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【中考解密】3年（2023-2025）中考1年模拟科学真题分项汇编
专题14 金属
1．（2025 浙江）小科模拟我国古代劳动人民发明的湿法炼铜技术，在硫酸铜溶液中加入过量铁粉制铜，如图所示。下列分析正确的是（　　）
A．反应过程中，溶液的颜色保持不变 B．反应过程中，溶液的质量保持不变
C．反应结束后，烧杯中的固体仅有铜 D．反应说明铁的金属活动性比铜的强
2．（2024 浙江）下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是（　　）
A． B． C． D．
3．（2023 绍兴）小敏阅读教材得知：将铜片和锌片同时插入稀H2SO4，可以组成一个电池（图甲）。那么该电池的正负极与什么有关呢？对此，小敏做了三组实验，并借助灵敏电流表进行判断（图乙）。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关，且存在一定规律。据此判断，下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转（图丙）的是（　　）
A．a铝片、b镁片 B．a铁片、b锌片
C．a铁片、b铜片 D．a铜片、b银片
4．（2023 台州）硫酸锌（ZnSO4）可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质，不能直接反应制得硫酸锌的是（　　）
A．Zn和H2SO4 B．ZnO和H2SO4
C．ZnCO3和H2SO4 D．Zn和Na2SO4
5．（2023 杭州）《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”，处于当时世界领先地位，是现代冶金工艺的雏形。其流程图如下所示：
（1）熔炼过程中，氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为 　 　 。
（2）通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量，此过程体现了氧气的 　 　 （选填“氧化性”或“还原性”）。“黑色湿泥”（有效成分为磷酸铁FePO4）作为熔剂可加快反应，磷酸铁属于 　 　 类物质（选填“酸”“碱”或“盐”）。
6．（2023 杭州）利用氯化铁溶液浸出废金属（主要成分为铁铜合金）回收海绵铜（一种特殊形态的单质铜）的某种工艺流程图如图甲所示：
（1）浸出池中发生的反应有Fe+2FeCl3═3FeCl2，此反应类型属于 　 　 反应（填写反应的基本类型）。
（2）若酸洗槽中先加入过量稀盐酸，再加入铜及少量铁，反应前后溶液中离子种类如图乙所示，则“●”表示 　 　 （填写离子符号）。
7．（2023 宁波）某电厂的粉煤灰含有Al2O3，还有少量的FeO、Fe2O3和其它成分，其它成分不溶于水、不与酸反应。以该粉煤灰为原料制备Al2O3，流程如下：
（1）“酸浸”过程中，稀硫酸与Fe2O3反应的化学方程式为 　 　 。
（2）流程图中，操作Ⅰ的名称是 　 　 。
（3）“氧化”过程发生的反应为2FeSO4+H2SO4+H2O2→Fe2（SO4）3+2H2O，其中H2O2中氧元素化合价为﹣1价。该化学反应中化合价升高的元素是 　 　 。
8．（2023 湖州）小明在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁（Fe2O3）的两种实验装置：图1用酒精灯（火焰温度400℃﹣500℃左右）加热，图2用酒精喷灯（火焰温度可达800℃以上）加热。小明产生了疑惑：在不同温度下反应有什么不同呢？他猜想：在不同温度条件下，得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性，进行探究：
①在硬质玻璃管中，分别装入等量氧化铁粉末，连接装置，开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②小明把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上，用磁铁靠近，发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。
③为进一步确定成分，小明查阅资料，了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管，加入等量同浓度稀硫酸，产生气泡的情况如下表：
实验记录表
粉末来源 产生气泡的情况
图1装置 未观察到气泡
图2装置 大量气泡
由此，小明确定两装置中产物的成分不同，证实了自己的猜想。
（1）在①中开始实验时，应该先 　 　 ，再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有 　 　 气体生成。
（2）在②中小明是利用物质的 　 　 （选填“物理”或“化学”）性质来进行判别的。
（3）结合①②③实验结果，小明判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为　 　。
1．（2025 金华三模）随着2025年第九届亚冬会圆满落幕，主火炬塔“雪韵丁香”成为见证哈尔滨“双亚冬之城”荣耀新地标，下列说法错误的是（　　）
A．主火炬中心结构选用耐寒钢材，钢属于金属材料
B．将此钢材卷成桶状而不出现裂痕，其韧性好
C．主火炬使用天然气作燃料，天然气属于纯净物
D．主火炬塔底部使用LED电光源，降低了能源消耗
2．（2025 丽水二模）某同学根据铜锈的主要成分[Cu2（OH）2CO3]作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳，为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的（　　）
A．甲和乙 B．甲和丙 C．甲和丁 D．乙和丁
3．（2025 温岭市二模）科学家利用铁锈形成原理制成“铁﹣空气电池”，被视为新储能设备，有望在2030年前后实现突破。它以金属铁为负极、空气电极为正极，装置如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．“铁﹣空气电池”在工作时，金属铁质量保持不变
B．铁锈的主要成分是Fe3O4，铁氧化过程中会有热量产生
C．铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生的缓慢氧化反应
D．电子移动方向是空气电极→电阻→金属铁
4．（2025 舟山三模）如图为一种以铁粉、硫酸亚铁溶液为原料制取氧化铁黑（Fe3O4）的原理。已知：若氧气过量，产品会逐渐转变为Fe2O3。下列说法正确的是（　　）
A．转化过程仅涉及铁、氧元素化合价变化
B．理论上，每生成23.2gFe3O4，需补充3.2g的氧气
C．理论上，反应Ⅰ中每生成45.6gFeSO4，需要100g9.8%的稀硫酸
D．若转化Ⅱ中参与反应的氧气过量，则最终所得的固体氧元素质量分数偏大
5．（2025 庆元县一模）小金利用如图甲所示装置探究“溶液中的阴离子种类对铁钉锈蚀的快慢是否有影响”，实验中测得装置中溶液上方氧气浓度变化曲线如图乙所示。下列分析不正确的是（　　）
A．实验装置里将铁钉一半浸在溶液中，是为了满足铁锈蚀的条件
B．实验中可根据不同溶液上方的氧气浓度变化的快慢，判断锈蚀快慢
C．实验所用三种溶液中，铁钉在含氯离子的溶液中锈蚀最快
D．三条曲线都是先陡后缓，是由于阴离子种类影响了锈蚀快慢
6．（2025 浙江模拟）科学小组利用杠杆平衡实验研究金属与溶液的化学反应。如图所示，等臂杠杆两端分别悬挂质量相同的锌球和铁球，初始时杠杆平衡。随后两球分别浸没在CuSO4溶液和稀H2SO4中片刻，观察实验现象并分析结果。下列说法中正确的是（　　）
A．右边烧杯中溶液的质量增加
B．左边烧杯中溶液的质量减少
C．两边烧杯中溶液的质量都不变
D．取掉烧杯后，杠杆仍然保持平衡
7．（2025 绍兴二模）春晚《秧BOT》火爆全网。小科利用化学物质构建的“机器人转手帕”模型如图。其中①﹣⑤分别是H2SO4、Ca(OH)2、MgCl2、CuO、Fe五种物质中的一种。已知①是单质，相邻物质间能发生化学反应。下列说法正确的是（　　）
A．①与HCl反应后的溶液呈蓝色
B．②一定是CuO
C．④与NaOH反应后溶液中一定存在Na+和Cl﹣
D．⑤的浓溶液具有挥发性
8．（2025 西湖区二模）为了比较Al、Sn、Cu的活动性顺序，在相同温度下，取大小相同的上述三种金属薄片，分别放入等质量等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如表，下列说法正确的是（　　）
金属 Al Sn Cu
现象 产生气泡较快 产生气泡较慢 不产生气泡
A．三种金属的活动性由强到弱的顺序为Sn、Al、Cu
B．锡粉中混有铝粉，可用足量稀盐酸除去铝粉
C．铝片放入盐酸溶液后，溶液质量逐渐减少
D．根据实验现象，不能用铝制容器来盛放稀盐酸
9．（2025 绍兴模拟）往AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，根据上述现象分析，你认为下面结论错误的是（　　）
A．滤渣一定有Fe粉 B．滤渣一定有Cu粉
C．滤液中一定有Fe2+ D．滤液中一定有Ag+、Cu2+
10．（2025 德清县二模）碲化镉薄膜电池是一种重要的太阳能电池，其材料之一镉（Cd）的制备是在铜镉渣（主要含有Cd、Zn、Cu等单质）中加入足量的稀硫酸充分反应，过滤出铜渣，再加入锌粉置换出镉，下列金属的活动性顺序正确的是（　　）
A．Zn＞Cu＞Cd B．Zn＞Cd＞Cu C．Cu＞Zn＞Cd D．Cd＞Zn＞Cu
11．（2025 绍兴一模）某学习小组为了探究不同金属导电性强弱，进行了下图所示的实验。在金属片横截面积、长度相同的情况下，电流表A1、A2、A3测得的电流分别为I1、I2、I3，且I1＞I2＞I3。则下列说法错误的是（　　）
A．导电性：Ag＞Cu＞Fe
B．三种金属中，Fe片电阻最大
C．设计并联电路的目的是控制变量
D．利用图中仪器，改为串联电路也可得出相同结论
12．（2025 绍兴一模）两烧杯中盛有等质量（等质量分数的稀盐酸，现向两烧杯中分别加入质量都为m的金属Zn和Fe，生成氢气的质量随加入金属质量的关系如图所示，由图可知（　　）
A．Zn的活动性比Fe强
B．当m＝a时，放入Zn的烧杯中盐酸过量
C．当m＝b时，两烧杯中溶液的质量相等
D．当m＝c时，两烧杯中剩余的金属质量Zn＞Fe
13．（2025 拱墅区二模）以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制氢气的过程如图所示，下列叙述正确的是（　　）
①过程Ⅰ中能量转化形式是太阳能转化为化学能
②过程Ⅱ的化学方程式为：3FeO+H2OFe3O4+H2↑
③该过程总反应为：2H2OO2↑+2H2↑
④铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点
A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②③④
14．（2025 义乌市二模）在新型航空航天材料研发中，某科研团队研制出一种新型材料。该材料主体结构由一种含钛（Ti）、铝（Al）的合金构成，表面涂层是一种特殊的有机聚合物。
（1）钛铝合金属于　 　 （选填“金属材料”或“有机合成材料”）：
（2）在研制过程中会发生铝热反应，其反应方程式为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe。
①该化学反应属于　 　 反应。
②此类反应也可用于判断金属活动性强弱，且判断方法与金属与盐溶液反应相似。据此判断Cu和Al2O3能否发生反应？　 　 。
15．（2025 浙江模拟）金属材料广泛应用于生活、生产中，其应用推动了社会发展。
（1）下列关于金属材料的说法错误的是 　 　 （填字母）。
A．铁元素在自然界中以单质形式存在
B．铝的金属活动性比铁强，所以铝制品比铁制品更容易锈蚀
C．黄铜片（铜锌合金）的硬度大于纯铜片的硬度
（2）为了探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性，下列方案能达到实验目的的有　 　（填序号）。
A．将锌粉分别加入FeCl2溶液、CuSO4溶液中
B．稀盐酸中加入足量铜粉后，再加入铁粉，最后加入锌粉
C．FeCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入锌粉
（3）向Mg（NO3）2、AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。此过程中一定发生的反应 　 　（用化学方程式表示）。
16．（2025 路桥区二模）炼铁工艺的发展脉络不仅见证了技术革新，更记录了社会变迁。铁器应用的几个关键时期历程如下：
（1）春秋时期的人工冶铁是使用铁矿和木炭为原料，铁矿石中的氧化铁被碳还原成金属铁。该反应属于 　 　 （填基本反应类型）反应。
（2）汉代炒钢法：将生铁加热至半液态、液态，并像炒菜一样搅拌，让其中高温的碳与空气中的 　 　 反应从而得到更优质的钢材。
（3）手撕钢厚度仅有0.015毫米，如图所示是厚厚的钢板被轧制成超薄“手撕钢”的过程，这是利用了钢的 　 　 （填性质）。
17．（2025 萧山区校级二模）将一定量的金属Zn和金属R的混合粉末加入到一定量的氯化铜溶液中，溶液质量变化情况如图所示，R离子无色，b点溶液中所含的金属阳离子是　 　（填离子符号）反应结束后过滤，滤渣中可能有　 　，反应结束后过滤，若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生，则滤液颜色为　 　。（R元素化合价为+2价）
18．（2025 玉环市二模）金属材料的应用推动了社会的发展。兴趣小组的同学利用某废镍材料（含有金属Ni及少量Fe、Cu）回收镍，设计流程如图所示（部分生成物已略去）。回答下列问题。
（1）“酸浸”的目的是将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子，该过程属于 　 　 （选填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）过氧化氢具有氧化性，“氧化”时反应的化学方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2＝Fe2(SO4)3+2X，则X的化学式是 　 　 。
（3）根据所学知识和以上信息，得出Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为　 　。
19．（2025 义乌市二模）绿矾（FeSO4 7H2O）是一种重要的化学物质，常用作净水剂、补血剂、制颜料等。
（1）绿矾属于 　 　 （选填“纯净物”或“混合物”）。
（2）某工厂的废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4，为了减少污染并变废为宝，某实验小组设计了如图流程制备绿矾（FeSO4 7H2O）并回收金属铜。
①向固体中加入的试剂的化学式为 　 　 。
②为避免绿矾被空气中氧气氧化，最合适的结晶方式是 　 　 （选填“加热蒸发溶剂”或“冷却热饱和溶液”）。
20．（2025 临安区一模）某炉渣中主要含FeO、Fe2O3，还有少量既不溶于水，也不与稀硫酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾（FeSO4 7H2O）。请按要求回答问题：
查阅资料可知，氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
（1）写出步骤一中反应的化学方程式 　 　 。（写出一个即可）
（2）步骤二中加入过量铁粉充分反应后，得到滤液2的实验操作是 　 　 。
（3）将滤液2蒸发浓缩、降温结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥后得到FeSO4 7H2O晶体，其中冰水洗涤的作用是 　 　 。
21．（2025 温岭市二模）某环保小组在实验室研究垃圾分类处理技术。他们发现，旧电器中含有黑色铜丝网（仅含有铜和氧化铜），设计两种回收铜的方案。方案甲：通入CO气体并加热；方案乙：加入稀硫酸微热。
（1）小组同学利用方案甲装置回收铜，反应一段时间后观察，硬质玻璃管中的实验现象为　 　 ；
（2）若采用方案甲将黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为a，若采用方案乙将同一黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为b，则a　 　 b（选填“＜”、“＞”或“＝”）；
（3）装置C处的酒精灯的作用是　 　 ；
（4）小组同学重新收集16克黑色铜丝网，利用方案甲回收铜，实验结束后测出A装置中固体质量为14.4克，反应的氧化铜质量为　 　 克。
22．（2025 富阳区一模）我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的记载：“每炉甘石（主要成分是碳酸锌）十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼（反应后生成CO）垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅（锌）也。”此工艺过程分解模拟如图。（已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。）请结合图文信息，分析思考，解决问题：
（1）装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是 　 　 。
（2）冷凝器中发生的变化属于 　 　 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（3）必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因 　 　 。
（4）我国古代冶锌晚于铁和铜，分析说明其中的原因是 　 　 。
23．（2025 西湖区二模）小科查阅资料发现：氢气还原氧化铜的实验中，若反应过程加热的时间不够，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。于是他对反应生成物的生成情况进行了如下探究：利用图甲所示实验装置，称取若干份质量均为0.8克的氧化铜，在相同条件下分别用氢气还原，加热不同时间，检测固体中氧化亚铜的质量，结果如图乙。
（1）实验装置中通入氢气的导管末端应位于试管 　 　 （选填“①”、“②”或“③”）处。
（2）充分反应后，试管中出现的现象是 　 　 。
（3）利用图甲装置进行实验时，理论上还原0.8克的氧化铜，只要0.02克氢气即可，可实际氢气用量远大于0.02克，其原因是 　 　 。（写出一点即可）
（4）小科查阅了相关资料：氢气还原氧化铜的反应过程中发生了如下反应：
I：2CuO+H2Cu2O+H2O。 Ⅱ：H2+CuO2Cu+H2O两个反应。
根据图乙所示的数据，进一步计算分析，可以确定以上两个反应是 　 　 的。（选填“同时进行”或“分步进行）
24．（2025 定海区模拟）小科在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？他进行了如下探究。在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，分别如图甲和图乙进行操作。实验过程和现象如图：
（1）小科得出的实验结论是 　 　 。
（2）一段时间后，小科观察到镁条在热水中无现象，但当他想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应时，便有了解释。他的解释是 　 　 。
（3）小科发现B试管放置空气中一会儿溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是他大胆作出了一个猜想并设计了验证方案：
猜想 验证方案
可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性的减弱。 实验器材：　 　， 实验方案：　 　。 　 　。
小科通过实验验证了自己的猜想是正确的。
25．（2025 温州二模）实验是科学研究的重要方法。图甲为小明在家庭实验室中探究铁锈蚀条件的装置，三天后才能观察到明显现象。在老师指导下，小明对实验装置进行了改进（图乙），锥形瓶中利用双氧水分解产生氧气，其原理为2H2O22H2O+O2↑，使出现明显现象的时间缩短至10分钟左右（夹持固定装置已略去）。
（1）图甲实验中，对比A、C可知：铁生锈与 　 　 有关。
（2）图乙实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 　 　 。（写出两点）
（3）如图丙用推拉注射器活塞的方法可以检验实验中装置的气密性。当缓慢向左推动活塞时，若装置气密性良好，则能观察到的现象有 　 　 。（可多选）
A.注射器内有液体 B.锥形瓶中液面下降
C.长颈漏斗内液面明显上升 D.长颈漏斗下端管口产生气泡
（4）若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快，选择如图丁所示装置，用水来稀释双氧水溶液可获得持续平稳的气流，则丁图中A物质是 　 　 。
26．（2025 浙江二模）钢铁是现代工业的筋骨，保护金属资源，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。某科技小组以“铁锈蚀”为主题开展如下项目式学习。
【任务一】探究铁锈蚀的条件
对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的现象，说明铁锈蚀主要是铁与空气中的氧气和水发生化学反应。
（1）实验Ⅰ中铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，观察到现象　 　 。
【任务二】探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，连接压强传感器、数据采集器，采集数据，绘制出压强随时间变化的曲线如图3。t1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液，再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上。
（2）根据图3，对比AB段和BC段说明　 　 ，t3时刻后压强突然变大的原因是　 　 。
【分析总结】
（3）为防止铁制品锈蚀，应保持铁制品表面　 　 。
27．（2025 庆元县一模）某校微型实验项目组以“C还原CuO”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究反应后气体产物
实验前，先通了一段时间的N2，点燃丙处酒精灯，发现丙处固体未变色。然后再点燃甲处酒精灯。反应开始后甲中固体变红，若观察到 　 　 现象，说明反应产生了CO和CO2。
【任务二】探究反应后固体产物
小组成员取了5份等质量的CuO，在不同温度下与C反应，4小时后测得固体物质的XRD图谱图像。为确保反应后的固体产物不含Cu2O，据图分析可以采取怎样的措施？　 　 。
【任务三】评价与改进
如下是该项目成员对微型实验设计的评价量表，请你帮助小组成员再添加一个评价维度，并写出一条待改进的原因。
评价维度 优秀 待改进
可行性 实验原理科学 实验原理有误
操作性 操作简便 操作复杂
经济性 药品用量节省 药品用量较多
_______ …… _______
28．（2025 滨江区二模）碳酸锰MnCO3是制造电信器材的软磁铁氧体，也可用作脱硫的催化剂。工业上利用软锰矿（主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、CuO、CaCO3杂质）制取MnCO3的流程如图所示。
已知：①C+2MnO22MnO+CO2↑ ②MnO+H2SO4＝MnSO4+H2O
③在酸性条件下，MnO2可将FeSO4氧化为Fe2（SO4）3而自身转化为MnSO4。
（1）“焙烧”时会发生许多化学反应，请写出其中发生的分解反应的化学方程式　 　。
（2）操作a的名称 　 　 。（操作名称）
（3）固体A中金属单质的化学式为 　 　 。
（4）查阅资料知表格中信息：在溶液C到固体D的转化过程中，用10%NaOH溶液调节3.7≤pH＜8.3，其目的是 　 　 。
氢氧化物 Fe（OH）3 Mn（OH）2
开始沉淀pH 2.7 8.3
完全沉淀pH 3.7 9.8
29．（2025 杭州模拟）某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图1所示三个实验（三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同）。
（1）一段时间后，观察到实验B中的现象 　 　 。
（2）乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，补做了一个实验，装置均如图2所示，且实现了探究目的。乙同学的实验：X是　 　金属，Y是　 　溶液。
（3）将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中，然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸，产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克？
30．（2025 西湖区模拟）将铁粉和稀硫酸先后加入到一定量的硫酸铜溶液中，搅拌使之充分反应。实验过程中，加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示。
（1）a点时剩余的固体物质是 　 　 （填化学式）。
（2）n点对应的横坐标数值是 　 　 。
（3）实验过程中共产生FeSO4多少克？
（4）模型能够直观反映化学变化的结果。将一定质量的镁条放入某一溶液（如图），其溶质硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同，充分反应后烧杯内固体的组成和质量大小关系不可能是 。
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【中考解密】3年（2023-2025）中考1年模拟科学真题分项汇编
专题14 金属
1．（2025 浙江）小科模拟我国古代劳动人民发明的湿法炼铜技术，在硫酸铜溶液中加入过量铁粉制铜，如图所示。下列分析正确的是（　　）
A．反应过程中，溶液的颜色保持不变
B．反应过程中，溶液的质量保持不变
C．反应结束后，烧杯中的固体仅有铜
D．反应说明铁的金属活动性比铜的强
【答案】D
【分析】根据铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，进行分析判断。
【解答】解：A、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应过程中，溶液的颜色由蓝色变为浅绿色，故选项说法错误。
B、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，反应过程中，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会减少，故选项说法错误。
C、在硫酸铜溶液中加入过量铁粉，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应结束后，烧杯中的固体不是仅有铜，还有过量的铁，故选项说法错误。
D、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应说明铁的金属活动性比铜的强，故选项说法正确。
故选：D。
2．（2024 浙江）下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【分析】根据铁锈蚀的条件来分析，铁在与氧气和水蒸气共存时会发生锈蚀。
【解答】解：A、该实验中的铁钉与氧气和水同时接触，发生锈蚀，符合题意；
B、该实验中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀，不合题意；
C、该实验中的铁钉只与氧气接触，没有发生锈蚀，不合题意；
D、该实验中的铁钉与氧气和水均未接触，没有发生锈蚀，不合题意。
故选：A。
3．（2023 绍兴）小敏阅读教材得知：将铜片和锌片同时插入稀H2SO4，可以组成一个电池（图甲）。那么该电池的正负极与什么有关呢？对此，小敏做了三组实验，并借助灵敏电流表进行判断（图乙）。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关，且存在一定规律。据此判断，下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转（图丙）的是（　　）
A．a铝片、b镁片 B．a铁片、b锌片
C．a铁片、b铜片 D．a铜片、b银片
【答案】C
【分析】根据图乙可以判断电流表指针偏向于活泼金属一侧分析。
【解答】解：由图乙可知，当两种金属片至少有一种可以与稀硫酸反应时，电流表指针偏向于活泼金属一侧；所以图丙中电流表指针向左偏转，说明金属活动性：a大于b，且可以与稀硫酸反应，
A、金属活动性：a铝片小于b镁片，故错误；
B、金属活动性：a铁片小于b锌片，故错误；
C、金属活动性：a铁片大于b铜片，并且铁可以与稀硫酸反应，故正确；
D、a铜片、b银片都不与稀硫酸反应，故错误；
故选：C。
4．（2023 台州）硫酸锌（ZnSO4）可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质，不能直接反应制得硫酸锌的是（　　）
A．Zn和H2SO4 B．ZnO和H2SO4
C．ZnCO3和H2SO4 D．Zn和Na2SO4
【答案】D
【分析】根据酸的化学性质：能与酸碱指示剂、活泼金属、金属氧化物、碱、盐等反应，结合金属的化学性质，进行分析判断。
【解答】解：A、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，能直接反应制得硫酸锌，故选项错误。
B、氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水，能直接反应制得硫酸锌，故选项错误。
C、碳酸锌和稀硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化碳，能直接反应制得硫酸锌，故选项错误。
D、锌的金属活动性钠弱，锌和硫酸钠不能发生置换反应，不能直接反应制得硫酸锌，故选项正确。
故选：D。
5．（2023 杭州）《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”，处于当时世界领先地位，是现代冶金工艺的雏形。其流程图如下所示：
（1）熔炼过程中，氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为 　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
（2）通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量，此过程体现了氧气的 　氧化性　 （选填“氧化性”或“还原性”）。“黑色湿泥”（有效成分为磷酸铁FePO4）作为熔剂可加快反应，磷酸铁属于 　盐　 类物质（选填“酸”“碱”或“盐”）。
【答案】（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（2）氧化性；盐。
【分析】（1）根据赤铁矿的主要成分是氧化铁，熔炼过程中，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，进行分析解答。
（2）根据通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量，即碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳；磷酸铁是由铁离子和硫酸根离子构成的，进行分析解答。
【解答】解：（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁，熔炼过程中，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。
（2）通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量，即碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，此过程体现了氧气的氧化性。
磷酸铁是由铁离子和硫酸根离子构成的，属于盐。
故答案为：
（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（2）氧化性；盐。
6．（2023 杭州）利用氯化铁溶液浸出废金属（主要成分为铁铜合金）回收海绵铜（一种特殊形态的单质铜）的某种工艺流程图如图甲所示：
（1）浸出池中发生的反应有Fe+2FeCl3═3FeCl2，此反应类型属于 　化合　 反应（填写反应的基本类型）。
（2）若酸洗槽中先加入过量稀盐酸，再加入铜及少量铁，反应前后溶液中离子种类如图乙所示，则“●”表示 　Fe2+ （填写离子符号）。
【答案】（1）化合；
（2）Fe2+。
【分析】（1）根据浸出池中发生的反应有Fe+2FeCl3═3FeCl2，进行分析解答。
（2）根据若酸洗槽中先加入过量稀盐酸，再加入铜及少量铁，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，铜不与稀盐酸反应，进行分析解答。
【解答】解：（1）浸出池中发生的反应有Fe+2FeCl3═3FeCl2，该反应符合“多变一”的形式，符合化合反应的特征，属于化合反应。
（2）若酸洗槽中先加入过量稀盐酸，再加入铜及少量铁，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，铜不与稀盐酸反应，由反应前后溶液中离子种类图，则“●”表示亚铁离子，其离子符号为Fe2+。
故答案为：
（1）化合；
（2）Fe2+。
7．（2023 宁波）某电厂的粉煤灰含有Al2O3，还有少量的FeO、Fe2O3和其它成分，其它成分不溶于水、不与酸反应。以该粉煤灰为原料制备Al2O3，流程如下：
（1）“酸浸”过程中，稀硫酸与Fe2O3反应的化学方程式为 　3H2SO4+Fe2O3＝Fe2（SO4）3+3H2O　 。
（2）流程图中，操作Ⅰ的名称是 　过滤　 。
（3）“氧化”过程发生的反应为2FeSO4+H2SO4+H2O2→Fe2（SO4）3+2H2O，其中H2O2中氧元素化合价为﹣1价。该化学反应中化合价升高的元素是 　铁元素　 。
【答案】（1）3H2SO4+Fe2O3＝Fe2（SO4）3+3H2O；
（2）过滤；
（3）铁元素。
【分析】（1）根据稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁和水来分析；
（2）根据操作Ⅰ是将固体和液体分离来分析；
（3）根据反应前FeSO4中铁元素的化合价为+2，反应后Fe2（SO4）3中铁元素的化合价为+3来分析。
【解答】解：（1）“酸浸”过程中，稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为：3H2SO4+Fe2O3＝Fe2（SO4）3+3H2O。
（2）流程图中，操作Ⅰ将固体和液体分离，则操作Ⅰ的名称是过滤。
（3）“氧化”过程发生的反应为2FeSO4+H2SO4+H2O2→Fe2（SO4）3+2H2O，其中H2O2中氧元素化合价为﹣1价。该化学反应中，反应前FeSO4中铁元素的化合价为+2，反应后Fe2（SO4）3中铁元素的化合价为+3，则化合价升高的元素是铁元素。
故答案为：
（1）3H2SO4+Fe2O3＝Fe2（SO4）3+3H2O；
（2）过滤；
（3）铁元素。
8．（2023 湖州）小明在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁（Fe2O3）的两种实验装置：图1用酒精灯（火焰温度400℃﹣500℃左右）加热，图2用酒精喷灯（火焰温度可达800℃以上）加热。小明产生了疑惑：在不同温度下反应有什么不同呢？他猜想：在不同温度条件下，得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性，进行探究：
①在硬质玻璃管中，分别装入等量氧化铁粉末，连接装置，开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②小明把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上，用磁铁靠近，发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。
③为进一步确定成分，小明查阅资料，了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管，加入等量同浓度稀硫酸，产生气泡的情况如下表：
实验记录表
粉末来源 产生气泡的情况
图1装置 未观察到气泡
图2装置 大量气泡
由此，小明确定两装置中产物的成分不同，证实了自己的猜想。
（1）在①中开始实验时，应该先 　通入一氧化碳，排尽装置内的空气，防止CO和空气混合加热爆炸　 ，再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有 　二氧化碳　 气体生成。
（2）在②中小明是利用物质的 　物理　 （选填“物理”或“化学”）性质来进行判别的。
（3）结合①②③实验结果，小明判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为 　CO+3Fe2O3CO2+2Fe3O4 。
【答案】（1）通入一氧化碳，排尽装置内的空气，防止CO和空气混合加热爆炸；二氧化碳；
（2）物理；
（3）CO+3Fe2O3CO2+2Fe3O4。
【分析】（1）根据一氧化碳具有可燃性，一氧化碳和空气的混合气点燃可能发生爆炸来分析解答；根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊来分析解答；
（2）根据用磁铁靠近，发现黑色粉末均能被磁铁吸引，不需要发生化学变化表现出来，属于物理性质来分析解答；
（3）根据一氧化碳和氧化铁在加热的条件下生成四氧化三铁和二氧化碳来分析解答。
【解答】解：（1）一氧化碳具有可燃性，一氧化碳和空气的混合气点燃可能发生爆炸，故在①中开始实验时，应该先先通入一氧化碳，排尽装置内的空气，防止CO和空气混合加热爆炸，再分别加热玻璃管中的氧化铁，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有二氧化碳生成；
（2）②小明把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上，用磁铁靠近，发现黑色粉末均能被磁铁吸引，该过程没有新物质生成，不需要发生化学变化表现出来，属于物理性质，故在②中小明是利用物质的物理性质来进行判别的；
（3）小明查阅资料，了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能，他分别取等量黑色粉末装入两支试管，加入等量同浓度稀硫酸，图1装置中的粉末产生气泡，说明黑色粉末中不含铁，黑色粉末是四氧化三铁，由上面的分析可知，反应产生了二氧化碳，则说明图1硬质玻璃管中发生的反应是一氧化碳和氧化铁在加热的条件下生成四氧化三铁和二氧化碳，反应的化学方程式为CO+3Fe2O3CO2+2Fe3O4。
故答案为：（1）通入一氧化碳，排尽装置内的空气，防止CO和空气混合加热爆炸；二氧化碳；
（2）物理；
（3）CO+3Fe2O3CO2+2Fe3O4。
1．（2025 金华三模）随着2025年第九届亚冬会圆满落幕，主火炬塔“雪韵丁香”成为见证哈尔滨“双亚冬之城”荣耀新地标，下列说法错误的是（　　）
A．主火炬中心结构选用耐寒钢材，钢属于金属材料
B．将此钢材卷成桶状而不出现裂痕，其韧性好
C．主火炬使用天然气作燃料，天然气属于纯净物
D．主火炬塔底部使用LED电光源，降低了能源消耗
【答案】C
【分析】A、金属材料包括纯金属和合金；
B、根据钢材的性质来分析；
C、根据物质的组成与分类来分析；
D、根据节能的做法来分析。
【解答】解：A、钢是一种铁合金，属于金属材料，故A说法正确；
B、将此钢材卷成桶状而不出现裂痕，其韧性好，故B说法正确；
C、天然气的主要成分是甲烷，还含有其他成分，因此天然气属于混合物，故C说法错误；
D、主火炬塔底部使用LED电光源，降低了能源消耗，故D说法正确。
故选：C。
2．（2025 丽水二模）某同学根据铜锈的主要成分[Cu2（OH）2CO3]作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳，为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的（　　）
A．甲和乙 B．甲和丙 C．甲和丁 D．乙和丁
【答案】C
【分析】根据铜生锈时有氧气和水外，还必须有二氧化碳分析。
【解答】解：根据控制变量法，若想证明铜生锈时有氧气和水外，还要有CO2，则需一个实验中铜与氧气、水、二氧化碳接触，为试管甲，另一个实验中铜只与氧气、水接触，为试管丁。
故选：C。
3．（2025 温岭市二模）科学家利用铁锈形成原理制成“铁﹣空气电池”，被视为新储能设备，有望在2030年前后实现突破。它以金属铁为负极、空气电极为正极，装置如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．“铁﹣空气电池”在工作时，金属铁质量保持不变
B．铁锈的主要成分是Fe3O4，铁氧化过程中会有热量产生
C．铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生的缓慢氧化反应
D．电子移动方向是空气电极→电阻→金属铁
【答案】C
【分析】根据铁为负极，与氧气接触会生锈，属于缓慢氧化分析。
【解答】解：A．铁为负极，与氧气接触会生锈，生成氧化铁，金属铁的质量发生改变，故A错误；
B．铁为负极，与氧气接触会生锈，生成氧化铁（Fe2O3），而不是Fe3O4，故B错误；
C．铁同时接触水和空气时被氧化成氧化铁，属于缓慢氧化过程，故C正确；
D．电流从正极流向负极，铁为负极，空气电极为正极，电子定向移动方向与电流方向相反，可知电子由负极即铁经电阻移动到空气电极，故D错误。
故选：C。
4．（2025 舟山三模）如图为一种以铁粉、硫酸亚铁溶液为原料制取氧化铁黑（Fe3O4）的原理。已知：若氧气过量，产品会逐渐转变为Fe2O3。下列说法正确的是（　　）
A．转化过程仅涉及铁、氧元素化合价变化
B．理论上，每生成23.2gFe3O4，需补充3.2g的氧气
C．理论上，反应Ⅰ中每生成45.6gFeSO4，需要100g9.8%的稀硫酸
D．若转化Ⅱ中参与反应的氧气过量，则最终所得的固体氧元素质量分数偏大
【答案】D
【分析】A.根据题中反应及化合价的变化情况进行分析；
B.根据6FeSO4+O2+6H2O＝2Fe3O4+6H2SO4进行计算；
C.根据硫酸是中间产物，循环使用，理论上不需要补充进行分析；
D.根据氧气过量，则转化Ⅱ中最终所得的固体为Fe2O3进行分析。
【解答】解：A.反应Ⅰ是：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；反应Ⅱ是：6FeSO4+O2+6H2O＝2Fe3O4+6H2SO4转化过程涉及铁、氧及氢元素化合价变化，故A错误；
B.理论上，每生成23.2gFe3O4，需补充氧气的质量为x，
6FeSO4+O2+6H2O＝2Fe3O4+6H2SO4
32 464
x 23.3g
，x＝1.6g；故B错误；
C.硫酸是中间产物，循环使用，理论上不需要补充；该选项说法错误，故C错误；
D.若氧气过量，则转化Ⅱ中最终所得的固体为Fe2O3，所得的固体质量偏大，故D正确；
故选：D。
5．（2025 庆元县一模）小金利用如图甲所示装置探究“溶液中的阴离子种类对铁钉锈蚀的快慢是否有影响”，实验中测得装置中溶液上方氧气浓度变化曲线如图乙所示。下列分析不正确的是（　　）
A．实验装置里将铁钉一半浸在溶液中，是为了满足铁锈蚀的条件
B．实验中可根据不同溶液上方的氧气浓度变化的快慢，判断锈蚀快慢
C．实验所用三种溶液中，铁钉在含氯离子的溶液中锈蚀最快
D．三条曲线都是先陡后缓，是由于阴离子种类影响了锈蚀快慢
【答案】D
【分析】根据题意，实验中测得装置中溶液上方氧气浓度变化曲线，结合铁锈蚀的条件，进行分析判断。
【解答】解：A、铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果，实验装置里将铁钉一半浸在溶液中，是为了满足铁锈蚀的条件，故选项说法正确。
B、铁锈蚀消耗氧气，实验中可根据溶液上方氧气浓度变化的快慢，判断铁钉锈蚀的快慢，故选项说法正确。
C、由图乙可知，实验所用三种溶液中，铁钉在含氯离子的溶液中锈蚀最快，故选项说法正确。
D、根据三条曲线都是“先陡后缓”，是因为铁钉生锈消耗氧气，随着氧气浓度降低反应变慢，不能确定影响铁钉锈蚀快慢的因素是阴离子种类，故选项说法错误。
故选：D。
6．（2025 浙江模拟）科学小组利用杠杆平衡实验研究金属与溶液的化学反应。如图所示，等臂杠杆两端分别悬挂质量相同的锌球和铁球，初始时杠杆平衡。随后两球分别浸没在CuSO4溶液和稀H2SO4中片刻，观察实验现象并分析结果。下列说法中正确的是（　　）
A．右边烧杯中溶液的质量增加
B．左边烧杯中溶液的质量减少
C．两边烧杯中溶液的质量都不变
D．取掉烧杯后，杠杆仍然保持平衡
【答案】A
【分析】金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，并且金属越活泼，越容易先和盐溶液反应。
【解答】解：A、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，56份质量的铁完全反应生成2份质量的氢气，反应后溶液质量增大，故选项正确。
B、锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，65份质量的锌反应生成64份质量的铜，反应后溶液质量增大，故选项不正确。
C、两边溶液质量都增大，故选项不正确。
D、取掉烧杯后，杠杆向右偏转，是因为右边质量减小的幅度大于左边，故选项不正确。
故选：A。
7．（2025 绍兴二模）春晚《秧BOT》火爆全网。小科利用化学物质构建的“机器人转手帕”模型如图。其中①﹣⑤分别是H2SO4、Ca（OH）2、MgCl2、CuO、Fe五种物质中的一种。已知①是单质，相邻物质间能发生化学反应。下列说法正确的是（　　）
A．①与HCl反应后的溶液呈蓝色
B．②一定是CuO
C．④与NaOH反应后溶液中一定存在Na+和Cl﹣
D．⑤的浓溶液具有挥发性
【答案】C
【分析】根据题意，小科利用化学物质构建的“机器人转手帕”模型图，其中①﹣⑤分别是H2SO4、Ca（OH）2、MgCl2、CuO、Fe五种物质中的一种。相邻物质间能发生化学反应，①是单质，则①是铁，④能与氢氧化钠反应，②、③均能与盐酸反应，且均能与⑤反应，氢氧化钠能与硫酸、氯化镁反应，盐酸能与氢氧化钙、氧化铜反应，氢氧化钙、氧化铜均能与硫酸反应，进行分析判断。
【解答】解：小科利用化学物质构建的“机器人转手帕”模型图，其中①﹣⑤分别是H2SO4、Ca（OH）2、MgCl2、CuO、Fe五种物质中的一种。相邻物质间能发生化学反应，①是单质，则①是铁，④能与氢氧化钠反应，②、③均能与盐酸反应，且均能与⑤反应，氢氧化钠能与硫酸、氯化镁反应，盐酸能与氢氧化钙、氧化铜反应，氢氧化钙、氧化铜均能与硫酸反应，则④是氯化镁，⑤是硫酸，②、③是氢氧化钙、氧化铜中的一种。
A、①是单质，则①是铁，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应后的溶液呈浅绿色，故选项说法错误。
B、②不一定是CuO，也可能是Ca（OH）2，故选项说法错误。
C、④是氯化镁，氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，则④与NaOH反应后溶液中一定存在Na+和Cl﹣，故选项说法正确。
D、⑤是硫酸，⑤的浓溶液具有吸水性，不具有挥发性，故选项说法错误。
故选：C。
8．（2025 西湖区二模）为了比较Al、Sn、Cu的活动性顺序，在相同温度下，取大小相同的上述三种金属薄片，分别放入等质量等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如表，下列说法正确的是（　　）
金属 Al Sn Cu
现象 产生气泡较快 产生气泡较慢 不产生气泡
A．三种金属的活动性由强到弱的顺序为Sn、Al、Cu
B．锡粉中混有铝粉，可用足量稀盐酸除去铝粉
C．铝片放入盐酸溶液后，溶液质量逐渐减少
D．根据实验现象，不能用铝制容器来盛放稀盐酸
【答案】D
【分析】根据金属活动性顺序表的应用分析比较金属的活动性强弱，在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，金属的位置越靠前，反应的越剧烈。据此分析。
【解答】解：A、在金属活动性顺序中，金属与酸反应越剧烈，金属活动性越强。由实验现象可知，铝与稀盐酸反应产生气泡较快，锡产生气泡较慢，铜不产生气泡，所以三种金属的活动性由强到弱的顺序为Al、Sn、Cu，A错误。
B、因为Al和Sn都能与稀盐酸反应，所以锡粉中混有铝粉，不能用足量稀盐酸除去铝粉，否则锡也会被反应掉，B错误。
C、铝片放入盐酸溶液中，发生反应，每54份质量的铝参加反应会生成6份质量的氢气，进入溶液的铝的质量大于从溶液中逸出氢气的质量，所以溶液质量逐渐增加，C错误。
D、根据实验现象，铝能与稀盐酸发生反应，所以不能用铝制容器来盛放稀盐酸，D正确。
故选：D。
9．（2025 绍兴模拟）往AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生．根据上述现象分析，你认为下面结论错误的是（　　）
A．滤渣一定有Fe粉
B．滤渣一定有Cu粉
C．滤液中一定有Fe2+
D．滤液中一定有Ag+、Cu2+
【答案】D
【分析】根据金属银、铜、铁的活动性由强到弱的顺序铁＞铜＞银，当把铁粉加入到AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中，首先置换出银，银被置换完才继续置换铜；过滤后向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明加入的铁已全部发生了反应．
【解答】解：由题意可知，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明加入的铁有剩余，则一定有银、铜被置换出来；由于铁粉过量，所以硝酸铜、硝酸银全部参加反应；因此，只能得到滤液中一定含有Fe（NO3）2，滤渣中一定含有Ag、Fe、Cu的结论。由以上分析可知：
A、滤渣中一定有Fe粉，故A正确；
B、滤渣中一定含有Cu，故B正确；
C、滤液中一定有Fe2+，故C正确；
D、滤液中一定没有Ag+、Cu2+，故D错误。
故选：D。
10．（2025 德清县二模）碲化镉薄膜电池是一种重要的太阳能电池，其材料之一镉（Cd）的制备是在铜镉渣（主要含有Cd、Zn、Cu等单质）中加入足量的稀硫酸充分反应，过滤出铜渣，再加入锌粉置换出镉，下列金属的活动性顺序正确的是（　　）
A．Zn＞Cu＞Cd B．Zn＞Cd＞Cu C．Cu＞Zn＞Cd D．Cd＞Zn＞Cu
【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，进行分析判断。
【解答】解：在铜镉渣（主要含有Cd、Zn、Cu单质）中加入足量的稀硫酸充分反应，过滤出铜渣，说明Cd、Zn均能与稀硫酸反应，Cu不与稀硫酸反应，说明Cd、Zn的位置排在氢的前面，Cu的位置排在氢的后面，即Cd、Zn＞H＞Cu。
再加入锌粉置换出镉，说明锌的金属活动性比镉强，即Zn＞Cd。
则三种金属的金属活动性顺序为：Zn＞Cd＞Cu。
故选：B。
11．（2025 绍兴一模）某学习小组为了探究不同金属导电性强弱，进行了下图所示的实验。在金属片横截面积、长度相同的情况下，电流表A1、A2、A3测得的电流分别为I1、I2、I3，且I1＞I2＞I3。则下列说法错误的是（　　）
A．导电性：Ag＞Cu＞Fe
B．三种金属中，Fe片电阻最大
C．设计并联电路的目的是控制变量
D．利用图中仪器，改为串联电路也可得出相同结论
【答案】D
【分析】A.根据电流表读数判断金属的导电性强弱；
B.根据电流大小与电阻的关系判断电阻大小；
C.根据并联电路的特点分析设计目的；
D.根据串联电路的特点分析是否可以得出相同结论。
【解答】解：A．在金属片横截面积、长度相同的情况下，电流表A1、A2、A3测得的电流分别为I1、I2、I3，且I1＞I2＞I3，说明Ag的导电性最强，Fe的导电性最弱，即导电性：Ag＞Cu＞Fe，故A正确；
B．电流越小，说明电阻越大，因此三种金属中，Fe片电阻最大，故B正确；
C．设计并联电路的目的是控制变量，确保通过各金属片的电流相同，从而可以比较它们的电阻大小，故C正确；
D．利用图中仪器，改为串联电路，由于电流相同，但电压不同，无法直接比较它们的电阻大小，因此不能得出相同结论，故D错误；
故选：D。
12．（2025 绍兴一模）两烧杯中盛有等质量（等质量分数的稀盐酸，现向两烧杯中分别加入质量都为m的金属Zn和Fe，生成氢气的质量随加入金属质量的关系如图所示，由图可知（　　）
A．Zn的活动性比Fe强
B．当m＝a时，放入Zn的烧杯中盐酸过量
C．当m＝b时，两烧杯中溶液的质量相等
D．当m＝c时，两烧杯中剩余的金属质量Zn＞Fe
【答案】B
【分析】金属的活动性顺序可以采用单位时间内产生氢气的多少或收集一定量的氢气需要的时间来判断，根据金属锌、铁与盐酸反应的规律并结合图像信息进行分析。
【解答】解：A.金属活动性强弱是通过反应速率来判断的，根据图像信息无法得出Zn的活动性比Fe强，故A错误；
B.从图像可以看出，当加入金属质量为a时，锌产生的氢气质量比铁产生的氢气质量少，说明此时锌已经完全反应，且锌完全反应产生的氢气质量比等质量铁完全反应产生的氢气质量少，所以放入Zn的烧杯中盐酸过量，故B正确；
C.当m＝b时，铁和锌都完全反应，根据化学方程式Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑，Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，等质量的锌和铁与足量盐酸反应，锌产生的氢气少，进入溶液的锌的质量比铁多，所以两烧杯中溶液的质量不相等，故C错误；
D.当m＝c时，金属都有剩余，等质量的锌和铁，铁的相对原子质量比锌小，所以铁的物质的量比锌大，那么剩余的金属质量Fe＞Zn，故D错误。
故选：B。
13．（2025 拱墅区二模）以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制氢气的过程如图所示，下列叙述正确的是（　　）
①过程Ⅰ中能量转化形式是太阳能转化为化学能
②过程Ⅱ的化学方程式为：3FeO+H2OFe3O4+H2↑
③该过程总反应为：2H2OO2↑+2H2↑
④铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点
A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②③④
【答案】D
【分析】根据题意，以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制氢气的过程图，结合题意进行分析判断。
【解答】解：①过程Ⅰ中四氧化三铁分解反应生成氧化亚铁和氧气，能量转化形式是太阳能转化为化学能，故说法正确。
②过程Ⅱ是氧化亚铁和水在一定条件下生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3FeO+H2OFe3O4+H2↑，故说法正确。
③过程Ⅰ中四氧化三铁分解反应生成氧化亚铁和氧气，过程Ⅱ是氧化亚铁和水在一定条件下生成四氧化三铁和氢气，整个反应可看做水在催化剂的催化作用下、在太阳能作用下分解为氢气和氧气，该过程总反应为：2H2O O2↑+2H2↑，故说法正确。
④铁氧化合物循环制H2，四氧化三铁循环往复，整个反应可看做水在太阳能作用下分解为氢气和氧气，且氢气和氧气在不同阶段生成，其具有节约能源、产物易分离等优点，故说法正确。
故①②③④说法均正确。
故选：D。
14．（2025 义乌市二模）在新型航空航天材料研发中，某科研团队研制出一种新型材料。该材料主体结构由一种含钛（Ti）、铝（Al）的合金构成，表面涂层是一种特殊的有机聚合物。
（1）钛铝合金属于　金属材料　 （选填“金属材料”或“有机合成材料”）：
（2）在研制过程中会发生铝热反应，其反应方程式为：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。
①该化学反应属于　置换　 反应。
②此类反应也可用于判断金属活动性强弱，且判断方法与金属与盐溶液反应相似。据此判断Cu和Al2O3能否发生反应？　不能　 。
【答案】（1）金属材料；
（2）①置换；
②不能。
【分析】（1）根据金属材料包括金属和合金，进行分析；
（2）根据置换反应的定义和金属活动性分析。
【解答】解：（1）金属材料包括金属和合金，钛铝合金属于合金，属于金属材料。
（2）①2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，这个反应是一种单质和一种化合物发生反应，生成了另一种单质和另一种化合物。在化学反应类型里，这种形式的反应叫做置换反应。
②判断铜和含铝化合物能否发生反应分析：在金属的活泼程度排序里，铝比铜更活泼。就像活泼的金属能把不那么活泼的金属从它的化合物里置换出来一样，因为铝比铜活泼，所以铜没办法把含铝化合物里的铝置换出来。
故答案为：（1）金属材料；
（2）①置换；
②不能。
15．（2025 浙江模拟）金属材料广泛应用于生活、生产中，其应用推动了社会发展。
（1）下列关于金属材料的说法错误的是 　AB　 （填字母）。
A．铁元素在自然界中以单质形式存在
B．铝的金属活动性比铁强，所以铝制品比铁制品更容易锈蚀
C．黄铜片（铜锌合金）的硬度大于纯铜片的硬度
（2）为了探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性，下列方案能达到实验目的的有 　BC　 （填序号）。
A．将锌粉分别加入FeCl2溶液、CuSO4溶液中
B．稀盐酸中加入足量铜粉后，再加入铁粉，最后加入锌粉
C．FeCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入锌粉
（3）向Mg（NO3）2、AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。此过程中一定发生的反应 　Zn+2AgNO3＝Zn（NO3）2+2Ag　 （用化学方程式表示）。
【答案】（1）AB；
（2）BC；
（3）Zn+2AgNO3＝Zn（NO3）2+2Ag。
【分析】（1）A、根据铁元素在自然界中主要以化合物形式存在来分析；
B、根据常温下，铝和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，能阻止里面的铝进一步氧化来分析；
C、根据合金的硬度比组成合金的纯金属的硬度大来分析；
（2）根据在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能和酸反应，排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来来分析；
（3）根据锌不能和硝酸镁反应，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，硝酸银反应完后，如果锌有剩余，锌再和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜来分析。
【解答】解：（1）A、铁元素在自然界中主要以化合物形式存在，如赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）等，而不是以单质形式存在，故选项说法错误；
B、常温下，铝和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，能阻止里面的铝进一步氧化，所以虽然铝的金属活动性比铁强，但是铝制品比铁制品更耐腐蚀，故选项说法错误；
C、合金的硬度比组成合金的纯金属的硬度大，黄铜片（铜锌合金）的硬度大于纯铜片的硬度，故选项说法正确；
故选：AB。
（2）A、将锌粉分别与FeCl2溶液、CuSO4溶液中，置换出铁和铜，说明锌的活动性大于铁、铜，但是无法比较铁和铜的活动性，故选项不符合题意；
B、在稀盐酸中加入足量铜粉，铜不与稀盐酸反应；再加入铁粉，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，说明铁的活动性大于铜；最后加入锌粉，锌不仅与盐酸反应，锌也能够从氯化亚铁中置换出铁，说明锌的活动性大于铁，从而可以得出Zn＞Fe＞Cu，故选项符合题意；
C、在FeCl2溶液中加入足量铜粉，铜不与FeCl2反应，再加入锌粉，锌能置换出铁，说明锌的活动性大于铁，铜的活动性小于铁，从而可以得出Zn＞Fe＞Cu结论，故选项符合题意；
故选：BC。
（3）向Mg（NO3）2、AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，锌不能和硝酸镁反应，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，硝酸银反应完后，如果锌有剩余，锌再和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，所以此过程中一定发生的反应为：Zn+2AgNO3＝Zn（NO3）2+2Ag。
故答案为：
（1）AB；
（2）BC；
（3）Zn+2AgNO3＝Zn（NO3）2+2Ag。
16．（2025 路桥区二模）炼铁工艺的发展脉络不仅见证了技术革新，更记录了社会变迁。铁器应用的几个关键时期历程如下：
（1）春秋时期的人工冶铁是使用铁矿和木炭为原料，铁矿石中的氧化铁被碳还原成金属铁。该反应属于 　置换　 （填基本反应类型）反应。
（2）汉代炒钢法：将生铁加热至半液态、液态，并像炒菜一样搅拌，让其中高温的碳与空气中的 　氧气　 反应从而得到更优质的钢材。
（3）手撕钢厚度仅有0.015毫米，如图所示是厚厚的钢板被轧制成超薄“手撕钢”的过程，这是利用了钢的 　延展性　 （填性质）。
【答案】（1）置换；
（2）氧气；
（3）延展性。
【分析】（1）氧化铁与碳在高温下反应生成铁和二氧化碳。
（2）高温下的碳与空气中的氧气发生反应，使碳含量降低。
（3）根据金属的物理性质分析。
【解答】解：（1）春秋时期用铁矿和木炭冶炼铁时，氧化铁与碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应是一种单质（碳）和一种化合物（氧化铁）反应生成另一种单质（铁）和另一种化合物（二氧化碳），属于置换反应。
（2）汉代炒钢法中，将生铁加热后搅拌，让高温下的碳与空气中的氧气发生反应，使碳含量降低，从而得到更优质的钢材。
（3）厚厚的钢板能被轧制成超薄的“手撕钢”，说明钢在受力时可以被压制成薄片而不破裂，这利用了钢的延展性。
故答案为：（1）置换；
（2）氧气；
（3）延展性。
17．（2025 萧山区校级二模）将一定量的金属Zn和金属R的混合粉末加入到一定量的氯化铜溶液中，溶液质量变化情况如图所示，R离子无色，b点溶液中所含的金属阳离子是 　Cu2+、Zn2+ （填离子符号）反应结束后过滤，滤渣中可能有 　R　 ，反应结束后过滤，若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生，则滤液颜色为 　无色　 。（R元素化合价为+2价）
【答案】Cu2+、Zn2+；R；无色。
【分析】金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，并且金属越活泼，越容易先和盐溶液反应。
【解答】解：a﹣b，溶液质量增大，锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜，反应后溶液质量增大，因此该段是新和氯化铜反应，b﹣c，溶液质量减小，是R和氯化铜反应生成R的盐和铜。
b点时锌恰好完全反应，溶液中所含的金属阳离子是过量的氯化铜中的Cu2+、反应生成的氯化锌中的Zn2+，反应结束后过滤，滤渣中可能有R（R过量时），反应结束后过滤，若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生，说明氯化铜完全反应，R离子无色，则滤液颜色为无色。
故答案为：Cu2+、Zn2+；R；无色。
18．（2025 玉环市二模）金属材料的应用推动了社会的发展。兴趣小组的同学利用某废镍材料（含有金属Ni及少量Fe、Cu）回收镍，设计流程如图所示（部分生成物已略去）。回答下列问题。
（1）“酸浸”的目的是将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子，该过程属于 　化学变化　 （选填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）过氧化氢具有氧化性，“氧化”时反应的化学方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2＝Fe2（SO4）3+2X，则X的化学式是 　H2O　 。
（3）根据所学知识和以上信息，得出Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为 　Fe＞Ni＞Cu　 。
【答案】（1）化学变化；
（2）H2O；
（3）Fe＞Ni＞Cu。
【分析】（1）根据将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子时有新物质生成来分析；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变来分析；
（3）根据向滤液Ⅱ中加入铁粉能置换出镍，镍能和硫酸反应，以及铜排在氢后来分析。
【解答】解：（1）“酸浸”的目的是将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子，该过程有新物质生成，属于化学变化。
（2）由反应的化学方程式2FeSO4+H2SO4+H2O2＝Fe2（SO4）3+2X可知，反应前有2个Fe、3个S、14个O、4个H，反应后除2X外有2个Fe、3个S、12个O，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，则2X中含有4个H、2个O，所以X的化学式为：H2O。
（3）由流程可知，向滤液Ⅱ中加入铁粉能置换出镍，则说明铁比镍活泼，镍能和硫酸反应，说明它排在氢前，而铜排在氢后，所以金属活动性顺序为：Fe＞Ni＞Cu。
故答案为：
（1）化学变化；
（2）H2O；
（3）Fe＞Ni＞Cu。
19．（2025 义乌市二模）绿矾（FeSO4 7H2O）是一种重要的化学物质，常用作净水剂、补血剂、制颜料等。
（1）绿矾属于 　纯净物　 （选填“纯净物”或“混合物”）。
（2）某工厂的废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4，为了减少污染并变废为宝，某实验小组设计了如图流程制备绿矾（FeSO4 7H2O）并回收金属铜。
①向固体中加入的试剂的化学式为 　H2SO4 。
②为避免绿矾被空气中氧气氧化，最合适的结晶方式是 　冷却热饱和溶液　 （选填“加热蒸发溶剂”或“冷却热饱和溶液”）。
【答案】（1）纯净物；
（2）①H2SO4；
②冷却热饱和溶液。
【分析】（1）根据含有一种的是纯净物；含有多种的是混合物分析；
（2）废水中含有大量的FeSO4、较多的CuSO4和少量的Na2SO4，先加入过量的铁粉将Cu2+置换出来，过滤得到溶液A，过滤得到溶液B，即硫酸亚铁溶液，与溶液A混合后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到绿矾。
【解答】解：（1）由化学式可知，绿矾有固定的组成和化学式，属于纯净物；
（2）①因为在实验流程中，目的是要除去废水中的CuSO4同时回收金属铜，并制备绿矾。加入硫酸可以提供硫酸根离子，固体为Cu和过量的铁粉，为避免引入新的杂质，加入适量稀硫酸溶解铁粉。
②绿矾在空气中容易被氧气氧化，尤其是在加热的条件下，氧化速率会加快。因此，采用冷却热饱和溶液的方法可以在较低的温度下进行结晶，从而减缓绿矾被氧化的速度，保证产品的纯度。
故答案为：
（1）纯净物；
（2）①H2SO4；
②冷却热饱和溶液。
20．（2025 临安区一模）某炉渣中主要含FeO、Fe2O3，还有少量既不溶于水，也不与稀硫酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾（FeSO4 7H2O）。请按要求回答问题：
查阅资料可知，氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
（1）写出步骤一中反应的化学方程式 　FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O或Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O　 。（写出一个即可）
（2）步骤二中加入过量铁粉充分反应后，得到滤液2的实验操作是 　过滤　 。
（3）将滤液2蒸发浓缩、降温结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥后得到FeSO4 7H2O晶体，其中冰水洗涤的作用是 　减少FeSO4 7H2O晶体的溶解损失，除去晶体表面附着的杂质　 。
【答案】（1）FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O或Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；
（2）过滤；
（3）减少FeSO4 7H2O晶体的溶解损失，除去晶体表面附着的杂质。
【分析】（1）根据氧化亚铁、氧化铁分别与硫酸反应的规律来分析；
（2）根据过滤的原理来分析；
（3）根据硫酸亚铁的溶解度变化规律来分析。
【解答】解：（1）炉渣中可能含有铁的氧化物，比如氧化亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水，化学方程式为FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O；也可能有氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式为Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；
（2）步骤二中加入过量铁粉充分反应后，要将固体（剩余的铁粉等）和液体（滤液2）分离，这种分离固液混合物的实验操作是过滤；
（3）因为硫酸亚铁的溶解度随温度降低而减小，用冰水洗涤可以减少FeSO4 7H2O晶体在洗涤过程中的溶解损失，同时还能除去晶体表面附着的杂质。
故答案为：
（1）FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O或Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O；
（2）过滤；
（3）减少FeSO4 7H2O晶体的溶解损失，除去晶体表面附着的杂质。
21．（2025 温岭市二模）某环保小组在实验室研究垃圾分类处理技术。他们发现，旧电器中含有黑色铜丝网（仅含有铜和氧化铜），设计两种回收铜的方案。方案甲：通入CO气体并加热；方案乙：加入稀硫酸微热。
（1）小组同学利用方案甲装置回收铜，反应一段时间后观察，硬质玻璃管中的实验现象为　黑色固体变红色　 ；
（2）若采用方案甲将黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为a，若采用方案乙将同一黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为b，则a　＞　 b（选填“＜”、“＞”或“＝”）；
（3）装置C处的酒精灯的作用是　点燃尾气，防止污染空气　 ；
（4）小组同学重新收集16克黑色铜丝网，利用方案甲回收铜，实验结束后测出A装置中固体质量为14.4克，反应的氧化铜质量为　8　 克。
【答案】（1）黑色固体变红色；
（2）＞；
（3）点燃尾气，防止污染空气；
（4）8。
【分析】（1）根据一氧化碳具有还原性，进行分析解答。
（2）根据一氧化碳和氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，进行分析解答。
（3）根据一氧化碳有毒，会污染环境，进行分析解答。
（4）根据A装置中固体质量的变化量为氧化铜中氧元素的质量，进行分析解答。
【解答】解：（1）一氧化碳具有还原性，能将氧化铜转化为铜单质，反应一段时间后观察，硬质玻璃管中的实验现象为黑色固体变红色。
（2）由于一氧化碳和氧化铜反应时把氧化铜转化成了金属铜，得到的铜质量＝氧化铜中的铜元素质量+样品中固体铜质量；而氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，铜不能与稀硫酸反应，得到的铜质量＝样品中固体铜质量，前一方案质量大于后一方案，即a＞b。
（3）一氧化碳有毒，要进行尾气处理，一氧化碳可以燃烧，生成二氧化碳，装置C处的酒精灯的作用是点燃尾气，防止污染空气。
（4）一氧化碳与氧化铜的反应的化学方程式C为O+CuOCu+CO2，A装置中固体质量的变化量为氧化铜中氧元素的质量，则氧元素的质量为16g﹣14.4g＝1.6g，反应的氧化铜质量为＝1.6g÷（100%）＝8g。
故答案为：
（1）黑色固体变红色；
（2）＞；
（3）点燃尾气，防止污染空气；
（4）8。
22．（2025 富阳区一模）我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的记载：“每炉甘石（主要成分是碳酸锌）十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼（反应后生成CO）垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅（锌）也。”此工艺过程分解模拟如图。（已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。）请结合图文信息，分析思考，解决问题：
（1）装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是 　增大反应物的接触面积，加快反应速率　 。
（2）冷凝器中发生的变化属于 　物理变化　 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（3）必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因 　避免锌被氧气重新氧化　 。
（4）我国古代冶锌晚于铁和铜，分析说明其中的原因是 　锌的金属活动性比铁和铜强　 。
【答案】（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率；
（2）物理变化；
（3）避免锌被氧气重新氧化；
（4）锌的金属活动性比铁和铜强。
【分析】（1）根据原料的预处理目的进行分析；
（2）根据变化过程中是否有新物质生成进行分析；
（3）根据化学反应的条件进行分析；
（4）根据金属的冶炼制难易程度进行分析。
【解答】解：（1）装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，故答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率；
（2）冷凝器中发生的变化是将气态物质冷凝为固态，没有新物质生成，属于物理变化，故答案为：物理变化；
（3）必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，是因为高温下锌蒸气与空气中的氧气反应生成氧化锌，“冷定”后才能“毁罐”取锌，可以避免锌被氧气重新氧化，故答案为：避免锌被氧气重新氧化；
（4）我国古代冶锌晚于铁和铜，说明其中的原因是锌的金属活动性比铁和铜强，故答案为：锌的金属活动性比铁和铜强。
23．（2025 西湖区二模）小科查阅资料发现：氢气还原氧化铜的实验中，若反应过程加热的时间不够，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。于是他对反应生成物的生成情况进行了如下探究：利用图甲所示实验装置，称取若干份质量均为0.8克的氧化铜，在相同条件下分别用氢气还原，加热不同时间，检测固体中氧化亚铜的质量，结果如图乙。
（1）实验装置中通入氢气的导管末端应位于试管 　①　 （选填“①”、“②”或“③”）处。
（2）充分反应后，试管中出现的现象是 　黑色固体变成红色　 。
（3）利用图甲装置进行实验时，理论上还原0.8克的氧化铜，只要0.02克氢气即可，可实际氢气用量远大于0.02克，其原因是 　氢气在反应前要先通入排尽装置内的空气，反应结束后还要继续通入氢气直至固体冷却　 。（写出一点即可）
（4）小科查阅了相关资料：氢气还原氧化铜的反应过程中发生了如下反应：
I：2CuO+H2Cu2O+H2O。
Ⅱ：H2+CuO2Cu+H2O两个反应。根据图乙所示的数据，进一步计算分析，可以确定以上两个反应是 　同时进行　 的。（选填“同时进行”或“分步进行）
【答案】（1）①；
（2）黑色固体变成红色；
（3）氢气在反应前要先通入排尽装置内的空气，反应结束后还要继续通入氢气直至固体冷却；
（4）同时进行。
【分析】（1）根据导管末端应位于试管底部，这样才能更好地将空气排出来分析解答；
（2）根据氢气还原氧化铜生成铜和水，氧化铜是黑色固体，铜是红色固体来分析解答；
（3）根据氢气在反应前要先通入排尽装置内的空气，反应结束后还要继续通入氢气直至固体冷却来分析解答；
（4）根据分步进行，氧化亚铜最大质量为0.72g，而不是0.32g来分析解答。
【解答】解：（1）在氢气还原氧化铜的实验中，通入氢气是为了排尽装置内的空气，防止氢气与空气混合加热发生爆炸，导管末端应位于试管底部，即①处，这样才能更好地将空气排出；
（2）氢气还原氧化铜生成铜和水，氧化铜是黑色固体，铜是红色固体，所以充分反应后，试管中的现象是黑色固体变成红色；
（3）实际氢气用量远大于理论值0.02克，原因之一是氢气在反应前要先通入排尽装置内的空气，反应结束后还要继续通入氢气直至固体冷却，这部分氢气并没有参与还原氧化铜的反应；
（4）设分步进行，0.8克的氧化铜和氢气反应生成氧化亚铜的质量为x，
2CuO+H2Cu2O+H2O
160 144
0.8g x
x＝0.72g
如果分步进行，氧化亚铜最大质量为0.72g，而不是0.32g，则可以确定以上两个反应是同时进行的。
故答案为：（1）①；
（2）黑色固体变成红色；
（3）氢气在反应前要先通入排尽装置内的空气，反应结束后还要继续通入氢气直至固体冷却；
（4）同时进行。
24．（2025 定海区模拟）小科在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？他进行了如下探究。
在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，分别如图甲和图乙进行操作。实验过程和现象如图：
（1）小科得出的实验结论是 　镁条不能与冷水反应，能与热水反应　 。
（2）一段时间后，小科观察到镁条在热水中无现象，但当他想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应时，便有了解释。他的解释是 　镁条表面覆盖了难溶于水的氢氧化镁，导致反应停止　 。
（3）小科发现B试管放置空气中一会儿溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是他大胆作出了一个猜想并设计了验证方案：
猜想 验证方案
可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性的减弱。 实验器材：　试管、试管夹、酒精灯　 ，实验方案：　将褪色后的溶液加热，如果溶液变红，说明猜想成立　 。
小科通过实验验证了自己的猜想是正确的。
【答案】（1）镁条不能与冷水反应，能与热水反应；
（2）镁条表面覆盖了难溶于水的氢氧化镁，导致反应停止；
（3）试管、试管夹、酒精灯；试管、试管夹、酒精灯。
【分析】（1）根据图甲中的实验现象来分析解答；
（2）根据镁与水反应生成氢氧化镁沉淀和氢气，生成的氢氧化镁会覆盖在镁条的表面，导致反应停止来分析解答；
（3）根据猜想中提出了可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，可以将褪色后的溶液加热来观察是否变红色来分析解答。
【解答】解：（1）根据图甲可知，镁条放入冷水中，表面没有气泡产生，且加入酚酞溶液也没有出现红色，而镁条加热热水中，表面有气泡产生，且加入酚酞溶液变成了红色，则小科得出的实验结论是镁条不能与冷水反应，能与热水反应；
（2）镁与水反应生成氢氧化镁沉淀和氢气，生成的氢氧化镁会覆盖在镁条的表面，导致反应停止，则小科观察到镁条在热水中无现象，他的解释是镁条表面覆盖了难溶于水的氢氧化镁，导致反应停止；
（3）猜想中提出了可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性的减弱，所以可以将褪色后的溶液加热来观察是否变红色，则所需实验器材为试管、试管夹、酒精灯，实验方案是将褪色后的溶液加热，如果溶液变红，说明猜想成立。
故答案为：（1）镁条不能与冷水反应，能与热水反应；
（2）镁条表面覆盖了难溶于水的氢氧化镁，导致反应停止；
（3）试管、试管夹、酒精灯；试管、试管夹、酒精灯。
25．（2025 温州二模）实验是科学研究的重要方法。图甲为小明在家庭实验室中探究铁锈蚀条件的装置，三天后才能观察到明显现象。在老师指导下，小明对实验装置进行了改进（图乙），锥形瓶中利用双氧水分解产生氧气，其原理为2H2O22H2O+O2↑，使出现明显现象的时间缩短至10分钟左右（夹持固定装置已略去）。
（1）图甲实验中，对比A、C可知：铁生锈与 　水　 有关。
（2）图乙实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 　氧气浓度较大；铁丝比较细接触面积大或铁丝绕成一圈圈或铁丝与氧气接触更充分（答案不唯一）　 。（写出两点）
（3）如图丙用推拉注射器活塞的方法可以检验实验中装置的气密性。当缓慢向左推动活塞时，若装置气密性良好，则能观察到的现象有 　BC　 。（可多选）
A.注射器内有液体
B.锥形瓶中液面下降
C.长颈漏斗内液面明显上升
D.长颈漏斗下端管口产生气泡
（4）若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快，选择如图丁所示装置，用水来稀释双氧水溶液可获得持续平稳的气流，则丁图中A物质是 　30%的H2O2过氧化氢溶液　 。
【答案】（1）水；
（2）氧气浓度较大；铁丝比较细接触面积大或铁丝绕成一圈圈或铁丝与氧气接触更充分（答案不唯一）；
（3）BC；
（4）30%的H2O2过氧化氢溶液。
【分析】（1）根据控制变量法分析。
（2）氧气浓度较大；铁丝比较细接触面积大或铁丝绕成一圈圈或铁丝与氧气接触更充分等；
（3）当缓慢向左推动活塞时，装置内压强增大。若装置气密性良好，锥形瓶中液面下降，长颈漏斗内液面明显上升。
（4）分液漏斗可以使H2O2溶液缓慢滴入与二氧化锰接触反应。
【解答】解：（1）在图甲中，A 中铁钉同时接触水和氧气而生锈，C 中铁钉只接触氧气（干燥空气中）不生锈，对比 A、C 可知，铁生锈与水有关。故答案为：水。
（2）图乙实验能够在较短时间内观察到明显现象，主要原因有：双氧水分解产生氧气，增大了氧气的浓度，使铁生锈速率加快；铁丝比较细接触面积大或铁丝绕成一圈圈或铁丝与氧气接触更充分。故答案为：氧气浓度较大；铁丝比较细接触面积大或铁丝绕成一圈圈或铁丝与氧气接触更充分（答案不唯一）；
（3）当缓慢向左推动活塞时，装置内压强增大。若装置气密性良好，锥形瓶中液面下降，长颈漏斗内液面明显上升。A注射器内有液体不符合此操作现象；D长颈漏斗下端管口产生气泡是向右拉动活塞时的现象。所以能观察到的现象是BC。故答案为：BC。
（4）若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快。选择图丁所示装置，用水来稀释双氧水溶液可获得持续平稳的气流，为了使H2O2溶液能缓慢滴入与二氧化锰接触反应，丁图中A物质是30%的H2O2溶液。故答案为：30%的H2O2溶液。
26．（2025 浙江二模）钢铁是现代工业的筋骨，保护金属资源，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。某科技小组以“铁锈蚀”为主题开展如下项目式学习。
【任务一】探究铁锈蚀的条件
对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的现象，说明铁锈蚀主要是铁与空气中的氧气和水发生化学反应。
（1）实验Ⅰ中铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，观察到现象　左端液面上升至刻度线1　 。
【任务二】探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置，检查气密性，将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，连接压强传感器、数据采集器，采集数据，绘制出压强随时间变化的曲线如图3。t1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液，再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上。
（2）根据图3，对比AB段和BC段说明　氯化钠溶液会加速铁的生锈　 ，t3时刻后压强突然变大的原因是　铁生锈消耗氧气，使烧瓶内气体减少，压强变小，在外界大气压的作用下，注射器内的稀盐酸会进入到烧瓶内，稀盐酸与烧瓶中的铁反应产生氢气，烧瓶内气体增多，压强变大　 。
【分析总结】
（3）为防止铁制品锈蚀，应保持铁制品表面　洁净、干燥　 。
【答案】（1）左端液面上升至刻度线1；
（2）氯化钠溶液会加速铁的生锈；铁生锈消耗氧气，使烧瓶内气体减少，压强变小，在外界大气压的作用下，注射器内的稀盐酸会进入到烧瓶内，稀盐酸与烧瓶中的铁反应产生氢气，烧瓶内气体增多，压强变大；
（3）洁净、干燥。
【分析】（1）根据铁生锈会消耗氧气，使装置内压强减小分析；
（2）根据图像分析；
（3）根据铁生锈条件分析。
【解答】解：（1）实验Ⅰ中铁丝足量，时间足够长，铁丝在潮湿空气中生锈会消耗氧气，使装置内压强减小，空气中氧气约占空气体积的，打开止水夹后，观察到的现象是：左端液面上升至刻度线1；故答案为：左端液面上升至刻度线1；
（2）AB段压强变化不大，t1时刻加入2mL饱和 NaCl溶液后，BC段压强迅速减小，说明氯化钠溶液会加速铁的生锈；t3时刻后压强突然变大的原因是铁生锈消耗氧气，使烧瓶内气体减少，压强变小，在外界大气压的作用下，注射器内的稀盐酸会进入到烧瓶内，稀盐酸与烧瓶中的铁反应产生氢气，烧瓶内气体增多，压强变大；故答案为：铁生锈消耗氧气，使烧瓶内气体减少，压强变小，在外界大气压的作用下，注射器内的稀盐酸会进入到烧瓶内，稀盐酸与烧瓶中的铁反应产生氢气，烧瓶内气体增多，压强变大；
（3）铁生锈需要氧气和水，保持干燥能破坏铁生锈的条件，为防止铁制品锈蚀，应保持铁制品表面清洁干燥。故答案为：洁净、干燥。
27．（2025 庆元县一模）某校微型实验项目组以“C还原CuO”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究反应后气体产物
实验前，先通了一段时间的N2，点燃丙处酒精灯，发现丙处固体未变色。然后再点燃甲处酒精灯。反应开始后甲中固体变红，若观察到 　乙处澄清石灰水变浑浊，丙处黑色固体变红　 现象，说明反应产生了CO和CO2。
【任务二】探究反应后固体产物
小组成员取了5份等质量的CuO，在不同温度下与C反应，4小时后测得固体物质的XRD图谱图像。为确保反应后的固体产物不含Cu2O，据图分析可以采取怎样的措施？　将反应的温度控制在500℃　 。
【任务三】评价与改进
如下是该项目成员对微型实验设计的评价量表，请你帮助小组成员再添加一个评价维度，并写出一条待改进的原因。
评价维度 优秀 待改进
可行性 实验原理科学 实验原理有误
操作性 操作简便 操作复杂
经济性 药品用量节省 药品用量较多
　环保性　 …… 　有毒气体扩散到空气中　
【答案】【任务一】乙处澄清石灰水变浑浊，丙处黑色固体变红；
【任务二】将反应的温度控制在500℃；
【任务三】环保性；有毒气体扩散到空气中。
【分析】【任务一】根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，CO与CuO在加热的条件下反应生成铜和CO2来分析解答；
【任务二】根据固体物质的XRD图谱图像来分析解答；
【任务三】根据微型实验设计要求来分析解答。
【解答】解：【任务一】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，乙处澄清石灰水变浑浊，说明C和CuO在高温条件下反应会生成二氧化碳，CO与CuO在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，丙处黑色固体变红，说明明C和CuO在高温条件下反应会生成CO，则反应开始后甲中固体变红，若观察到乙处澄清石灰水变浑浊，丙处黑色固体变红现象，说明反应产生了CO和CO2；
【任务二】根据固体物质的XRD图谱图像可知，温度为500℃时，反应后的固体产物中只有Cu，则为确保反应后的固体产物不含Cu2O，可以采取的措施是将反应的温度控制在500℃；
【任务三】项目成员对微型实验设计的评价量表从可行性、操作性和经济性三个评价维度进行了评价，还可以从环保性的评价维度进行评价，需要对尾气进行处理，则待改进的方面是有毒气体扩散到空气中。
故答案为：【任务一】乙处澄清石灰水变浑浊，丙处黑色固体变红；
【任务二】将反应的温度控制在500℃；
【任务三】环保性；有毒气体扩散到空气中。
28．（2025 滨江区二模）碳酸锰MnCO3是制造电信器材的软磁铁氧体，也可用作脱硫的催化剂。工业上利用软锰矿（主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、CuO、CaCO3杂质）制取MnCO3的流程如图所示。
已知：
①C+2MnO22MnO+CO2↑
②MnO+H2SO4＝MnSO4+H2O
③在酸性条件下，MnO2可将FeSO4氧化为Fe2（SO4）3而自身转化为MnSO4。
请回答下列问题：
（1）“焙烧”时会发生许多化学反应，请写出其中发生的分解反应的化学方程式 　CaCO3CaO+CO2↑　 。
（2）操作a的名称 　过滤　 。（操作名称）
（3）固体A中金属单质的化学式为 　Cu　 。
（4）查阅资料知表格中信息：
氢氧化物 Fe（OH）3 Mn（OH）2
开始沉淀pH 2.7 8.3
完全沉淀pH 3.7 9.8
在溶液C到固体D的转化过程中，用10%NaOH溶液调节3.7≤pH＜8.3，其目的是 　使铁离子完全沉淀而锰离子不沉淀　 。
【答案】（1）CaCO3CaO+CO2↑。
（2）过滤；
（3）Cu；
（4）使铁离子完全沉淀而锰离子不沉淀。
【分析】（1）根据“焙烧”时发生的分解反应是碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳来分析；
（2）根据操作a能将固体和液体分离来分析；
（3）根据硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸和铜不反应，硫酸和MnO反应生成硫酸锰和水，硫酸和氧化钙反应生成硫酸钙和水来分析；
（4）根据Fe（OH）3从开始沉淀到完全沉淀的pH范围为：2.7～3.7，Mn（OH）2从开始沉淀到完全沉淀的pH范围为：8.3～9.8来分析。
【解答】解：（1）软锰矿的主要成分是MnO2，还含有Fe2O3、CuO、CaCO3杂质，“焙烧”时发生的分解反应是碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3CaO+CO2↑。
（2）操作a能将固体和液体分离，则操作a的名称是过滤。
（3）向铁、铜、MnO、CaO的混合物中加入过量稀硫酸，硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸和铜不反应，硫酸和MnO反应生成硫酸锰和水，硫酸和氧化钙反应生成硫酸钙和水，过滤，得到的固体A中金属单质是铜，化学式为：Cu。
（4）由表中数据可知，Fe（OH）3从开始沉淀到完全沉淀的pH范围为：2.7～3.7，Mn（OH）2从开始沉淀到完全沉淀的pH范围为：8.3～9.8，所以在溶液C到固体D的转化过程中，用10%NaOH溶液调节3.7≤pH＜8.3，其目的是使铁离子完全沉淀而锰离子不沉淀。
故答案为：
（1）CaCO3CaO+CO2↑。
（2）过滤；
（3）Cu；
（4）使铁离子完全沉淀而锰离子不沉淀。
29．（2025 杭州模拟）某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图1所示三个实验（三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同）。
（1）一段时间后，观察到实验B中的现象 　析出银白色固体，溶液由无色变蓝色　 。
（2）乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，补做了一个实验，装置均如图2所示，且实现了探究目的。
乙同学的实验：X是 　铁　 金属，Y是 　硫酸铜　 溶液。
（3）将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中，然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸，产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克？
【答案】（1）析出银白色固体，溶液由无色变蓝色。
（2）铁；硫酸铜。
（3）0.2g。
【分析】金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，并且金属越活泼，越容易先和盐溶液反应。
根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算和判断。
【解答】解：（1）铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银。一段时间后，观察到实验B中析出银白色固体，溶液由无色变蓝色。
故答案为：析出银白色固体，溶液由无色变蓝色。
（2）锌和稀盐酸反应速率比铁快，说明锌比铁活泼，铜能和硝酸银反应，说明铜比银活泼，X是铁，Y是硫酸铜溶液，铁能和硫酸铜反应，说明铁比铜活泼。
故答案为：铁；硫酸铜。
（3）铁和稀盐酸反应消耗稀盐酸质量是60g﹣10g＝50g。
设生成氢气质量是x。
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
73 2
50g×14.6% x
x＝0.2g
答：生成氢气质量是0.2g。
30．（2025 西湖区模拟）将铁粉和稀硫酸先后加入到一定量的硫酸铜溶液中，搅拌使之充分反应。实验过程中，加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示。
（1）a点时剩余的固体物质是 　Cu、Fe　 （填化学式）。
（2）n点对应的横坐标数值是 　11.2　 。
（3）实验过程中共产生FeSO4多少克？
（4）模型能够直观反映化学变化的结果。将一定质量的镁条放入某一溶液（如图），其溶质硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同，充分反应后烧杯内固体的组成和质量大小关系不可能的是 　C　 。
A.
B.
C.
D.
【答案】（1）Cu、Fe；
（2）11.2；
（3）30.4g；
（4）C。
【分析】（1）根据a点是铁与硫酸铜完全反应后过量，此时剩余固体中含有剩余的铁和生成的铜进行分析；
（2）根据图示可知，与硫酸铜反应的铁质量是5.6g，结合化学方程式计算生成铜的质量，一步计算n点对应的横坐标数值；
（3）反应前铁的总质量是5.6g+5.6g＝11.2g，结合质量关系列比例式进行计算；
（4）根据金属的活动性顺序：镁＞铁＞铜，排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，然后根据方程式以及置换过程中质量的变化进行分析解答。
【解答】解：（1）a点是铁与硫酸铜完全反应后过量，此时剩余固体中含有剩余的铁和生成的铜；
（2）由图示可知，与硫酸铜反应的铁质量是5.6g，
设5.6g铁与硫酸铜反应生成铜的质量为x，则：
Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
56 64
5.6g x
x＝6.4g
与硫酸铜反应完剩余的铁是：12g﹣6.4g＝5.6g，所以反应前铁的总质量是5.6g+5.6g＝11.2g，
n点对应的横坐标数值是11.2；
（3）由图示可知，与硫酸铜反应的铁质量是5.6g，与硫酸铜反应完剩余的铁是：12g﹣6.4g＝5.6g，所以反应前铁的总质量是5.6g+5.6g＝11.2g，设生成硫酸亚铁的质量为y，根据：
Fe～FeSO4
56 152
11.2g y
y＝30.4g
答：实验过程中共生成硫酸亚铁的质量为30.4g。
（4）根据金属的活动性顺序：镁＞铁＞铜，将镁条加入溶质为硫酸亚铁和硫酸铜的溶液中，镁先与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，该反应方程式为Mg+CuSO4＝MgSO4+Cu，即每24份质量的镁能置换出64份质量的铜，硫酸铜反应完全之后，若镁还有剩余，镁会与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁，该反应方程式为Mg+FeSO4＝MgSO4+Fe，即每24份质量的镁能置换出56份质量的铁。
A、经上述分析，若镁无剩余，且只与硫酸铜反应置换了铜，故A不符合题意；
B、经上述分析，若镁无剩余，可能硫酸铜完全反应完，且硫酸亚铁反应了一部分，则生成的铜的质量可能大于生成的铁的质量，故B不符合题意；
C、经上述分析，若镁有剩余，说明硫酸铜和硫酸亚铁均反应完全，根据硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同，则生成铁的质量一定小于生成铜的质量，而图示中生成铁和铜的质量相等是不合理的，故C符合题意；
D、经上述分析，若镁有剩余，说明硫酸铜和硫酸亚铁均反应完全，根据硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同，则生成铁的质量一定小于生成铜的质量，故D不符合题意。
故答案为：
（1）Cu、Fe；
（2）11.2；
（3）30.4g；
（4）C。
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