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第15讲 金属的冶炼及金属锈蚀条件的探究
例1．（2021·四川广安市·中考真题）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
例2．（2021·广东深圳市·中考真题）下列说法错误的是（ ）
A．铁钉是由铁合金制成的
B．根据甲图，铁钉生锈过程中O2体积不变
C．根据甲图，铁钉在潮湿环境更容易生锈
D．根据乙图，铁钉生锈过程中温度升高
例3．（2021·浙江湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（　　）
O2CO2COFe
A．X可以是木炭 B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放 D．Y中铁元素以游离态存在
例4．（2021·北京中考真题）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下、下列分析不正确的是（ ）
实验装置 序号 其他试剂 100s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%
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 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
例5．（2021·黑龙江大庆市·中考真题）某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（固定装置略）。
（查阅资料）CO能溶于铜液（醋酸二氨合铜（Ⅰ）和氨水的混合液）
（1）按上图连接装置A-E，在装入试剂前，先______。
（2）写出装置B中反应的化学方程式______。
（3）通入CO2一段时间后，先点燃______处酒精喷灯（填“A”或“D”）。
（4）装置C中玻璃管的作用：______。
（5）反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象：______；______。写出装置D中反应的化学方程式______。
（6）某同学认为该裝置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，其目的是______。装置E．F的接口连接顺序：a连接______（填“b”或“c”）。
一、炼铁的原理
1．实验原理： （化学方程式）
2．实验装置
3．实验步骤：
（1）连接装置；
（2）检查装置的 ；
（3）将氧化铁粉末注入玻璃管中；
（4）点燃 酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳，排尽空气后再点燃 ；
（5）观察到现象后，熄灭 ，继续通入一氧化碳，直到玻璃管冷却，停止通入一氧化碳，再熄灭 ；
（6）拆除装置，清洗仪器，整理器材。
4．实验现象：
（1）硬质玻璃管中：
（2）澄清石灰水： ，反应的化学方程式为
（3）装置最末端玻璃管尖嘴处： ，反应的化学方程式为
五、注意事项：
①实验前应先通，然后再加热，目的 。
②实验结束后，先熄灭酒精灯，待硬质玻璃管中物质冷却后再停止通，目的是 。
③与反应的条件为高温，所以加热需用 ；
④澄清石灰水的作用是 ；
⑤装置末端酒精灯的作用是 。
二、 (
植物油
干燥剂
)铁生锈的实验
（见下图）
【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。
【实验结论】铁生锈实际上是 与空气中的 、 共同作用的结果。
【注意事项】
第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；
第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。
铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。
注意：除去铁锈的方法
物理方法：刀刮、砂纸打磨。
化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。
防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净、干燥；
②擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：
③物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油
④化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝
提升拔高
三、尾气处理创新实验
装置图1和图2是利用了一氧化碳的 ；装置图3和图4是利用了 ；装置图1的优点是： ， ；装置图5的优点是： ；装置图6中B的作用： 。
四、一氧化碳还原三氧化二铁注意事项：
（1）实验用的一氧化碳在加热前， ；
（2）实验时必须先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，原因是： ；
（3）实验结束后，必须先熄灭酒精喷灯，并继续通入一氧化碳，至玻璃管冷却：原因是① ；② ；
（4）为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用止水夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出来的铁粉再密闭装置中冷却；
（5）点燃末端的酒精灯的作用是： ；由于澄清石灰水不能将二氧化碳完成吸收，因此尾气是 和 的混合气体，不易引燃。
尾气处理方法：① ；② 。
1．（2021南京师范大学附属中学新城初级中学一模）如图是探究铁器锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度使之相同，塞紧橡皮塞，一周后观察。下列说法错误的是（ ）
A．a管中在靠近水面上方且近水面处铁钉上有明显的锈迹
B．L端液面低于R端
C．a管中铁钉明显生锈，b管中铁钉几乎不生锈
D．若将a管中的水改为海水则铁钉生锈更严重
2．（2021江苏无锡市侨谊实验中学二模）如图为实验室模拟炼铁的实验。下列说法正确的是（ ）
A．开始时应先预热玻璃管，然后再通入一氧化碳
B．实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成银白色
C．反应的化学方程式为
D．玻璃管右侧应连接尾气处理装置，以防止污染环境
3．（2021江苏苏州工业园区星湾学校一模）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
4．（2021上海市静安区教育学院附属学校一模）甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图，下列叙述中正确的是（ ）
A．甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，再通CO
B．乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量
C．高炉炼制出的生铁是铁合金的一种，属于合成材料
D．一氧化碳还原氧化铁的反应中，一氧化碳是还原剂，一氧化碳发生了氧化反应
5．（2021北京市第二中学分校一模）工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图：
已知：生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为 0.03%~2%。
（1）反应：①Fe2O3+3CO2Fe+3CO，②Fe2O3+3C2Fe+3CO。属于置换反应的是_____，用于高炉炼铁的原理是_____（填序号）。
（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是_____。
（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是_____。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3），其中硅元素的化合价是_____。
（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是_____。将钢锭轧成钢板，体现了金属的_____性。
（5）钢铁制品可能会生锈，写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式：_____。
1．如图所示，在一烧杯中放有一根铁钉，使其一部分在液面以上，一部分在液面以下，则铁钉最容易生锈的部位是（ ）
A．a点 B．b点
C．c点 D．无去判断
2．（2021·山东·日照港中学一模）铁是年产量最高的金属，而且应用广泛，下列有关金属铁冶炼说法不正确的是（ ）
A．冶炼原料是铁矿石、焦炭、石灰石
B．炼铁中焦炭的作用是提供热量和还原剂
C．磁铁矿的成分是四氧化三铁
D．炼铁所得生铁含碳量是0.03%～2%
3．（2021·浙江嘉兴）北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法，其主要生产流程如图所示。下列解释合理的是（ ）
A．①通过蒸发溶剂可获得晶体 B．②是通过复分解反应获得铜
C．③所得硫酸铜溶液一定是饱和的 D．④说明铁元素变成了铜元素
5．（2021·山东·乐陵市江山国际学校一摸）黄铁矿的主要成分为二硫化亚铁（FeS2），可用于工业上冶炼铁和生产浓硫酸，如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．反应前将黄铁矿粉碎，能提高反应速率
B．反应①②③④中都有元素化合价的变化
C．反应②不属于四种基本反应类型之一
D．该过程回收利用了SO2，能减少酸雨的发生
6．（2020·吉林长春·中考真题）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
1．为了探究影响铜生锈的因素，设计如下实验，有关分析正确的是（ ）
实验① 实验② 实验③ 实验④
铜生锈 无明显现象 无明显现象 无明显现象
A．对比实验①和②可知：影响铜生锈的因素是CO2和H2O
B．对比实验①和③可知：影响铜生锈的因素是H2O和O2
C．对比实验①和④可知：影响铜生锈的因素是CO2和O2
D．此实验设计运用了控制变量的方法
2．（2020·山东潍坊·中考真题）利用甲酸（ HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如下实验装置验证CO的有关性质。已知： ，下列说法不正确的是
A．操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加 HCOOH
B．装置丙的作用是防止倒吸
C．装置丁既可检验CO2，又可收集CO
D．随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小
3．（2020·四川内江·中考真题）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
4．工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如图。
已知生铁的含碳量为2%﹣4.3%，钢的含碳量为0.03%﹣2%。
（1）反应：①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，②Fe2O3+3C2Fe+3CO。属于置换反应的是_____，用于高炉炼铁的原理是_____（填序号）。
（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是_____。
（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是_____。
（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是_____。将钢锭轧成钢板，体现了金属的_____性。
（5）钢铁制品可能会生锈，写出用稀盐酸除铁锈的化学方程式_____。
5．（2020·山东东营·中考真题）下图为高炉冶铁、炼钢并用生产的钢来探究白铜成分的流程图。（已知硫酸镍的化学式为NiSO4）
（1）用高炉冶铁的主要反应原理是____________（用化学方程式表示）。
（2）分析流程图，三脱装置中发生反应的基本反应类型______________。
（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中_________（填一种仪器的名称）的作用。
（4）铁与镍相比，铁的金属活动性_________镍（选填“>”、“=”或“<”），判断依据是__________（用化学方程式表示）。
（5）通过以上信息，得出白铜的成分是__________，其硬度比纯铜____________（填“大”或“小”）。
1．（2021·山东威海市·中考真题）下列事实能用金属活动性解释的是（ ）
①铝制品比铁制品耐腐蚀　　
②用硫酸铜溶液和铁制取铜
③用稀盐酸除铁锈　　　　　
④金属铜不能与稀硫酸反应
A．①② B．①②③
C．②④ D．①②④
2．（2021·湖北宜昌市·中考真题）金属的利用和保护
（1）如图利用了铜的物理性质是______。
（2）如图说明铁具有______性。
（3）工业上利用一氧化碳和氧化铁炼铁的化学方程式是______。
（4）如图是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有甲中铁钉有明显锈迹。
①实验乙中植物油的作用是______。
②由实验甲、丙可得出的结论是______。
（5）宜昌三峡机场新国际航站楼钢网架建设中，使用了700多吨钢。
①酸雨会腐蚀钢网架，造成酸雨的主要物质是______。
A甲烷B二氧化硫C二氧化氮D一氧化碳
②钢网架防腐漆施工时规定，表面清理结束4—8小时内必须进行防腐底漆的喷涂，其原因是______。
3．（2021·江苏南京市·中考真题）金属材料在日常生活、工农业生产和科学研究中有着广泛的用途。
（1）钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量______（填“大于”或“小于”）钢的含碳量。
（2）在钢中加入不同的合金元素可以提高其性能，例如，加入钨可以增强合金钢的耐磨性等。用黑钨矿制备钨的过程如下：
（注：钨酸是难溶于水的黄色固体。）
①钨酸钠中钨元素的化合价为______。
②填写下表。
步骤 化学方程式 基本反应类型
Ⅱ ______ 复分解反应
Ⅲ ______ 分解反应
Ⅳ ______ ______
4．（2021·上海中考真题）某班级研究铁、铜、银的金属活动性，并回收Ag。
①判断铁、铜、银中金属活动性最强的是_______；
②Cu与AgNO3反应的化学方程式_______；Fe与Cu(NO3)2反应后，Fe 表面析出_______色固体；
③现有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3混合废液，目的回收Ag：
ⅰ.滤液A的溶质是_______；步骤Ⅲ中加入足量AgNO3溶液的目的是_______；何确定滤液C中有AgNO3，应选_______溶液；
ⅱ.若将步骤Ⅰ中的amolCu改为amolFe，最终得到Ag的质量是否会改变，请说明理由：____。
5. （2021·山东济宁）铝在地壳中主要以铝土矿的形式存在，铝土矿的主要成分为A12O3（含有少量Fe2O3、SiO2等杂质）。工业上冶炼铝的工艺流程见图：
（1）铝土矿中的SiO2不溶于水，也不与盐酸反应，操作①的目的是______。
（2）操作③得到的 受热分解生成Al2O3，该反应的化学方程式为______，铝土矿经过操作①~④的目的是______。
（3）在冰晶石作助熔剂条件下，高温电解A12O3得到金属铝，该反应的化学方程式为______。
6．（2021·福建中考真题）钢铁是应用广泛的金属材料。
(1)英国学者R·坦普尔论证了我国古代冶铁技术世界第一。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。
①“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中磷元素的化合价为______________。
②生铁生产过程中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为______________。
③炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的______________，获得性能更好的钢。
(2)对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程发生了______________(填“物理变化”或“化学变化”)。
②致密氧化膜能防止钢铁锈蚀的原因是______________。
6.（2021·江苏连云港）在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中，化学发挥了重要作用。
(1)“焦炭炼钢”是先将铁精矿(Fe2O3)和焦炭同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应后得生铁，再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。
①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，_______夺取了Fe2O3里的氧，将铁还原出来。
②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO2，则该钢铁厂每年排放CO2的质量为_______万吨。
(2)为了实现CO2的捕集利用，我国研制出一种多功能复合催化剂(含NaFe3O4)，能将CO2转化为汽油，转化步骤如下：
①步骤Ⅰ除生成CO外，还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是_______。
②下列说法错误的是_______(填字母)。
a 所得汽油中含有C、H两种元素 b NaFe3O4中O为-2价，Fe为+3价
c 上述转化不仅有利于CO2减排，还可以减轻人类对化石能源的需求
(3)一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。
①高温下，用H2炼铁时反应的化学方程式为_______。
②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”的主要优点有_______。
③从物质组成的角度，说明向炼钢炉中加入废钢的目的：_______。中小学教育资源及组卷应用平台
第15讲 金属的冶炼及金属锈蚀条件的探究
例1．（2021·四川广安市·中考真题）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
【解析】A、氧化铁中铁元素化合价为+3，反应前后Fe元素的化合价由+3价变为0价，错误；B、a处氧化铁和一氧化碳在加热条件下生成铁和二氧化碳，可观察到固体由红色变为黑色，错误；C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可以用澄清石灰水，正确；D、一氧化碳不与水反应，且难溶于水，不能用水吸收CO，错误。故选C。
例2．（2021·广东深圳市·中考真题）下列说法错误的是（ ）
A．铁钉是由铁合金制成的
B．根据甲图，铁钉生锈过程中O2体积不变
C．根据甲图，铁钉在潮湿环境更容易生锈
D．根据乙图，铁钉生锈过程中温度升高
【答案】B
【解析】A、铁钉一般是由铁合金制成的，因为合金硬度大、耐腐蚀性好，具有优良的性能，不符合题意；
B、铁生锈是铁与氧气和水发生的缓慢氧化，由甲图可知，有水存在时，随着反应的进行，氧气的体积逐渐减小，说明铁钉生锈过程中O2体积减小，符合题意；C、由甲图可知，在无水时，氧气的体积不变，说明铁钉不易生锈，在有水时，氧气的体积逐渐减小，说明有水时，铁钉生锈，故铁钉在潮湿环境更容易生锈，不符合题意；D、由乙图可知，随着反应的进行，温度逐渐升高，说明铁钉生锈放出热量，温度升高，不符合题意。故选B。
例3．（2021·浙江湖州）工业炼铁的部分反应如下所示，则（　　）
O2CO2COFe
A．X可以是木炭 B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放 D．Y中铁元素以游离态存在
【答案】A
【解析】A、碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，木炭的主要成分是碳，可以是木炭，故选项说法正确。B、碳与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，X是碳，碳与CO都具有还原性，故选项说法错误。C、③是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，反应后的尾气不能直接排放，故选项说法错误。D、Y是氧化铁，铁元素以化合态存在，故选项说法错误。故选：A。
例4．（2021·北京中考真题）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下、下列分析不正确的是（ ）
实验装置 序号 其他试剂 100s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%
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 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
【解析】A、铁生锈，氧气含量会减少，②③氧气含量减少，说明铁已经生锈，A正确。B、干燥剂吸水，①没有水，氧气没有减少，铁没有生锈，②加水后氧气减少，铁生锈，说明水对铁锈蚀有影响，B正确。
C、③加食盐后铁生锈速度加快，说明食盐能加快铁锈蚀，C正确。D、①②③实验中没有探究炭粉对锈蚀的影响，①②③无法证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误。故选：D。
例5．（2021·黑龙江大庆市·中考真题）某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（固定装置略）。
（查阅资料）CO能溶于铜液（醋酸二氨合铜（Ⅰ）和氨水的混合液）
（1）按上图连接装置A-E，在装入试剂前，先______。
（2）写出装置B中反应的化学方程式______。
（3）通入CO2一段时间后，先点燃______处酒精喷灯（填“A”或“D”）。
（4）装置C中玻璃管的作用：______。
（5）反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象：______；______。写出装置D中反应的化学方程式______。
（6）某同学认为该裝置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，其目的是______。装置E．F的接口连接顺序：a连接______（填“b”或“c”）。
【答案】（1）检查装置的气密性 （2） （3）A
（4）吸收从氢氧化钠溶液中带出的水蒸气 （5）红色固体变成黑色 澄清石灰水变浑浊 （6）吸收一氧化碳 c
【解析】（1）在实验开始前，需要检查装置的气密性；（2）B中进行的是氢氧化钠和二氧化碳的反应：；（3）该装置是先让二氧化碳和碳反应，因此先点燃A处酒精灯；（4）浓硫酸具有吸水性，将从氢氧化钠溶液中的水蒸气吸收，防止水进入D中产生爆炸；（5）一氧化碳和三氧化二铁反应，生成铁和二氧化碳：，实验现象是红色固体变为黑色，E中澄清石灰水变浑浊；（6）该实验缺少尾气处理装置，因此需要加上F装置吸收一氧化碳，一氧化碳从c进入，确保一氧化碳和溶液接触。
一、炼铁的原理
1．实验原理： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 （化学方程式）
2．实验装置
3．实验步骤：
（1）连接装置；
（2）检查装置的气密性；
（3）将氧化铁粉末注入玻璃管中；
（4）点燃右端酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳，排尽空气后再点燃酒精喷灯；
（5）观察到现象后，熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳，直到玻璃管冷却，停止通入一氧化碳，再熄灭右端的酒精灯；
（6）拆除装置，清洗仪器，整理器材。
4．实验现象：
（1）硬质玻璃管中：红色粉末变成黑色
（2）澄清石灰水：变浑浊，反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
（3）装置最末端玻璃管尖嘴处：产生蓝色火焰，反应的化学方程式为2CO+O2 2CO2。
五、注意事项：
①实验前应先通，然后再加热，目的是防止混合气体发生爆炸。
②实验结束后，先熄灭酒精灯，待硬质玻璃管中物质冷却后再停止通，目的是防止还原的铁粉再次被氧化。
③与反应的条件为高温，所以加热需用酒精喷灯加热；
④澄清石灰水的作用是检验生成的二氧化碳；
⑤装置末端酒精灯的作用是处理未反应的一氧化碳，防止污染环境。
二、 (
植物油
干燥剂
)铁生锈的实验
（见下图）
【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。
【注意事项】
第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；
第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。
铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。
注意：除去铁锈的方法
物理方法：刀刮、砂纸打磨。
化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。
防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净、干燥；
②擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：
③物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油
④化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝
提升拔高
三、尾气处理创新实验
装置图1和图2是利用了一氧化碳的可燃性；装置图3和图4是利用了一氧化碳难溶于水的性质；装置图1的优点是：既可将有毒的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，又可达到节约资源的目的；装置图5的优点是：操作方便，节约药品；装置图6中B的作用：既检验生成的二氧化碳，又收集未反应的一氧化碳。
四、一氧化碳还原三氧化二铁注意事项：
（1）实验用的一氧化碳在加热前，必须要验纯；
（2）实验时必须先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，原因是：排尽装置中的空气，避免一氧化碳和空气的混合气体在受热时发生爆炸；
（3）实验结束后，必须先熄灭酒精喷灯，并继续通入一氧化碳，至玻璃管冷却：原因是①防止生成的铁在高温下被空气中的氧气氧化；②防止石灰石倒吸，使玻璃管炸裂；
（4）为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用止水夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出来的铁粉再密闭装置中冷却；
（5）点燃末端的酒精灯的作用是：将未反应的一氧化碳转化为无毒的二氧化碳，防止污染环境；由于澄清石灰水不能将二氧化碳完成吸收，因此尾气是CO和CO2的混合气体，不易引燃。
尾气处理方法：①用气球收纳尾气；②用排水法收集尾气。
1．（2021南京师范大学附属中学新城初级中学一模）如图是探究铁器锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度使之相同，塞紧橡皮塞，一周后观察。下列说法错误的是（ ）
A．a管中在靠近水面上方且近水面处铁钉上有明显的锈迹
B．L端液面低于R端
C．a管中铁钉明显生锈，b管中铁钉几乎不生锈
D．若将a管中的水改为海水则铁钉生锈更严重
【答案】B
【解析】A、铁生锈的条件是与水和空气同时接触。所以a管中在靠近水面上方且近水面处铁钉上有明显的锈迹。A正确；B、a管中铁钉生锈消耗氧气，a管中压强减小，L端液面高于R端。B错。C、a管中铁钉与水和空气同时接触，铁钉明显生锈，b管中干燥空气，没有水铁钉几乎不生锈。C正确D、酸碱盐能加快铁钉生锈，海水中含有大量盐类，若将a管中的水改为海水则铁钉生锈更严重。正确综上所述：故选 B。
2．（2021江苏无锡市侨谊实验中学二模）如图为实验室模拟炼铁的实验。下列说法正确的是（ ）
A．开始时应先预热玻璃管，然后再通入一氧化碳
B．实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成银白色
C．反应的化学方程式为
D．玻璃管右侧应连接尾气处理装置，以防止污染环境
【答案】D
【解析】A、应先通入一氧化碳，排净装置内空气，避免形成爆炸性混合物，发生爆炸，错误。B、氧化铁被还原为铁，实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成黑色，错误。C、反应的化学方程式为，错误。D、一氧化碳有毒，污染环境，玻璃管右侧应连接尾气处理装置，以防止污染环境，正确。故选：D。
3．（2021江苏苏州工业园区星湾学校一模）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
【解析】A、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，可能发生爆炸，故实验时，先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，然后加热，防止发生爆炸，符合题意；B、一氧化碳有毒，散逸到空气中，会污染空气，故为了减少空气污染，应增加尾气处理装置，不符合题意；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，防止反应生成的铁高温下重新被氧化，不符合题意；D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，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，不符合题意。
故选A。
4．（2021上海市静安区教育学院附属学校一模）甲图是一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是炼铁高炉示意图，下列叙述中正确的是（ ）
A．甲图中实验开始时应先点燃加热氧化铁的酒精喷灯，再通CO
B．乙图炼铁中原料焦炭的作用只是提供热量
C．高炉炼制出的生铁是铁合金的一种，属于合成材料
D．一氧化碳还原氧化铁的反应中，一氧化碳是还原剂，一氧化碳发生了氧化反应
【答案】D
【解析】A、甲图中实验开始时，应先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，然后点燃加热氧化铁的酒精喷灯，防止发生爆炸，不符合题意B、乙图炼铁中原料焦炭的作用是提供热量和提供还原剂一氧化碳，不符合题意；
C、高炉炼制出的生铁是铁合金的一种，属于金属材料，不符合题意；D、一氧化碳还原氧化铁的反应中，一氧化碳得到氧，是还原剂，一氧化碳发生了氧化反应，符合题意。故选D。
5．（2021北京市第二中学分校一模）工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图：
已知：生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为 0.03%~2%。
（1）反应：①Fe2O3+3CO2Fe+3CO，②Fe2O3+3C2Fe+3CO。属于置换反应的是_____，用于高炉炼铁的原理是_____（填序号）。
（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是_____。
（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是_____。炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3），其中硅元素的化合价是_____。
（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是_____。将钢锭轧成钢板，体现了金属的_____性。
（5）钢铁制品可能会生锈，写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式：_____。
【答案】 ② ① 增大反应接触面积，加快反应速率 N2 +4 使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中碳含量 延展 Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O
【解析】（1）一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应，故属于置换反应的是②；高炉炼铁是利用一氧化碳还原氧化铁，故选①；（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率；（3）空气的主要成分是氮气和氧气，但氮气不参与炼铁的反应，故热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是N2；CaSiO3中Ca显+2价，O显-2价，根据化合物中各元素代数和为0，则Si的化合价为0-（-2）×3-（+2）=+4；（4）生铁中含有较多的碳，碳与氧气能反应生成二氧化碳，故炼钢炉中，通入纯氧的目的是使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中碳含量；将钢锭轧成钢板，体现了金属的延展性；（5）硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水，化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O。
1．如图所示，在一烧杯中放有一根铁钉，使其一部分在液面以上，一部分在液面以下，则铁钉最容易生锈的部位是（ ）
A．a点 B．b点
C．c点 D．无去判断
【答案】B
【解析】铁钉生锈需要跟氧气和水同时接触，所以最容易生锈的部位是b点。故填B
2．（2021·山东·日照港中学一模）铁是年产量最高的金属，而且应用广泛，下列有关金属铁冶炼说法不正确的是（ ）
A．冶炼原料是铁矿石、焦炭、石灰石
B．炼铁中焦炭的作用是提供热量和还原剂
C．磁铁矿的成分是四氧化三铁
D．炼铁所得生铁含碳量是0.03%～2%
【答案】D
【解析】A、冶炼原料是铁矿石、焦炭（提供热量和一氧化碳）、石灰石（将矿石中的二氧化硅转化为炉渣），不符合题意；B、炼铁中，焦炭燃烧生成二氧化碳，放出热量，提供热量，同时二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，提供还原剂，不符合题意；C、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，不符合题意；D、生铁的含碳量为：2%-4.3%，符合题意。故选D。
3．（2021·浙江嘉兴）北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法，其主要生产流程如图所示。下列解释合理的是（ ）
A．①通过蒸发溶剂可获得晶体 B．②是通过复分解反应获得铜
C．③所得硫酸铜溶液一定是饱和的 D．④说明铁元素变成了铜元素
【答案】A
【解析】A、通过蒸发溶剂可获得晶体，说法正确，符合题意；B、复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，②生成了铜单质，不是复分解反应，不符合题意；C、③通过加水溶解，得到硫酸铜溶液，溶液不一定饱和，不符合题意；D、④铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁将硫酸铜中的铜置换了出来，不是铁元素变成了铜元素，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，不符合题意。故选A。
5．（2021·山东·乐陵市江山国际学校一摸）黄铁矿的主要成分为二硫化亚铁（FeS2），可用于工业上冶炼铁和生产浓硫酸，如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．反应前将黄铁矿粉碎，能提高反应速率
B．反应①②③④中都有元素化合价的变化
C．反应②不属于四种基本反应类型之一
D．该过程回收利用了SO2，能减少酸雨的发生
【答案】B
【解析】A．反应前将黄铁矿粉碎，增大了反应物之间的接触面积，能提高反应速率，故正确B．反应④中，各元素的化合价在反应前后均未改变，故错误；C．反应②是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，该反应的反应物均为化合物，生成物是一种单质与一种化合物，不属于四种基本反应类型之一，故正确；D．由工艺流程图可知，该过程回收利用了SO2，能减少酸雨的发生，故正确。故选B。
6．（2020·吉林长春·中考真题）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。
1．为了探究影响铜生锈的因素，设计如下实验，有关分析正确的是（ ）
实验① 实验② 实验③ 实验④
铜生锈 无明显现象 无明显现象 无明显现象
A．对比实验①和②可知：影响铜生锈的因素是CO2和H2O
B．对比实验①和③可知：影响铜生锈的因素是H2O和O2
C．对比实验①和④可知：影响铜生锈的因素是CO2和O2
D．此实验设计运用了控制变量的方法
【答案】D
【解析】实验①中，铜与水、氧气、二氧化碳同时接触，发生了锈蚀。实验②中的铜片没有与二氧化碳接触，没有发生锈蚀。实验③中的铜片没有与氧气接触，没有发生锈蚀。实验④中的铜片没有与水接触，没有发生锈蚀。A．对比实验①和②可知：影响铜生锈的因素是CO2，选项说法错误；B．对比实验①和③可知：影响铜生锈的因素是O2，选项说法错误；C．对比实验①和④可知：影响铜生锈的因素是H2O，选项说法错误；D．由以上分析可知，此实验设计运用了控制变量的方法，选项说法正确。故选D。
2．（2020·山东潍坊·中考真题）利用甲酸（ HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如下实验装置验证CO的有关性质。已知： ，下列说法不正确的是
A．操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加 HCOOH
B．装置丙的作用是防止倒吸
C．装置丁既可检验CO2，又可收集CO
D．随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小
【答案】A
【解析】A、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇明火容易发生爆炸，故应先滴加HCOOH，产生一氧化碳，将装置内的空气排尽，然后点燃乙处酒精灯，符合题意；B、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水反应，由于消耗了二氧化碳，装置内压强减小，澄清石灰水容易倒吸，炸裂试管，故装置丙的作用是防止倒吸，不符合题意；C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故装置丁可以检验CO2，同时一氧化碳与澄清石灰水不反应，可用排水法收集CO，不符合题意；D、，该反应有水生成，随着反应的进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小，不符合题意。故选A。
3．（2020·四川内江·中考真题）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。
4．工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如图。
已知生铁的含碳量为2%﹣4.3%，钢的含碳量为0.03%﹣2%。
（1）反应：①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，②Fe2O3+3C2Fe+3CO。属于置换反应的是_____，用于高炉炼铁的原理是_____（填序号）。
（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是_____。
（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是_____。
（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是_____。将钢锭轧成钢板，体现了金属的_____性。
（5）钢铁制品可能会生锈，写出用稀盐酸除铁锈的化学方程式_____。
【答案】② ① 增大接触面积，使其充分反应 N2 使生铁中碳充分反应，降低碳的含量 延展 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
【解析】（1）反应①的反应物是两种化合物，所以该反应不属于置换反应，而反应②是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，属于置换反应；高炉炼铁的原理是在高温的条件下，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应①；（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，粉碎的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率；（3）氮气的化学性质稳定，热空气中的氮气没有参与反应，所以排放出的高炉气体中也含有氮气；（4）炼钢炉中通入氧气可以使生铁中的碳充分反应，降低含碳量，将钢锭轧成钢板，体现了金属的延展性；（5）铁锈主要成分是氧化铁，氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。
5．（2020·山东东营·中考真题）下图为高炉冶铁、炼钢并用生产的钢来探究白铜成分的流程图。（已知硫酸镍的化学式为NiSO4）
（1）用高炉冶铁的主要反应原理是____________（用化学方程式表示）。
（2）分析流程图，三脱装置中发生反应的基本反应类型______________。
（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中_________（填一种仪器的名称）的作用。
（4）铁与镍相比，铁的金属活动性_________镍（选填“>”、“=”或“<”），判断依据是__________（用化学方程式表示）。
（5）通过以上信息，得出白铜的成分是__________，其硬度比纯铜____________（填“大”或“小”）。
【答案】 化合反应 玻璃棒 > Ni、Cu（或“镍、铜”均可） 大
【解析】（1）高炉炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；（2）三脱装置中发生的反应：、、，这些反应都符合“多变一”的特点，属于化合反应；（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中的搅拌，与玻璃棒的作用相似；（4）由图可知，向白铜中加入稀硫酸，得到滤渣和滤液，铜与稀硫酸不反应，不滤渣中含铜，向滤液中加入适量的钢，钢中含铁，得到Ni、C和滤液2，说明白铜中含Ni，Ni与稀硫酸反应生成了硫酸镍，加入钢，铁与硫酸镍反应生成了硫酸亚铁和镍，说明在金属活动性顺序里，铁的金属活动性＞镍，铁与硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍，该反应的化学方程式为：；（5）由（4）的分析可知，白铜中含Cu、Ni；白铜的铜的合金，合金比组成它的纯金属的硬度大，故填：大。
1．（2021·山东威海市·中考真题）下列事实能用金属活动性解释的是（ ）
①铝制品比铁制品耐腐蚀　　
②用硫酸铜溶液和铁制取铜
③用稀盐酸除铁锈　　　　　
④金属铜不能与稀硫酸反应
A．①② B．①②③
C．②④ D．①②④
【答案】C
【解析】①铝比铁活泼，但是铝制品比铁制品耐腐蚀，是因为铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，不符合题意； ②用硫酸铜溶液和铁制取铜，是因为铁比铜活泼，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，符合题意；③用稀盐酸除铁锈，是因为铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，不符合题意；④金属铜不能与稀硫酸反应，是因为在金属活动性顺序里，铜排在氢后，氢后金属与酸不反应，符合题意。故能用金属活动性解释的是②④。故选C。
2．（2021·湖北宜昌市·中考真题）金属的利用和保护
（1）如图利用了铜的物理性质是______。
（2）如图说明铁具有______性。
（3）工业上利用一氧化碳和氧化铁炼铁的化学方程式是______。
（4）如图是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有甲中铁钉有明显锈迹。
①实验乙中植物油的作用是______。
②由实验甲、丙可得出的结论是______。
（5）宜昌三峡机场新国际航站楼钢网架建设中，使用了700多吨钢。
①酸雨会腐蚀钢网架，造成酸雨的主要物质是______。
A甲烷B二氧化硫C二氧化氮D一氧化碳
②钢网架防腐漆施工时规定，表面清理结束4—8小时内必须进行防腐底漆的喷涂，其原因是______。
【答案】导电性 导热 防止空气中的氧气溶于水 铁生锈需要与水接触 BC 隔绝氧气和水，防锈
【解析】（1）铜制导线利用了铜的导电性；（2）铁制炒锅，说明铁具有导热性；（3）一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；（4）①实验乙中植物油的作用是：防止空气中的氧气溶于水；②实验甲中铁钉与氧气和水接触，生锈，丙中铁钉只和氧气接触，不生锈，说明铁生锈需要与水接触；（5）①二氧化硫、二氧化氮能与水反应生成酸，导致酸雨。
故选BC；②进行防腐底漆的喷涂，可以隔绝氧气和水，起到防锈的目的。
3．（2021·江苏南京市·中考真题）金属材料在日常生活、工农业生产和科学研究中有着广泛的用途。
（1）钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量______（填“大于”或“小于”）钢的含碳量。
（2）在钢中加入不同的合金元素可以提高其性能，例如，加入钨可以增强合金钢的耐磨性等。用黑钨矿制备钨的过程如下：
（注：钨酸是难溶于水的黄色固体。）
①钨酸钠中钨元素的化合价为______。
②填写下表。
步骤 化学方程式 基本反应类型
Ⅱ ______ 复分解反应
Ⅲ ______ 分解反应
Ⅳ ______ ______
【答案】大于 +6价
置换反应
【详解】
（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，故填：大于；
（2）①钨酸钠中钠元素的化合价为+1，氧元素的化合价为-2，根据化学式中正负化合价的代数和为零，可得出钨元素的化合价为+6价；
②步骤Ⅱ钨酸钠和盐酸反应生成钨酸和氯化钠，反应的化学方程式为：；
步骤Ⅲ钨酸在高温条件下分解生成三氧化钨和水，反应的化学方程式为：；
步骤Ⅳ氧化钨和氢气在高温条件下生成，一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应。
4．（2021·上海中考真题）某班级研究铁、铜、银的金属活动性，并回收Ag。
①判断铁、铜、银中金属活动性最强的是_______；
②Cu与AgNO3反应的化学方程式_______；Fe与Cu(NO3)2反应后，Fe 表面析出_______色固体；
③现有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3混合废液，目的回收Ag：
ⅰ.滤液A的溶质是_______；步骤Ⅲ中加入足量AgNO3溶液的目的是_______；何确定滤液C中有AgNO3，应选_______溶液；
ⅱ.若将步骤Ⅰ中的amolCu改为amolFe，最终得到Ag的质量是否会改变，请说明理由：____。
【答案】铁(Fe) 红 硝酸亚铁和硝酸铜 使滤渣B中的铜完全反应，得到纯净的银 稀盐酸 不会改变，因为假设步骤Ⅰ中加入的amolFe和足量的硝酸铜反应，会生成amolCu，那么 后续反应就和原来的amol略过量的Cu一样了，置换出银肯定是2amol
【解析】①在金属活动性顺序里，铁排在铜、银之前，故金属活动性最强的是Fe；②铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，该反应的化学方程式为：；铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，铁表面析出红色固体；③i.在金属活动顺序中铜排在铁之后，银之前。加入稍过量铜，铜会与硝酸银反应生成银和硝酸铜，所以滤液A中溶质为硝酸铜和硝酸亚铁；滤渣B中有银和稍过量的Cu，步骤Ⅲ加入足量硝酸银，将铜反应成硝酸铜；硝酸银与盐酸反应生成氯化银沉淀和硝酸。滤液C中一定有硝酸铜，是否有硝酸银，用盐酸检验，若有白色沉淀，则含硝酸银，反之不含。ii.如果把amolCu改为amolFe，首先依然会把混合废液中的Ag全部置换出来，额外还有一部分Cu也进入滤渣B，滤渣B中加入足量硝酸银，Cu又把Ag置换出来。铁与硝酸铜：，1molFe置换1molCu，铁和硝酸银：，1molFe置换2molAg，铜和硝酸银：1molCu置换2molAg，铜和铁是等效的。所以最终都得到2molAg；
5. （2021·山东济宁）铝在地壳中主要以铝土矿的形式存在，铝土矿的主要成分为A12O3（含有少量Fe2O3、SiO2等杂质）。工业上冶炼铝的工艺流程见图：
（1）铝土矿中的SiO2不溶于水，也不与盐酸反应，操作①的目的是______。
（2）操作③得到的 受热分解生成Al2O3，该反应的化学方程式为______，铝土矿经过操作①~④的目的是______。
（3）在冰晶石作助熔剂条件下，高温电解A12O3得到金属铝，该反应的化学方程式为______。
【答案】除去SiO2 得到纯净的Al2O3
【解析】（1）铝土矿中的SiO2不溶于水，也不与盐酸反应，加入盐酸后仍为固体状态；操作①的目的是分离固液操作，除去SiO2。（2）反应前后元素种类不变；操作③得到的 受热分解生成Al2O3，此外还生成水，该反应的化学方程式为；铝土矿中除了氧化铝还含有氧化铁、二氧化硅等杂质，操作①，加入稀盐酸，氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水，二氧化硅与酸不反应，可除去二氧化硅，操作②加入氢氧化钠，氢氧化钠和氯化铁反应生成氢氧化铁，氢氧化钠和氯化铝反应生成氢氧化铝和氯化钠，氢氧化铝和过量的氢氧化钠会反应生成偏铝酸钠和水，过滤，可除去氢氧化铁，通入二氧化碳，过滤，得到氢氧化铝和碳酸氢钠，氢氧化铝受热分解生成氧化铝，故操作经过操作①~④除去了杂质，得到纯净的Al2O3。（3）在冰晶石作助熔剂条件下，高温电解A12O3得到金属铝，该反应的化学方程式为。
6．（2021·福建中考真题）钢铁是应用广泛的金属材料。
(1)英国学者R·坦普尔论证了我国古代冶铁技术世界第一。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。
①“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中磷元素的化合价为______________。
②生铁生产过程中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为______________。
③炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的______________，获得性能更好的钢。
(2)对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程发生了______________(填“物理变化”或“化学变化”)。
②致密氧化膜能防止钢铁锈蚀的原因是______________。
【答案】（1）①+5 ② ③含碳量
（2）①化学变化 ②隔绝氧气和水
【解析】（1）①磷酸铁中铁元素显+3价，氧元素显-2价，设磷元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：（+3）+x+（-2）×4=0，x=+5；②一氧化碳与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：；③碳能与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的含碳量，获得性能更好的钢；（2）①“发蓝”过程有金属氧化物生成，属于化学变化；②铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，致密氧化膜能防止钢铁锈蚀的原因是：隔绝氧气和水。
6.（2021·江苏连云港）在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中，化学发挥了重要作用。
(1)“焦炭炼钢”是先将铁精矿(Fe2O3)和焦炭同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应后得生铁，再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。
①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，_______夺取了Fe2O3里的氧，将铁还原出来。
②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭，若加入的焦炭全部转化为CO2，则该钢铁厂每年排放CO2的质量为_______万吨。
(2)为了实现CO2的捕集利用，我国研制出一种多功能复合催化剂(含NaFe3O4)，能将CO2转化为汽油，转化步骤如下：
①步骤Ⅰ除生成CO外，还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是_______。
②下列说法错误的是_______(填字母)。
a 所得汽油中含有C、H两种元素 b NaFe3O4中O为-2价，Fe为+3价
c 上述转化不仅有利于CO2减排，还可以减轻人类对化石能源的需求
(3)一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。
①高温下，用H2炼铁时反应的化学方程式为_______。
②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”的主要优点有_______。
③从物质组成的角度，说明向炼钢炉中加入废钢的目的：_______。
【答案】CO 440 H2O b 不排放CO2、无污染 调节钢中的含碳量
【解析】（1）①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，CO夺取了Fe2O3里的氧，将铁还原出来；
（2）②设每年排放CO2的质量为x，
解得x=440万吨
（2）①步骤Ⅰ是二氧化碳和氢气反应生成一氧化碳和水，故氧化物的化学式为：H2O；②a、根据质量守恒定律，反应物中只有C、H两种元素，所以所得汽油中含有C、H两种元素，正确；b、 四氧化三铁中氧为-2价，两个铁为+3价，另外一个铁为+2价，错误；c、上述转化不仅有利于CO2减排，还可以减轻人类对化石能源的需求，正确。故选b；（3）氢气和二氧化三铁在高温下反应生成铁和水，反应的化学方程式为：；②“焦炭炼钢”有二氧化碳产生，“氢能炼钢”的产物为水，优点是不排放CO2、无污染；③从物质组成的角度，说明向炼钢炉中加入废钢的目的调节钢中的含碳量。故答案为：①CO；②440；③H2O；④b；⑤；⑥不排放CO2、无污染；⑦调节钢中的含碳量。

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