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专题05 金属的冶炼及金属锈蚀条件的探究（考点专练）-备战2021年中考化学考点微专题（解析版）
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这是一份专题05 金属的冶炼及金属锈蚀条件的探究（考点专练）-备战2021年中考化学考点微专题（解析版），共12页。试卷主要包含了冶炼钨的主要反应有等内容，欢迎下载使用。
金属的冶炼
1．（2020宁夏省卷）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CO
D．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，因此D选项错误，符合题意；故选D。
2．（2020四川内江）下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是（ ）
A．硬质玻璃管中红色固体变为银白色
B．用燃着的酒精灯可防止CO污染空气
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却
【答案】A
【解析】A. 一氧化碳还原氧化铁，红色的氧化铁被还原成黑色铁粉而不是银白色。故A符合题意；B. 没有参加反应的一氧化碳直接通入空气中会造成空气污染，所以可以用一只燃着的酒精灯将一氧化碳燃烧掉。故B不符合题意；C. 赤铁矿颜色是红色的，因为其主要成分氧化铁为红色固体。故C不符合题意；D. 实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却，目的是让还原出来的铁粉在一氧化碳气流中冷却。如果先停止通一氧化碳，后移去酒精喷灯，还原的铁粉又会与空气中的氧气反应。故D不符合题意。故选A。
3．（2020四川绵阳）钨是熔点最高的金属。工业上用黑钨矿（主要成分为钨酸亚铁）冶炼钨的主要反应有：
①
②
③
④
下列说法错误的是（ ）
A．FeWO4中 W 的化合价为+6
B．反应①中 X 的化学式为 CO2
C．②、③反应前后所有元素的化合价均无变化
D．上述 4 步反应分别涉及 4 种基本反应类型
【答案】D
【解析】A、FeWO4中已知铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价；设FeWO4中钨元素（W）的化合价为x，根据化合价的原则（在化合物中正、负化合价的代数和为零），则（+2）+x+4×（-2）=0，解得x=+6，故钨元素（W）的化合价是+6价，不符合题意；B、反应①中反应前有铁原子4个，碳原子4个，氧原子30个，钨原子4个，钠原子8个，反应后现有4个钠原子，4个铁原子，4个钨原子，8个钠原子，22个氧原子，剩余4个碳原子和8个氧原子，有个公因数4，剩余一个碳原子和两个氧原子，为二氧化碳化学式，所以X为CO2碳；不符合题意；C、②是复分解反应，各元素的化合价不变，反应③反应前后氢元素的化合价是+1价，氧元素的化合价是-2价；设中钨的化合价是y，在化合物中正、负化合价的代数和为零，则（+1）×2+y+4×（-2）=0，解得y=+6；设中钨的化合价是z，在化合物中正、负化合价的代数和为零，则z+3×（-2）=0，解得z=+6；则所有元素的化合价均无变化，不符合题意；D、①不是基本反应类型，②是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的复分解反应，③是一种物质生成多种物质的分解反应，④是一种化合物和一种单质反应生成一种单质和一种化合物的置换反应，上述4步反应涉及3种基本反应类型，不符合题意。故选D。
4．(2019湖南永州)铁是一种常见的金属，也是目前世界上年产量最高的金属。下面归纳了初中化学有关铁
的知识。
(1)比较生铁和纯铁，其中硬度较大的是 。
(2)焦炭的主要成分是碳，在生铁冶炼过程中，焦炭参与了下列反应：
①C＋O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) CO2 ②C＋CO2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2CO其中为冶炼生铁提供热量的反应是 (填序号)。
(3)物质甲的阳离子符号是 。
(4)若铁与物质乙反应时，火星四射，则生成物中固体的化学式是 。
(5)若固体为红色单质，则铁与物质乙反应的化学方程式是 (任写一个)。
【答案】（1）生铁；（2）①；（3）H＋ ；（4）Fe3O4；（5）Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(或Fe＋CuCl2===FeCl2
＋Cu)
【解析】（1）合金的硬度大于组成其合金的纯金属硬度；（2）①为放热反应，②为吸热反应；（3）生铁
与甲物质反应生成气体，所以甲物质为酸，含有的阳离子为氢离子；（4）铁与物质乙反应时，火星四射，
则生成物中固体的化学式Fe3O4（5）若固体为红色单质，则该物质为铜，则铁与物质乙反应的化学方程式
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu或Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu。
5．（2020年黑龙江大庆）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，可能形成酸兩，我们把pH＜___的降雨称为酸雨。
（4）炉渣Fe2O3可回收冶炼成铁，生活中防止铁生锈的常见方法_____（答出一条即可）。
【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速度 ；（2） ；（3）5.6；（4）表面刷漆、涂油或镀上其他金属等
【解析】（1）黄铁矿粉碎会增大反应物的接触面积加快反应速度，故填：增大反应物的接触面积，加快反应速度。（2）根据沸腾炉中硫化亚铁和氧气发生反应生成氧化铁和二氧化硫，化学方程式为，故填：。（3）pH＜5.6的雨水称之为酸雨，故填：5.6。（4）铁与水、氧气充分接触时容易生锈，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈，故填：表面刷漆、涂油或镀上其他金属等。
金属锈蚀条件的探究
6．（2020内蒙古呼和浩特）某校化学兴趣小组的同学发现长期露置在空气中的金属M表面会被锈蚀，于是他们一起探究金属M锈蚀的原因。经检测，锈蚀物中除含有M元素外，还含有C、H、O三种元素。
（1）甲同学依据锈蚀物中的组成元素，推测空气中_____肯定参加了反应，但不能确定空气中的氧气是否参与反应。为了确认空气中的氧气是否参加反应，设计如图系列实验，你认为其中必须要做的对照实验是_____（填字号）。
若观察到_____（填现象），证明氧气参加了反应。
（2）若金属M是铜，铜器据长期露置在空气中会生成绿色铜锈，它的主要成分是碱式碳酸铜（铜Cu2（OH）2CO3）。小组同学欲探究Cu2（OH）2CO3的性质。
查阅资料：①Cu2（OH）2CO3的化学性质与Cu（OH）2和CuCO3混合物的性质相同
②Cu（OH）2受热分解生成CuO和H2O，CuCO3的化学性质和CaCO3相似
③白色CuSO4粉末遇水变蓝色
结合以上信息分析Cu2（OH）2CO3加热分解产物为_____。
（实验探究）
为进一步验证Cu2（OH）2CO3受热分解产物，从如图中选择部分装置进行实验。装置的连接顺序为_____；实验中可观察到的现象是_____。
（实验结论）碱式碳酸铜受热易分解。
【答案】CO2和H2O AC A中M生锈，C中M不生锈 CuO、CO2和H2O ADB A中固体由绿色变为黑色，D中白色固体变为蓝色，B中澄清石灰水变浑浊
【解析】（1）根据题目信息，锈蚀物除了含有M元素，还含有C、H、O三中元素，这三种元素则来自于空气，而空气中含有碳元素为二氧化碳，含有氢元素为水，这两种物质包含了C、H、O三中元素，所以这两种一定参与了反应；空气也有氧气的存在，含有氧元素，因此为了确定氧气是否参与的反应，设计实验验证氧气的影响，将氧气作为唯一变量，而A和C只是将氧气作为了变量，所以选择其为对照实验；若观察到A中生锈，B不生锈，说明氧气存在可以使M生锈，得出实验结论，氧气参加了反应；故答案为：CO2和H2O；AC；A中M生锈，C中M不生锈。（2）根据题目信息，碱式碳酸铜可以看做是氢氧化铜和碳酸铜的混合物，而碳酸铜与碳酸钙性质相似，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，碳酸铜则加热会生成氧化铜和二氧化碳，所以碱式碳酸铜受热分解则会生成氧化铜、水和二氧化碳；故答案为：CuO、CO2和H2O。
【实验探究】反应物为固体且需要加热，所以选择A为发生装置，氧化铜为黑色固体，因此在A中通过固体颜色变化确定，二氧化碳可以用澄清石灰水验证，水可以利用无水硫酸铜验证，而验证水的存在是先放在澄清石灰水之前，避免气体先通过澄清石灰水带出水蒸气，影响实验结果判断，所以顺序为ADB；A中固体变为黑色，证明氧化铜的存在，D中无色变为蓝色，证明水的存在，澄清石灰水变浑浊，证明了二氧化碳的存在；故答案为：ADB；A中固体由绿色变为黑色，D中白色柜体变为蓝色，B中澄清石灰水变浑浊。
7．（2020吉林长春）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】A、铁生锈的条件是铁与氧气、水接触，故在潮湿的空气中铁易生锈，正确；B、金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一，正确；C、铝有很好的抗腐蚀性，是因为铝在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。不是铝的化学性质稳定，错误，符合题意；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，正确。故选C。
8．（2020广东广州）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、在金属活动性顺序表中，铁在铝的后面，则铁的金属活动性比铝弱，故A不正确；B、铝的化学性质活泼，铝在自然界中以化合物形式存在，故B不正确；C、锈蚀的铁制品除去铁锈，可以回收，有回收价值，故C不正确；D、自行车链条涂油可以防止铁和水和氧气接触，有防锈作用，故D正确。故选D。
9．（2020辽宁大连）铁及其合金是目前使用最多的金属材料。
（1）生铁和________是两种常见的铁合金，生铁的硬度比纯铁的______（填“大”或“小”）。用铁锅炒菜，主要利用了铁的_______性。
（2）铁制品锈蚀，是铁与空气中的________发生了化学反应；防止铁制品锈蚀的一种方法是_______。
【答案】（1）钢（或其它合理答案）；大 ；导热 ；（2）氧气、水 ；保持干燥（或其它合理答案）
【解析】（1）常见的铁合金有生铁和钢，故填钢；合金的硬度比成分金属的硬度大，所以生铁的合金大于纯铁的硬度，故填大；金属具有导热性，则用铁锅炒菜，主要利用了铁的导热性，故填导热。（2）铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果，即是铁与空气中的氧气和水发生了化学反应，故填氧气、水；
防止铁制品锈蚀的原理是防止铁与空气中的氧气或水接触，可采取的方法是保持铁制品表面干燥等，故填保持干燥。
10．(2019山东泰安)如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是
（ ）
①一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象
②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重
③一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁生锈要放热
④一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈与空气有关
A．①② B．②④
C．②③ D．③④
【答案】 B
【解析】铁锈蚀的条件是铁，水，氧气三者相互接触作用的过程。一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重，又因为消耗氧气，所以一段时间后，塑料瓶会变瘪，②④符合题意，B正确。故选B。
11．（2020辽宁锦州）金属材料在生活、生产中有广泛的应用。请回答下列问题：
（1）生活中用铁锅炒菜，主要利用了铁的_____________性。
（2）工业上用赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼铁，其反应原理是____________（用化学方程式表示）。
（3）2020年6月21日，时速600公里的高速磁悬浮试验样车成功试跑，制造样车外壳的主要材料是铝合金。铝合金与纯铝相比具有的优点是____________（写出一点即可）。
（4）金属资源有限，不能再生。写出防止铁生锈的一种方法_________________。
【答案】（1）导热 ；（2） ；（3）硬度大等合理答案；（4）涂油（或喷漆；或镀上一层耐腐蚀的金属等合理答案）
【解析】（1）生活中用铁锅炒菜，主要利用了铁的导热性；（2）工业上用赤铁矿炼铁，其反应原理是氧化铁和一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，用化学方程式表示为；（3）合金的优点硬度比组成的金属大、抗腐蚀性比组成的金属更强和熔点比组成的金属更低等；所以铝合金与纯铝相比具有的优点是硬度大等（合理答案）；（4）铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触，所以防止铁生锈的常见方法是保持铁制品表面的洁净和干燥、在铁制品表面形成一层保护膜，如涂油（或喷漆；或镀上一层耐腐蚀的金属等合理答案）。
12． (2019湖南湘潭)钢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。
13． (2019湖南长沙)“中国智造”、“一带一路”的基础建设都需要用到大量钢铁。下列有关钢铁的说法
正确的是（ ）
A．钢是纯净物，生铁是混合物
B．钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C．生铁的熔点应比纯铁高
D．生锈的钢铁制品没有回收价值
【答案】 B
【解析】钢中含有0．03%—2%的碳，所以属于混合物，A错误；潮湿的空气中容含有较多的水和氧气，所以易生锈，B正确；生铁的合金，合金的熔点低于制成其纯金属的熔点，C错误；生锈的钢铁制品具有回收价值，D错误。
14．（2020贵州安顺）金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制，已成为现代高新技术的重要物质基础。
（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、____等优点。
（2）镁和铝可熔炼成Mg17Al12镁合金，熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行的原因是(写其中一个化学方程式) ____。
（3）某废弃物中可能含有Cu、CuO、Mg、Zn中的一种或几种，为确定其成分并回收金属，取样品进行如图实验。
①步骤II的操作是_____
②步骤II中产生的现象是_____。步骤I中锌和稀硫酸反应的化学方程式为_____。
③若溶液C中只含一种溶质，则样品的成分是____。
④通过测氢气的质量，也可确定样品的成分，则w的值为_____ (用 m和n的代数式表示)。
【答案】 (1)光泽好、耐磨、硬度大；(2)(或 ) ；(3)过滤；(4)有红色固体析出，溶液由蓝色变无色，有气泡产生；(5)；(6) CuO、Cu、Zn；(7)
【解析】（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、光泽好、耐磨、硬度大等。（2）熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行是因为镁或铝在高温条件下会与氧气反应生成氧化物，化学方程式表示为(或；（3）①步骤II的操作将反应后的溶液分为固体和液体，故该操作为过滤。②样品粉末加入硫酸后生成的溶液A中可能含有硫酸铜、硫酸镁、硫酸锌，步骤II加入过量锌粉后，产生了固体B，且该固体在加入硫酸后还剩余铜，说明溶液A中一定有硫酸铜，锌可以将铜置换出来，溶液由蓝色变无色，如果溶液A含有硫酸镁，因为镁比锌活泼，所以不反应，且步骤I加入了过量的稀硫酸，锌会和硫酸反应生成氢气，所以产生的现象为有红色固体析出，溶液由蓝色变无色，有气泡产生。③若溶液C中只含一种溶质，则溶质为硫酸锌，则溶液C中不存在硫酸镁，所以样品中无镁，步骤I加硫酸产生氢气说明含锌，框图中已指出含铜，②已说明溶液A中含硫酸铜，是来自样品中的氧化铜，故样品成分为CuO、Cu、Zn。（4）步骤III后剩余的固体铜全部来自氧化铜，故氧化铜的质量为，铜的质量为ng，则锌的质量为
故。
15．(2019福建省卷)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂
采用赤铁矿(主要成分为 Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2。若该厂日产含铁1.4×104
t 的生铁，至少需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是多少？(要求写出计算过程)
【答案】2.5×104
【解析】
解：设需要赤铁矿的质量为m。
Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2
160 112
80%m 1.4×104 t
eq \f(160,112) ＝ eq \f(80%m,1.4×104 t) m＝2.5×104 t
答：需要含Fe2O3 80%赤铁矿的质量为2.5×104 t。
16．铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，证明氧气一定参加了反应必须要做的实验是（ ）
A．①②B．①③
C．②③D．①②③
【答案】A
【解析】铁生锈的条件是与水和氧气直接接触，要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验。实验①是铁在氧气和水共同作用下的反应，实验②是铁只与水接触的反应，实验③是铁只与氧气接触的反应。要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验。所以①②。故选A。
17．如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的
CO中混有杂质CO2和H2O。
（1）为了避免装置B中玻璃管在加热时可能发生爆炸，加热前 。
（2）写出B装置玻璃管内反应的化学方程式 ，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质 。
（3）从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法 。
（4）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因 。
【答案】（1）先通一会儿一氧化碳；（2）3CO+Fe2O33Fe+3CO2；还原性；（3）用气球收集起来；
（4）原混合物中二氧化碳的存在导致C中澄清石灰水也会变浑浊，从而造成结论不准确，或者干扰了对二氧化碳的检验。
【解析】（1）当一氧化碳气体不纯时，加热或点燃可能会发生爆炸，所以加热前先通一会儿一氧化碳，排净装置内的空气；故填：先通一会儿一氧化碳；（2）一氧化碳具有还原性，在高温的条件下，一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳；故填：3CO+Fe2O33Fe+3CO2；还原性；（3）从环保的角度考虑，尽可能提高尾气的综合利用，所以尾气处理的最佳处理方法是回收，用气球收集起来；故填：用气球收集起来；（4）若没有A装置，原混合物中二氧化碳的存在导致C中澄清石灰水也会变浑浊，从而造成结论不准确，或者干扰了对二氧化碳的检验。即该实验不能达到检验气体生成物的目的；故填：原混合物中二氧化碳的存在导致C中澄清石灰水也会变浑浊，从而造成结论不准确，或者干扰了对二氧化碳的检验。
金属的冶炼
1．（2020宁夏省卷）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CO
D．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，因此D选项错误，符合题意；故选D。
2．（2020四川内江）下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是（ ）
A．硬质玻璃管中红色固体变为银白色
B．用燃着的酒精灯可防止CO污染空气
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却
【答案】A
【解析】A. 一氧化碳还原氧化铁，红色的氧化铁被还原成黑色铁粉而不是银白色。故A符合题意；B. 没有参加反应的一氧化碳直接通入空气中会造成空气污染，所以可以用一只燃着的酒精灯将一氧化碳燃烧掉。故B不符合题意；C. 赤铁矿颜色是红色的，因为其主要成分氧化铁为红色固体。故C不符合题意；D. 实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却，目的是让还原出来的铁粉在一氧化碳气流中冷却。如果先停止通一氧化碳，后移去酒精喷灯，还原的铁粉又会与空气中的氧气反应。故D不符合题意。故选A。
3．（2020四川绵阳）钨是熔点最高的金属。工业上用黑钨矿（主要成分为钨酸亚铁）冶炼钨的主要反应有：
①
②
③
④
下列说法错误的是（ ）
A．FeWO4中 W 的化合价为+6
B．反应①中 X 的化学式为 CO2
C．②、③反应前后所有元素的化合价均无变化
D．上述 4 步反应分别涉及 4 种基本反应类型
【答案】D
【解析】A、FeWO4中已知铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价；设FeWO4中钨元素（W）的化合价为x，根据化合价的原则（在化合物中正、负化合价的代数和为零），则（+2）+x+4×（-2）=0，解得x=+6，故钨元素（W）的化合价是+6价，不符合题意；B、反应①中反应前有铁原子4个，碳原子4个，氧原子30个，钨原子4个，钠原子8个，反应后现有4个钠原子，4个铁原子，4个钨原子，8个钠原子，22个氧原子，剩余4个碳原子和8个氧原子，有个公因数4，剩余一个碳原子和两个氧原子，为二氧化碳化学式，所以X为CO2碳；不符合题意；C、②是复分解反应，各元素的化合价不变，反应③反应前后氢元素的化合价是+1价，氧元素的化合价是-2价；设中钨的化合价是y，在化合物中正、负化合价的代数和为零，则（+1）×2+y+4×（-2）=0，解得y=+6；设中钨的化合价是z，在化合物中正、负化合价的代数和为零，则z+3×（-2）=0，解得z=+6；则所有元素的化合价均无变化，不符合题意；D、①不是基本反应类型，②是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的复分解反应，③是一种物质生成多种物质的分解反应，④是一种化合物和一种单质反应生成一种单质和一种化合物的置换反应，上述4步反应涉及3种基本反应类型，不符合题意。故选D。
4．(2019湖南永州)铁是一种常见的金属，也是目前世界上年产量最高的金属。下面归纳了初中化学有关铁
的知识。
(1)比较生铁和纯铁，其中硬度较大的是 。
(2)焦炭的主要成分是碳，在生铁冶炼过程中，焦炭参与了下列反应：
①C＋O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) CO2 ②C＋CO2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2CO其中为冶炼生铁提供热量的反应是 (填序号)。
(3)物质甲的阳离子符号是 。
(4)若铁与物质乙反应时，火星四射，则生成物中固体的化学式是 。
(5)若固体为红色单质，则铁与物质乙反应的化学方程式是 (任写一个)。
【答案】（1）生铁；（2）①；（3）H＋ ；（4）Fe3O4；（5）Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(或Fe＋CuCl2===FeCl2
＋Cu)
【解析】（1）合金的硬度大于组成其合金的纯金属硬度；（2）①为放热反应，②为吸热反应；（3）生铁
与甲物质反应生成气体，所以甲物质为酸，含有的阳离子为氢离子；（4）铁与物质乙反应时，火星四射，
则生成物中固体的化学式Fe3O4（5）若固体为红色单质，则该物质为铜，则铁与物质乙反应的化学方程式
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu或Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu。
5．（2020年黑龙江大庆）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，可能形成酸兩，我们把pH＜___的降雨称为酸雨。
（4）炉渣Fe2O3可回收冶炼成铁，生活中防止铁生锈的常见方法_____（答出一条即可）。
【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速度 ；（2） ；（3）5.6；（4）表面刷漆、涂油或镀上其他金属等
【解析】（1）黄铁矿粉碎会增大反应物的接触面积加快反应速度，故填：增大反应物的接触面积，加快反应速度。（2）根据沸腾炉中硫化亚铁和氧气发生反应生成氧化铁和二氧化硫，化学方程式为，故填：。（3）pH＜5.6的雨水称之为酸雨，故填：5.6。（4）铁与水、氧气充分接触时容易生锈，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈，故填：表面刷漆、涂油或镀上其他金属等。
金属锈蚀条件的探究
6．（2020内蒙古呼和浩特）某校化学兴趣小组的同学发现长期露置在空气中的金属M表面会被锈蚀，于是他们一起探究金属M锈蚀的原因。经检测，锈蚀物中除含有M元素外，还含有C、H、O三种元素。
（1）甲同学依据锈蚀物中的组成元素，推测空气中_____肯定参加了反应，但不能确定空气中的氧气是否参与反应。为了确认空气中的氧气是否参加反应，设计如图系列实验，你认为其中必须要做的对照实验是_____（填字号）。
若观察到_____（填现象），证明氧气参加了反应。
（2）若金属M是铜，铜器据长期露置在空气中会生成绿色铜锈，它的主要成分是碱式碳酸铜（铜Cu2（OH）2CO3）。小组同学欲探究Cu2（OH）2CO3的性质。
查阅资料：①Cu2（OH）2CO3的化学性质与Cu（OH）2和CuCO3混合物的性质相同
②Cu（OH）2受热分解生成CuO和H2O，CuCO3的化学性质和CaCO3相似
③白色CuSO4粉末遇水变蓝色
结合以上信息分析Cu2（OH）2CO3加热分解产物为_____。
（实验探究）
为进一步验证Cu2（OH）2CO3受热分解产物，从如图中选择部分装置进行实验。装置的连接顺序为_____；实验中可观察到的现象是_____。
（实验结论）碱式碳酸铜受热易分解。
【答案】CO2和H2O AC A中M生锈，C中M不生锈 CuO、CO2和H2O ADB A中固体由绿色变为黑色，D中白色固体变为蓝色，B中澄清石灰水变浑浊
【解析】（1）根据题目信息，锈蚀物除了含有M元素，还含有C、H、O三中元素，这三种元素则来自于空气，而空气中含有碳元素为二氧化碳，含有氢元素为水，这两种物质包含了C、H、O三中元素，所以这两种一定参与了反应；空气也有氧气的存在，含有氧元素，因此为了确定氧气是否参与的反应，设计实验验证氧气的影响，将氧气作为唯一变量，而A和C只是将氧气作为了变量，所以选择其为对照实验；若观察到A中生锈，B不生锈，说明氧气存在可以使M生锈，得出实验结论，氧气参加了反应；故答案为：CO2和H2O；AC；A中M生锈，C中M不生锈。（2）根据题目信息，碱式碳酸铜可以看做是氢氧化铜和碳酸铜的混合物，而碳酸铜与碳酸钙性质相似，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，碳酸铜则加热会生成氧化铜和二氧化碳，所以碱式碳酸铜受热分解则会生成氧化铜、水和二氧化碳；故答案为：CuO、CO2和H2O。
【实验探究】反应物为固体且需要加热，所以选择A为发生装置，氧化铜为黑色固体，因此在A中通过固体颜色变化确定，二氧化碳可以用澄清石灰水验证，水可以利用无水硫酸铜验证，而验证水的存在是先放在澄清石灰水之前，避免气体先通过澄清石灰水带出水蒸气，影响实验结果判断，所以顺序为ADB；A中固体变为黑色，证明氧化铜的存在，D中无色变为蓝色，证明水的存在，澄清石灰水变浑浊，证明了二氧化碳的存在；故答案为：ADB；A中固体由绿色变为黑色，D中白色柜体变为蓝色，B中澄清石灰水变浑浊。
7．（2020吉林长春）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】A、铁生锈的条件是铁与氧气、水接触，故在潮湿的空气中铁易生锈，正确；B、金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一，正确；C、铝有很好的抗腐蚀性，是因为铝在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。不是铝的化学性质稳定，错误，符合题意；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，正确。故选C。
8．（2020广东广州）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、在金属活动性顺序表中，铁在铝的后面，则铁的金属活动性比铝弱，故A不正确；B、铝的化学性质活泼，铝在自然界中以化合物形式存在，故B不正确；C、锈蚀的铁制品除去铁锈，可以回收，有回收价值，故C不正确；D、自行车链条涂油可以防止铁和水和氧气接触，有防锈作用，故D正确。故选D。
9．（2020辽宁大连）铁及其合金是目前使用最多的金属材料。
（1）生铁和________是两种常见的铁合金，生铁的硬度比纯铁的______（填“大”或“小”）。用铁锅炒菜，主要利用了铁的_______性。
（2）铁制品锈蚀，是铁与空气中的________发生了化学反应；防止铁制品锈蚀的一种方法是_______。
【答案】（1）钢（或其它合理答案）；大 ；导热 ；（2）氧气、水 ；保持干燥（或其它合理答案）
【解析】（1）常见的铁合金有生铁和钢，故填钢；合金的硬度比成分金属的硬度大，所以生铁的合金大于纯铁的硬度，故填大；金属具有导热性，则用铁锅炒菜，主要利用了铁的导热性，故填导热。（2）铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果，即是铁与空气中的氧气和水发生了化学反应，故填氧气、水；
防止铁制品锈蚀的原理是防止铁与空气中的氧气或水接触，可采取的方法是保持铁制品表面干燥等，故填保持干燥。
10．(2019山东泰安)如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是
（ ）
①一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象
②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重
③一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁生锈要放热
④一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈与空气有关
A．①② B．②④
C．②③ D．③④
【答案】 B
【解析】铁锈蚀的条件是铁，水，氧气三者相互接触作用的过程。一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重，又因为消耗氧气，所以一段时间后，塑料瓶会变瘪，②④符合题意，B正确。故选B。
11．（2020辽宁锦州）金属材料在生活、生产中有广泛的应用。请回答下列问题：
（1）生活中用铁锅炒菜，主要利用了铁的_____________性。
（2）工业上用赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼铁，其反应原理是____________（用化学方程式表示）。
（3）2020年6月21日，时速600公里的高速磁悬浮试验样车成功试跑，制造样车外壳的主要材料是铝合金。铝合金与纯铝相比具有的优点是____________（写出一点即可）。
（4）金属资源有限，不能再生。写出防止铁生锈的一种方法_________________。
【答案】（1）导热 ；（2） ；（3）硬度大等合理答案；（4）涂油（或喷漆；或镀上一层耐腐蚀的金属等合理答案）
【解析】（1）生活中用铁锅炒菜，主要利用了铁的导热性；（2）工业上用赤铁矿炼铁，其反应原理是氧化铁和一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，用化学方程式表示为；（3）合金的优点硬度比组成的金属大、抗腐蚀性比组成的金属更强和熔点比组成的金属更低等；所以铝合金与纯铝相比具有的优点是硬度大等（合理答案）；（4）铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触，所以防止铁生锈的常见方法是保持铁制品表面的洁净和干燥、在铁制品表面形成一层保护膜，如涂油（或喷漆；或镀上一层耐腐蚀的金属等合理答案）。
12． (2019湖南湘潭)钢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。
13． (2019湖南长沙)“中国智造”、“一带一路”的基础建设都需要用到大量钢铁。下列有关钢铁的说法
正确的是（ ）
A．钢是纯净物，生铁是混合物
B．钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C．生铁的熔点应比纯铁高
D．生锈的钢铁制品没有回收价值
【答案】 B
【解析】钢中含有0．03%—2%的碳，所以属于混合物，A错误；潮湿的空气中容含有较多的水和氧气，所以易生锈，B正确；生铁的合金，合金的熔点低于制成其纯金属的熔点，C错误；生锈的钢铁制品具有回收价值，D错误。
14．（2020贵州安顺）金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制，已成为现代高新技术的重要物质基础。
（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、____等优点。
（2）镁和铝可熔炼成Mg17Al12镁合金，熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行的原因是(写其中一个化学方程式) ____。
（3）某废弃物中可能含有Cu、CuO、Mg、Zn中的一种或几种，为确定其成分并回收金属，取样品进行如图实验。
①步骤II的操作是_____
②步骤II中产生的现象是_____。步骤I中锌和稀硫酸反应的化学方程式为_____。
③若溶液C中只含一种溶质，则样品的成分是____。
④通过测氢气的质量，也可确定样品的成分，则w的值为_____ (用 m和n的代数式表示)。
【答案】 (1)光泽好、耐磨、硬度大；(2)(或 ) ；(3)过滤；(4)有红色固体析出，溶液由蓝色变无色，有气泡产生；(5)；(6) CuO、Cu、Zn；(7)
【解析】（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，具有耐腐蚀、光泽好、耐磨、硬度大等。（2）熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行是因为镁或铝在高温条件下会与氧气反应生成氧化物，化学方程式表示为(或；（3）①步骤II的操作将反应后的溶液分为固体和液体，故该操作为过滤。②样品粉末加入硫酸后生成的溶液A中可能含有硫酸铜、硫酸镁、硫酸锌，步骤II加入过量锌粉后，产生了固体B，且该固体在加入硫酸后还剩余铜，说明溶液A中一定有硫酸铜，锌可以将铜置换出来，溶液由蓝色变无色，如果溶液A含有硫酸镁，因为镁比锌活泼，所以不反应，且步骤I加入了过量的稀硫酸，锌会和硫酸反应生成氢气，所以产生的现象为有红色固体析出，溶液由蓝色变无色，有气泡产生。③若溶液C中只含一种溶质，则溶质为硫酸锌，则溶液C中不存在硫酸镁，所以样品中无镁，步骤I加硫酸产生氢气说明含锌，框图中已指出含铜，②已说明溶液A中含硫酸铜，是来自样品中的氧化铜，故样品成分为CuO、Cu、Zn。（4）步骤III后剩余的固体铜全部来自氧化铜，故氧化铜的质量为，铜的质量为ng，则锌的质量为
故。
15．(2019福建省卷)改革开放以来，我国钢铁工业飞速发展，近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂
采用赤铁矿(主要成分为 Fe2O3)炼铁，反应原理为Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2。若该厂日产含铁1.4×104
t 的生铁，至少需要含Fe2O3 80%的赤铁矿的质量是多少？(要求写出计算过程)
【答案】2.5×104
【解析】
解：设需要赤铁矿的质量为m。
Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2
160 112
80%m 1.4×104 t
eq \f(160,112) ＝ eq \f(80%m,1.4×104 t) m＝2.5×104 t
答：需要含Fe2O3 80%赤铁矿的质量为2.5×104 t。
16．铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，证明氧气一定参加了反应必须要做的实验是（ ）
A．①②B．①③
C．②③D．①②③
【答案】A
【解析】铁生锈的条件是与水和氧气直接接触，要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验。实验①是铁在氧气和水共同作用下的反应，实验②是铁只与水接触的反应，实验③是铁只与氧气接触的反应。要想证明铁生锈时，氧气一定参加了反应，就要进行铁在氧气和水共同作用下的反应实验和铁在只有水，没有氧气下的实验。所以①②。故选A。
17．如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的
CO中混有杂质CO2和H2O。
（1）为了避免装置B中玻璃管在加热时可能发生爆炸，加热前 。
（2）写出B装置玻璃管内反应的化学方程式 ，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质 。
（3）从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法 。
（4）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因 。
【答案】（1）先通一会儿一氧化碳；（2）3CO+Fe2O33Fe+3CO2；还原性；（3）用气球收集起来；
（4）原混合物中二氧化碳的存在导致C中澄清石灰水也会变浑浊，从而造成结论不准确，或者干扰了对二氧化碳的检验。
【解析】（1）当一氧化碳气体不纯时，加热或点燃可能会发生爆炸，所以加热前先通一会儿一氧化碳，排净装置内的空气；故填：先通一会儿一氧化碳；（2）一氧化碳具有还原性，在高温的条件下，一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳；故填：3CO+Fe2O33Fe+3CO2；还原性；（3）从环保的角度考虑，尽可能提高尾气的综合利用，所以尾气处理的最佳处理方法是回收，用气球收集起来；故填：用气球收集起来；（4）若没有A装置，原混合物中二氧化碳的存在导致C中澄清石灰水也会变浑浊，从而造成结论不准确，或者干扰了对二氧化碳的检验。即该实验不能达到检验气体生成物的目的；故填：原混合物中二氧化碳的存在导致C中澄清石灰水也会变浑浊，从而造成结论不准确，或者干扰了对二氧化碳的检验。
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