2）①Ag；
②Zn（NO3）2、Cu（NO3）2。
【分析】（1）根据铁矿石可能是赤铁矿，赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，先通一会儿一氧化碳，将装置内空气排尽，然后加热，防止一氧化碳和空气混合进行分析。
（2）根据金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，锌一定与硝酸银反应生成了硝酸锌，硝酸银可能过量，也可能完全反应进行分析。
【解答】解：（1）铁矿石可能是赤铁矿，赤铁矿的主要成分是氧化铁，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：；
实验刚开始是应先通一会儿一氧化碳，将装置内空气排尽，然后加热，防止一氧化碳和空气混合，加热时，发生爆炸；
（2）①金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，充分反应后，过滤，向滤渣中滴入稀盐酸，无气泡，说明锌已经完全反应，锌一定与硝酸银反应生成了银，故滤渣中一定含银，可能含铜，故填：Ag；
②若滤液呈蓝色，说明滤液中含硝酸铜，锌一定与硝酸银反应生成了硝酸锌，硝酸银可能过量，也可能完全反应，故滤液中一定含有的溶质是：Zn（NO3）2、Cu（NO3）2。
故答案为：（1）（合理即可）；通一会儿一氧化碳；
（2）①Ag；
②Zn（NO3）2、Cu（NO3）2。
【变式1-3】（2023秋•望奎县校级月考）铁是目前使用最广泛的金属，请回答：
（1）在实验室可以利用如图装置制得铁。
①实验开始时，应先通入一会儿CO，目的是： 排出玻璃管中的空气，防止加热时产生爆炸 ，A装置硬质玻璃管内的现象是 红色粉末变黑 ，玻璃管内所发生反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
②B处试管内现象 澄清的石灰水变浑浊 。
③C处酒精灯的作用是 处理尾气，防止污染空气 。
（2）相比于黄铁矿（主要成分FeS2），工业上选赤铁矿（主要成分Fe2O3为原料炼铁的优点是 含铁量高，不会造成空气污染 。
（3）硬质玻璃管内盛放20g赤铁矿石样品，通入一氧化碳完全反应后玻璃管内剩余15.2g固体，则原赤铁矿石中氧化铁的质量分数为 80% 。
【答案】（1）①排出玻璃管中的空气，防止加热时产生爆炸；红色粉末变黑；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②澄清的石灰水变浑浊；
③处理尾气，防止污染空气；
（2）含铁量高，不会造成空气污染；
（3）80%。
【分析】高温下，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，一氧化碳有毒，会污染空气，需要进行尾气处理，据以上分析解答。
【解答】解：（1）①图中实验开始时，应先通一会 CO再加热，目的是排出玻璃管中的空气，防止加热时产生爆炸；一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，故实验中观察到硬质玻璃管中的现象是红色粉末变黑；玻璃管内，一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，因此B处试管内现象澄清的石灰水变浑浊；
③一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，因此C处酒精灯的作用是处理尾气，防止污染空气；
（2）赤铁矿的主要成分是Fe2O3，矿石中含铁元素，冶炼时产生的大气污染物相对较少，含铁量比较高；黄铁矿的主要成分是FeS2，冶炼时会产生大量的二氧化硫，造成空气污染，因此相比于黄铁矿（主要成分FeS2），工业上选赤铁矿（主要成分Fe2O3）为原料炼铁的优点是氧化铁中含铁量高，不会造成空气污染；
（3）硬质玻璃管内盛放20g赤铁矿石样品，通入一氧化碳完全反应后玻璃管内剩余15.2g固体，则原赤铁矿石中氧化铁的质量为x，
3CO+Fe2O32Fe+3CO2 固体质量的差值
160 112 48
x 20g﹣15.2g
，x＝16g，则原赤铁矿石中氧化铁的质量分数为×100%＝80%。
故答案为：
（1）①排出玻璃管中的空气，防止加热时产生爆炸；红色粉末变黑；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②澄清的石灰水变浑浊；
③处理尾气，防止污染空气；
（2）含铁量高，不会造成空气污染；
（3）80%。
【考点2 铁和常见金属的冶炼方法】
【典例2-1】（2023•杏花岭区校级一模）炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是（ ）
A．工业炼铁的设备是高炉
B．焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳
C．生铁属于混合物
D．生成铁的主要反应是：CO+Fe2O3Fe+CO2
【答案】D
【分析】A、根据工业炼铁的设备，进行分析判断。
B、根据焦炭的作用，进行分析判断。
C、根据生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，进行分析判断。
D、根据赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，进行分析判断。
【解答】解：A、工业炼铁的设备是高炉，故选项说法正确。
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，故选项说法正确。
C、生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，属于混合物，故选项说法正确。
D、赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故选项说法错误。
故选：D。
【典例2-2】（2023•文圣区校级二模）材料的发现和使用经历了从石器、青铜器、铁器到铝的大规模使用等漫长的年代。请回答：
（1）我国最早使用的合金是 青铜 。
（2）我国是最早采用湿法冶铜的国家。文献记载“胆铜法”：用铁与“胆水”（含CuSO4）反应获得铜。铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
（3）炼铁时，把铁矿石、 焦炭 和石灰石一起加入高炉。石灰石的主要作用是 将矿石中的二氧化硅变为炉渣 。
（4）验证铁铝铜金属活动性顺序时，所需药品有：铝、铜和 硫酸亚铁或氯化亚铁 。
【答案】（1）青铜；
（2）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）焦炭；将矿石中的二氧化硅变为炉渣；
（4）硫酸亚铁或氯化亚铁。
【分析】（1）根据由金属和金属或非金属加热熔合在一起具有金属特性的混合物叫做合金进行分析；
（2）根据铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁进行分析；
（3）根据石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，进行分析；
（4）根据将铝丝、铜丝同时插入硫酸亚铁溶液中，铝能置换出铁则铝比铁活泼，铜不能置换出铁则铁比铜活泼进行分析。
【解答】解：（1）由金属和金属或非金属加热熔合在一起具有金属特性的混合物叫做合金，我国最早使用的合金是青铜；
（2）“胆铜法”：用铁与“胆水”（含CuSO4）反应获得铜，即铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，该反应化学方程式：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）炼铁时，把铁矿石、焦炭、和石灰石一起加入高炉，焦炭为炼铁提供热量和还原剂。石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与二氧化硅反应生成硅酸钙，石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅变为炉渣；
（4）验证铁铝铜金属活动性顺序时，所需药品有：铝、铜和硫酸亚铁，将铝丝、铜丝同时插入硫酸亚铁溶液中，铝能置换出铁则铝比铁活泼，铜不能置换出铁则铁比铜活泼。
故答案为：（1）青铜；
（2）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）焦炭；将矿石中的二氧化硅变为炉渣；
（4）硫酸亚铁或氯化亚铁。
【变式2-1】（2023•蚌山区三模）金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。历史上人类冶炼不同金属的大致年代如下图，下列有关说法不正确的是（ ）
A．通过敲打将青铜制成不同形状，是利用金属的延展性
B．炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石
C．金属铝的利用比镁、钠晚，是因为铝的金属活动性强
D．湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜
【答案】C
【分析】A、根据金属的物理性质来分析；
B、根据炼铁的原料来分析；
C、根据金属的利用来分析；
D、根据湿法炼铜的原理来分析。
【解答】解：A、通过敲打将青铜制成不同形状，是利用金属的延展性，选项说法正确；
B、炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石等，选项说法正确；
C、钠、镁的金属活动性比铝强，金属铝的利用比镁、钠晚与铝冶炼较困难有关，选项说法错误；
D、湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，制取铜，选项说法正确；
故选：C。
【变式2-2】（2023•迎江区模拟）在明代宋应星所著的《天工开物》中，有关火法炼锌的工艺记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。”（已知：炉甘石的主要成分是碳酸锌）下列说法正确的是（ ）
A．反应前后固体的质量不变
B．在此过程中只产生一种碳的氧化物
C．“罐中炉甘石熔化成团”，团的主要成分是锌
D．“逐层用煤炭饼垫盛”是为了燃烧提供高温
【答案】C
【分析】A、根据反应的原理来分析；
B、根据氧化物的概念来分析；
C、根据物质的成分来分析；
D、根据燃烧的条件来分析。
【解答】解：火法炼锌的工艺中涉及到的化学反应有：碳酸锌在高温的条件下分解为氧化锌和二氧化碳，氧化锌和碳在高温的条件下反应生成锌和二氧化碳，在高温的条件下，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，在高温的条件下，一氧化碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳。
A、反应后有气体生成，由质量守恒定律可知，反应前后固体的质量减小，故A错误；
B、氧化物是由两种元素组成，且其中有一种元素是氧元素的化合物，在此过程中生成两种碳的氧化物——一氧化碳和二氧化碳，故B错误；
C、“罐中炉甘石熔化成团”，反应后生成的锌不再反应，所以团的主要成分是锌，故C正确；
D、该反应中碳是反应物，“逐层用煤炭饼垫盛”是为了使碳与碳酸锌充分反应，故D错误。
故选：C。
【变式2-3】（2023•呼和浩特）人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关。
（1）商代文物黄金面罩，其制作工艺先进，薄如蝉翼，利用了黄金良好的 延展 性。
（2）明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先者。现代高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ，原料中焦炭的作用是提供热量和 C+CO22CO （用化学方程式回答）。
（3）铝被广泛应用，原因之一是铝的抗腐蚀性能良好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是 铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀 。
【答案】（1）延展；
（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；C+CO22CO；
（3）铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。
【分析】（1）根据黄金具有延展性进行分析。
（2）根据一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳进行分析。
（3）根据铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀进行分析。
【解答】解：（1）黄金能制成面罩，压成薄片，利用了黄金良好的延展性；
（2）①高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②原料中焦炭的作用是提供热量和与二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳，化学方程式为：C+CO22CO；
（3）铝的抗腐蚀性能良好的原因是：铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。
故答案为：（1）延展；
（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；C+CO22CO；
（3）铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。
【考点3 金属锈蚀的条件及金属的防护】
【典例3-1】（2023秋•城中区期中）暖宝宝中有铁粉等物质，遇氧气温度升高。小红用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器画出暖宝宝原料遇空气的数据变化图像，如图2，下列说法中不正确的是（ ）
A．Ⅰ为温度变化曲线
B．Ⅲ为氧气浓度变化曲线
C．Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热
D．暖宝宝原料足量时，瓶内压强可降至0
【答案】D
【分析】通过题中信息可知，暖宝宝原料主要成分为铁粉和碳粉，滴加水后，暖宝宝中的物质发生缓慢氧化，消耗氧气，使氧气浓度降低，会导致容器内气压减小；但缓慢氧化会放出热量，使容器内气体受热膨胀，容器内气压增大，而放热时使气压增大的幅度要大于因氧气消耗而使气压减小的幅度，故在放热过程中容器内气压呈上升趋势，但当反应完成后，温度冷却至室温，容器内气压会低于原来的气压。由于反应消耗了氧气，所以氧气的浓度呈一直下降的趋势；反应过程放出大量热量，温度升高，待反应结束后，设备恢复到室温。
【解答】解：A、铁进行氧化反应放热，容器内温度升高，反应结束后，温度逐渐恢复到室温。曲线Ⅰ中，反应前后数值相等，为温度变化曲线，故A正确；
B、由分析可知，Ⅲ中数值逐渐降低，反应过程中氧气被逐渐消耗，Ⅲ为氧气浓度变化曲线，故B正确；
C、根据分析可知，曲线Ⅰ是温度变化曲线、曲线Ⅱ是压强变化曲线；曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致，故C正确；
D、如果暖宝宝原料足量，压强不能降至0，是因为容器内还有不能被消耗氮气、稀有气体等气体，故D错误。
故选：D。
【典例3-2】（2023秋•丹阳市校级月考）铜跟铁一样在潮湿的空气中容易生锈产生铜绿（主要成分是碱式碳酸铜：Cu2（OH）2CO3）根据反应前后 元素种类 不变，铜生锈是铜和空气中的氧气与 二氧化碳 和 水 共同作用的结果。
【答案】元素种类；二氧化碳；水。
【分析】根据反应前后元素种类不变，碱式碳酸铜中含有铜、氢、氧、碳元素进行分析。
【解答】解：铜跟铁一样在潮湿的空气中容易生锈产生铜绿（主要成分是碱式碳酸铜：Cu2（OH）2CO3，根据反应前后元素种类不变，碱式碳酸铜中含有铜、氢、氧、碳元素，所以铜生锈是铜和空气中的氧气与二氧化碳和水共同作用的结果。
故答案为：元素种类；二氧化碳；水。
【典例3-3】（2023•淄博）金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。回答下列问题：
（1）利用物理方法可以把黄金压成厚度只有的薄片，说明金具有良好的 C （填字母）。
A.金属光泽
B.导电性
C.延展性
D.导热性
（2）在钢铁制品表面刷油漆可防止锈蚀，其原因是 隔绝空气和水 。
（3）某同学设计如图所示实验方案，验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。
能证明铁的金属活动性比铜强的实验现象是 A中有气泡产生，B中没有气泡产生 ；要验证铜的金属活动性比银强，试管C中应加入 AgNO3 （填化学式）溶液。
【答案】（1）C；
（2）隔绝空气和水；
（3）A中有气泡产生，B中没有气泡产生；AgNO3。
【分析】（1）根据金属的性质进行分析。
（2）根据铁与氧气和水共同接触时会生锈进行分析。
（3）根据铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与硫酸反应，若想验证铜的金属活动性比银强，可通过证明铜能将银从其化合物溶液中置换出来进行分析。
【解答】解：（1）黄金可以压成厚度只有1/10000mm的薄片，说明其具有良好的延展性。
（2）铁与氧气和水共同接触时会生锈，在钢铁制品表面刷油漆，能隔绝氧气和水，从而防止锈蚀。
（3）铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与硫酸反应，则可说明铁比铜活泼，则现象为A 中有气泡产生，B中没有气泡产生；若想验证铜的金属活动性比银强，可通过证明铜能将银从其化合物溶液中置换出来，则试管C中可加入硝酸银溶液。
故答案为：（1）C；
（2）隔绝空气和水；
（3）A中有气泡产生，B中没有气泡产生；AgNO3。
【变式3-1】（2023秋•工业园区校级月考）超疏水性仿生材料对水的作用与荷叶相似，水滴在其表面不易附着。将玻璃放在蜡烛火焰上灼烧，表面会沉积一层黑色物质（如图），该方法可获得一种用于手机触屏的超疏水性材料。下列说法不正确的是（ ）
A．蜡烛燃烧化学能转化为光能和热能
B．黑色物质是由石蜡蒸气冷凝而成
C．黑色物质能与氧气发生反应
D．铁质输水管的内壁若采用超疏水性材料能防锈蚀
【答案】B
【分析】A、根据蜡烛燃烧的现象来分析；
B、根据石蜡不充分燃烧会产生炭黑来分析；
C、根据炭黑能燃烧来分析；
D、根据铁的防锈措施来分析。
【解答】解：A、蜡烛燃烧发光放热，蜡烛燃烧化学能转化为光能和热能，故A正确；
B、石蜡蒸气冷凝而成的是白色固体石蜡，故B错误；
C、黑色物质是炭黑，碳单质能与氧气发生燃烧反应，故C正确；
D、铁制品在潮湿的空气中容易腐蚀，则内壁若采用超疏水性材料能隔绝水与铁接触，可以防止锈蚀，故D正确。
故选：B。
【变式3-2】（2023秋•肇源县月考）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是（ ）
A．②③中O2含量减少表明铁锈蚀消耗了氧气
B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀
D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
【答案】D
【分析】根据铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀来分析。
【解答】解：①加入干燥剂后，铁粉不会锈蚀；②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀；③加入10滴水和1.0g食盐，铁粉很快锈蚀。
A.铁粉锈蚀需要消耗氧气，所以②③中O2含量减少表明铁已锈蚀，选项A说法正确；
B.①加入干燥剂后，铁粉不会锈蚀；②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀，因此①②证明水对铁锈蚀有影响，选项B说法正确；
C.②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀；③加入10滴水和1.0g食盐，铁粉很快锈蚀，因此②③证明食盐能加快铁锈蚀，选项C说法正确；
D.对比三个实验，并不能证明炭粉对铁锈蚀有影响。选项D说法错误。
故选：D。
【变式3-3】（2022秋•齐河县期末）手推车是超市购物的常用工具，请按要求回答下列问题：
（1）如图所标示的手推车各部件中，属于金属材料的是 铝合金车篮和生铁支架 。
（2）生铁支架在春夏之季更易生锈的原因是 春夏之季空气更潮湿（或湿度大，水蒸气含量高等） 。
（3）工业上常用赤铁矿冶炼生铁，其化学原理是 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （用化学方程式表示，下同）；生铁制品不能与波尔多液长期接触的原因是 Fe+CuSO4═FeSO4+Cu ，基本反应类型是 置换反应 。
【答案】见试题解答内容
【分析】铁与水和氧气同时接触时容易生锈，因此隔绝水和氧气可以防止铁制品生锈。
【解答】解：（1）金属材料包括纯金属和合金，则如图所标示的手推车各部件中，属于金属材料的是铝合金车篮和生铁支架。
（2）铁与氧气和水生成铁锈，则生铁支架在春夏之季更易生锈的原因是春夏之季空气更潮湿（或湿度大，水蒸气含量高等合理即可）。
（3）一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，则工业上常用赤铁矿冶炼生铁，其化学原理用化学方程式表示为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，则生铁制品不能与波尔多液长期接触的原因用化学方程式表示为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，反应符合一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，则基本反应类型是置换反应。
故答案为：（1）铝合金车篮和生铁支架。
（2）春夏之季空气更潮湿（或湿度大，水蒸气含量高等）。
（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；置换反应。
【变式3-4】（2023秋•润州区校级月考）利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验，实验装置如图所示。
（1）1分钟后温度计示数 变大 （选填“变大”或“变小”）。
（2）8分钟后打开止水夹可观察到的现象是 烧杯中的水进入锥形瓶 。
【答案】（1）变大；
（2）烧杯中的水进入锥形瓶。
【分析】（1）根据缓慢氧化反应的现象进行分析；
（2）根据铁粉生锈时消耗装置中的氧气、水蒸气进行分析。
【解答】解：（1）铁粉生锈时与空气中的氧气、水发生缓慢氧化，放出热量，温度计温度升高，示数变大；
（2）铁粉生锈消耗装置中的氧气、水蒸气，使锥形瓶内压强减小，十几分钟后打开止水夹可观察到烧杯中的水进入锥形瓶。
故答案为：
（1）变大；
（2）烧杯中的水进入锥形瓶。
【考点4 金属的回收利用和金属资源的保护】
【典例4-1】（2023•沛县校级三模）能源、环境和安全已成为人类日益关注的问题。下列说法不合理的是（ ）
A．为降低成本，可以将工业废水直接排放到大海中
B．回收利用废金属既可以节约资源，还可以保护环境
C．在安全可靠的前提下，提高核电在电力生产中的比例
D．太阳能电池、燃料电池的研制和使用能有效消除电池造成的污染
【答案】A
【分析】A、根据造成水污染的原因来分析；
B、根据回收废旧金属的意义来分析；
C、根据核能的利用来分析；
D、根据太阳能电池、燃料电池的研制和使用的意义来分析。
【解答】解：A、工业废水中含有有害物质，将工业废水直接排放到大海中，会污染水资源，符合题意；
B、回收利用废金属既可以节约金属资源，还可以防止废旧金属污染环境，不符合题意；
C、核电相对于传统化石能源是一种清洁能源，故在安全可靠的前提下，提高核电在电力生产中的比例，可以保护环境，不符合题意；
D、太阳能电池、燃料电池的研制和使用能有效消除电池造成的污染，有利于保护环境，不符合题意。
故选：A。
【典例4-2】（2023秋•阿城区月考）探索浩瀚宇宙，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。全年实施宇航发射任务64次，再创历史新高，中国空间站全面建成，梦圆“天宫”，首次在月球上发现新矿物“嫦娥石”，中国再添“太空印记”过去一年，中国航天以高质量创新引领高质量发展，中国人探索太空的脚步正迈得更稳更远。
（1）铝合金材料为实验舱披上坚固“铠甲”，主要利用了其 A （填字母）的物理性质。
A．密度小、强度高
B．导电性好、硬度大
C．抗腐蚀性好、熔点高
（2）工业上通过电解氧化铝的方法制得金属铝，同时生成一种常见的气体单质。请写出该反应的化学方程式 2Al2O34Al+3O2↑ ，其中化合价降低的元素符号是 Al 。金属材料的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且还可以减少 对环境的污染 ，这是一举两得的好事。
（3）实验舱装载1.5吨化学燃料四氧化二氮与偏二甲肼，这些燃料提供能量，保障航天器正常运行，此过程能量的来源是 化学 能。
【答案】（1）A；
（2）2Al2O34Al+3O2↑；Al；对环境的污染；
（3）化学。
【分析】（1）根据铝合金的性质与用途来分析；
（2）根据化学反应的原理、元素的化合价以及金属回收的意义来分析；
（3）根据能量的转化来分析。
【解答】解：（1）铝合金材料为实验舱披上坚固“铠甲”，主要利用了其密度小、强度高；
（2）氧化铝在通电条件下生成铝和氧气，反应的化学方程式为：2Al2O34Al+3O2↑，反应前氧化铝中铝元素的化合价为+3价，氧元素的化合价为﹣2价，反应后金属铝的化合价为0价，氧气中氧元素的化合价为0价，故其中化合价降低的元素符号是Al；金属材料的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且还可以减少对环境的污染；
（3）实验舱装载1.5吨化学燃料四氧化二氮与偏二甲肼，这些燃料提供能量，保障航天器正常运行，此过程能量的来源是化学能。
故答案为：（1）A；
（2）2Al2O34Al+3O2↑；Al；对环境的污染；
（3）化学。
【变式4-1】（2023•香坊区校级开学）下列有关金属资源的叙述不正确的是（ ）
A．防止金属腐蚀是保护金属资源的途径之一
B．我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，铜、铝、锰等储量在世界占有重要地位
C．废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且可以减少对环境的污染
D．现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的30%～50%
【答案】D
【分析】A、根据防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径之一进行分析；
B、根据矿物的储量很丰富，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位进行分析；
C、根据废旧金属的回收利用的作用进行分析；
D、根据现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%～40%进行分析。
【解答】解：A、防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径之一，故A正确；
B、我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物的储量也很丰富，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位，故B正确；
C、废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源和能源，而且可以减少对环境的污染，故C正确；
D、现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%～40%，故D不正确。
故选：D。
【变式4-2】（2023•香洲区校级一模）如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答：
（1）一定发生化学变化的过程是 ① （填序号）。
（2）如果铁矿石采用的是赤铁矿，①反应的化学方程式是 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
（3）铁锅做炊具主要是利用了金属的 导热性 ；铁制品容易生锈而铝制品不易生锈的原因是 在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜 ；废旧的铁锅、铁管属于 可回收物 （填“厨余垃圾”、“可回收物”、“有害垃圾”或“其他垃圾”）。废旧金属“循环利用”的意义是 保护金属资源 。
【答案】（1）①；
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）导热性；在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；可回收物；保护金属资源。
【分析】（1）根据将铁矿石冶炼成生铁的过程中有新物质生成，属于化学变化，其余过程中均没有新物质生成，属于物理变化进行分析；
（2）根据赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳在高温条件下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳进行分析；
（3）根据铁具有导热性；铝在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；废旧的铁锅、铁管可回收利用，进行分析。
【解答】解：（1）将铁矿石冶炼成生铁的过程中有新物质生成，属于化学变化，其余过程中均没有新物质生成，属于物理变化，故一定发生化学变化的过程是①。
（2）赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳在高温条件下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
（3）铁锅做炊具主要是利用了铁的导热性；铝制品耐腐蚀是因为在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；废旧的铁锅、铁管可回收利用，属于可回收物；将废旧金属回收利用能节约金属资源。
故答案为：（1）①；
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）导热性；在常温下，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜；可回收物；保护金属资源。
1．（2023•嘉禾县校级二模）下列实验现象描述中，错误的是（ ）
A．硫在空气中燃烧：淡蓝色火焰
B．一氧化碳还原氧化铁：红色粉末变为银白色
C．用木炭还原氧化铜：黑色粉末变为红色
D．将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液：紫色溶液变红色
【答案】B
【分析】A、根据硫燃烧现象分析；B、根据一氧化碳与氧化铁反应现象分析；C、根据碳还原氧化铜现象分析；D、根据二氧化碳的性质分析。
【解答】解：A、硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体，A正确；
B、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，可看到红色粉末变为黑色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体，B错误；
C、木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，可看到黑色粉末变为红色，生成使澄清石灰水变浑浊的气体，C正确；
D、二氧化碳与水生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红色，所以将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液，紫色溶液变红色，D正确。
故选：B。
2．（2022秋•金安区校级期末）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．操作时，先点燃甲处酒精灯，再将注射器内的CO推入V型玻璃管内
B．实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑
C．实验过程中可观察到丙中澄清石灰水变浑浊，且液面下降
D．装置丙的作用既可以检验二氧化碳又可以收集一氧化碳
【答案】A
【分析】根据一氧化碳还原氧化铁实验的原理和操作分析。
【解答】解：A、可燃性气体和助燃性气体的混合气，点燃时，可能发生爆炸，所以实验时应先将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中，后点燃酒精喷灯，故A错误；
B、一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，所以实验过程中观察到红棕色固体逐渐变黑，故B正确；
C、实验过程中可观察到丙中澄清石灰水变浑浊，且液面下降，故C正确；
D、装置丙的作用既可以检验二氧化碳又可以收集一氧化碳，故D正确。
故选：A。
3．（2023•虞城县一模）“中国高铁，世界第一”。高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理之一是C+2NiO2Ni+CO2↑。下列说法不正确的是（ ）
A．含镍不锈钢的硬度大于纯铁
B．火法炼镍不会对环境造成影响
C．含镍不锈钢是一种铁合金
D．该反应利用的是碳具有还原性
【答案】B
【分析】A、根据一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度分析；
B、根据由反应物的种类以及质量守恒定律可知分析；
C、根据合金定义分析；
D、根据化合价变化分析。
【解答】解：A、合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，所以含镍不锈钢的硬度大于纯铁，A不符合题意；
B、火法炼镍中生成二氧化碳会造成温室效应，可能会产生污染环境的一氧化碳气体，B符合题意；
C、合金是由两种或两种以上的金属或非金属经过混合熔化、冷却凝固后所合成的具有金属特性的物质，含镍不锈钢属于一种铁合金，C不符合题意；
D、二氧化碳中，碳元素显+4价，C是一种单质，其中碳元素的化合价为零，碳元素化合价升高，该反应利用的是碳具有还原性，D不符合题意。
故选：B。
4．（2023秋•相城区校级月考）下列实验现象描述正确的是（ ）
A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，放出热量，生成四氧化三铁
B．镁条燃烧时发出耀眼的白光，同时生成黑色固体
C．磷在空气中燃烧生成白色烟雾
D．铁在潮湿的空气中生锈，生成红棕色固体
【答案】D
【分析】A、根据现象描述不能出现物质名称，进行分析。
B、根据镁条燃烧时发出耀眼的白光，生成白色固体进行分析。
C、根据磷在空气中燃烧生成白色烟进行分析。
D、根据铁在潮湿的空气中生锈进行分析。
【解答】解：A、现象描述不能出现物质名称，应该是铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，放出热量，生成黑色的固体，故A错误；
B、镁条燃烧时发出耀眼的白光，同时生成白色固体，故B错误；
C、磷在空气中燃烧生成白色烟，而不是雾，故C错误；
D、铁在潮湿的空气中生锈，生成红棕色固体，故D正确。
故选：D。
5．（2022秋•海门市期末）2022年我国环境日的主题为“共建清洁美丽世界”，以下行动不符合这一主题的是（ ）
A．双面使用纸张，节约森林资源
B．回收利用金属材料，节约金属资源
C．绿色出行，积极践行“低碳生活”
D．提高产量，大量使用化肥农药
【答案】D
【分析】A、根据双面使用纸张，提高纸张的使用率，减少浪费进行分析；
B、根据回收利用金属材料，可以减少金属矿藏的开采进行分析；
C、根据绿色出行是指乘坐公共交通工具或者骑自行车出行，进行分析；
D、根据大量使用化肥农药会造成土壤污染进行分析。
【解答】解：A、树木是制造纸张的原材料，双面使用纸张，提高纸张的使用率，减少浪费，可以保护树木，保护森林资源，故A正确；
B、回收利用金属材料，可以减少金属矿藏的开采，节约金属资源，有利于保护环境，故B正确；
C、绿色出行是指乘坐公共交通工具或者骑自行车出行，这样做可以减少碳的排放，有利于保护环境，故C正确；
D、大量使用化肥农药会造成土壤污染、水源污染，不利于环境保护，故D错误。
故选：D。
6．（2023春•芦淞区期中）比亚迪集团生产的电动公交车因低碳环保而在全球推广，电动公交车制造需要大量使用金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是（ ）
A．金属材料中一定不含有非金属元素
B．多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好
C．电动公交车所有部件都是由金属材料制造的
D．地球上的金属资源是取之不尽、用之不竭的
【答案】B
【分析】A、根据金属材料包括纯金属以及它们的合金，进行分析判断。
B、根据合金的性质，进行分析判断。
C、根据金属材料包括纯金属以及它们的合金，进行分析判断。
D、根据金属资源属于不可再生资源，进行分析判断。
【解答】解：A、金属材料包括纯金属以及它们的合金，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，则金属材料中可能含有非金属元素，故选项说法错误。
B、多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好，故选项说法正确。
C、电动公交车所有部件不都是由金属材料制造的，还用了塑料、玻璃等材料，故选项说法错误。
D、金属资源属于不可再生资源，地球上的金属资源并不是取之不尽、用之不竭的，故选项说法错误。
故选：B。
7．（2023•安乡县二模）人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。
（1）我国的青铜文化历史悠久。西汉时期的湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜，该反应的化学方程式是 Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 。
（2）“防盗玻璃”结构中嵌有极细的金属线，它能报警是利用了金属的 导电 性。
（3）铜是人类最早利用的金属之一。下列铜制品中，利用了金属导热性的是 C （填字母）。
（4）如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置（如图中为澄清的石灰水），回答有关问题：
实验过程中澄清的石灰水中观察到的现象是 澄清的石灰水变浑浊 ，该反应的化学方程式是 Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O 。
（5）目前世界上年产量最多、使用最广泛的金属是 Fe （填元素符号）。
【答案】（1）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；矿物
蓝铜矿
朱砂
赭石
颜色
深蓝色
大红色
？
主要成分
Cu2（OH）2CO3
？
Fe2O3
实验装置
序号
其他试剂
200s时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g食盐
8%
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