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8.3金属资源的利用和保护
一、选择题
1．下列有关金属的腐蚀与防护的说法正确的是(　　)
A．为防止铁生锈，必须同时隔绝氧气和水
B．为除去铁钉上的铁锈，可将其长时间浸泡在稀硫酸中
C．废旧金属回收利用价值低，可随意丢弃
D．寻找金属代用品有利于保护金属资源
2．常用炼铁矿石有赤铁矿和磁铁矿，主要成分分别是和，下列说法不正确的是（　　）
A．氧化亚铁是铁的氧化物
B．中铁元素的化合价为
C．和中，中铁元素质量分数更大
D．赤铁矿炼铁时，高炉中和发生置换反应
3．如图为工业炼铁及炼钢的流程示意图，下列说法不正确的是（　　）
A．过程I焦炭作用之一是提供热量
B．过程Ⅱ发生的化学反应为放热反应
C．过程Ⅲ炼铁原理为
D．过程IV通入氧气是为了降低生铁中的含碳量
4．湘超决赛于长沙贺龙体育馆举行，球门为钢铁材质，长期暴露易生锈。空气中含①N2、②O2、③CO2、④水蒸气等成分，其中与钢铁生锈有关的是(　　)
A．①③ B．②④ C．③④ D．①④
5．将废弃的铁制品回收再利用，既节约资源又保护环境。下列做法不利于金属资源保护的是(　　)
A．回收利用废旧金属 B．合理开采矿物
C．大量使用一次性铝制易拉罐 D．研制和使用耐腐蚀的合金
6．如图为探究铁锈蚀条件的实验装置(夹持装置已略去)，开始实验5~10分钟后出现明显现象。下列说法错误的是(　　)
A．U型管左侧铁丝生锈、右侧铁丝不生锈
B．该实验能够说明铁生锈与水、氧气有关
C．反应前后，锥形瓶中 MnO2的质量不变
D．在铁制品表面刷漆、镀金属铬都能防止锈蚀
7．某同学根据铜锈的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：引起金属铜锈蚀的因素除有氧气和水外，还应该有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行下列实验中的(　　)
A．甲和乙 B．甲和丁 C．乙和丁 D．丙和丁
8．要证明铁钉生锈的过程中一定有氧气参加了反应，则如图所示实验中必须完成的是(　　)
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
9．下图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是(　　)
A．铁矿石冶炼成铁的主要原理：在高温下，用还原剂将铁从铁矿石中还原出来
B．生铁只有变成钢之后才能用来制造各种铁制品
C．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染
D．目前我国钢铁年产量全球第一，但一些特种钢仍需进口
10．在探究铁生锈条件的实验中，如图所示。依据所学知识可知下列说法不正确的是(　　)
A．试管A、C对比即可得出铁生锈的条件
B．试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是除去蒸馏水中溶解的氧气
C．试管B中铁钉不易生锈
D．试管D中铁钉生锈的速率比C快
11．将两张相同的铁丝网置于两个相同大小的锥形瓶中，分别倒入等体积的蒸馏水和食盐水，立即旋紧橡皮塞，将导管伸入滴有红墨水的水中。一段时间后，观察到烧杯中的导管内液面上升，且右侧导管内液面上升幅度较大，锥形瓶b中的铁丝网比a中的铁丝网锈蚀更严重。下列相关说法不正确的是(　　)
A．烧杯中的导管内液面上升是因为锥形瓶内气体被消耗
B．通过本实验说明食盐能加快铁锈蚀
C．仅通过本实验就能证明铁锈蚀需要与水接触
D．铁的锈蚀原理可用于测定空气中氧气的体积分数
12．我国科学家研发了一种闪速炼铁技术，用氢气还原铁矿石粉，只需秒即可完成传统高炉小时的炼铁过程，且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法不正确的是（　　）
注：“品位”指矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率，百分率越大，品位越高。传统高炉炼铁通常使用高品位铁矿石。
A．传统高炉炼铁是用焦炭直接还原铁矿石
B．闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内，实现快速还原
C．与传统高炉炼铁相比，闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石
D．闪速炼铁技术通入过量氢气，出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用
13．如图是以铁为核心的物质间的转化关系（部分物质和反应条件已省略），下列说法错误的是（　　）
A．转化①②均可通过化合反应来实现
B．转化③不能通过铁丝燃烧实现
C．转化④是高炉炼铁的主要原理
D．转化⑤⑥一定会有气泡产生
14．如图为某同学设计的工业炼铁的模拟装置。下列说法正确的是(　　)
A．实验过程中澄清石灰水变浑浊
B．实验中硬质玻璃管内的现象是红色氧化铁变成黑色的铁粉
C．实验中应该先点燃酒精喷灯，再点燃酒精灯
D．实验结束后，先停止通入 CO，再熄灭酒精喷灯
15．中华文明源远流长，许多古籍里的记载都蕴含着化学知识。下列说法错误的是(　　)
选项 古籍记载 化学知识
A 《天工开物》：或用木炭，扇炉火箱，土(铁矿石)化成铁 炼铁的主要原理是木炭和氧化铁反应
B 《三国志》：扬汤止沸，不如去薪(柴、草) “去薪”灭火的原理是移除可燃物
C 《吕氏春秋》：金(铜)柔锡柔，合两柔则钢 铜锡合金的硬度比纯铜大
D 《尚书》：若作酒醴(酿酒)，尔惟曲 酿酒过程中包含物质的缓慢氧化
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
16．炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图：
（1）在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有　 　。(写一条即可)
（2）③中发生反应的化学方程式是　 　。
（3）世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%~40%，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法　 　。
17．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器.
（1）用赤铁矿(主要成分是 Fe2O3)冶炼生铁的化学方程式为　 　.
（2）用铁锅炒菜是利用铁的　 　性，用生铁制铁锅而不用纯铁的主要原因是　 　，铁锅与　 　接触时容易锈蚀，防止铁锅锈蚀的一种方法是　 　.
18．近年来，我国高铁飞速发展，已成为世界上唯一高铁成网运行的国家。请回答下列问题。
（1）制造高铁列车使用了多种材料。下列高铁列车的部件中，其主要材料属于金属材料的是______（填字母）。
A．玻璃车窗 B．镁铝合金车体
C．塑料小桌板 D．不锈钢水龙头
（2）车身表面烤漆不仅美观，还能起到防锈的作用。其防锈的原理是　 　。
（3）目前世界上已有50%以上的废铁得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是　 　（答出一点即可）。
19．金属材料的应用与发展印证了人类文明的进步。
（1）三星堆出土的文物中有大量的金器和青铜器。
①如图所示的戴金面罩青铜人头像中的贴金技艺，利用了金良好的　 　性，将黄金锤成极薄的薄片。
②青铜是人类最早使用的铜锡合金，青铜器除礼器外，更多用作兵器。利用青铜而非纯铜制作兵器，体现合金具有的特性是　 　。
（2）铝化学性质活泼却耐腐蚀的原因是　 　。
（3）春秋战国时期，我国便开始生产和使用铁器。生铁与钢的区别是　 　。
（4）某兴趣小组的同学利用如图所示装置在课堂中模拟炼铁的实验。A中反应现象　 　；B中发生的化学反应方程式是　 　。
20．下图是一氧化碳还原氧化铁的实验装置图，试回答下列问题：
（1）实验开始前要先通入一氧化碳，目的是　 　；
（2）320g氧化铁与一氧化碳反应，固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示；
①氧化铁在　 　℃开始生成四氧化三铁。
②根据总反应方程式∶3CO+Fe2O32Fe+3CO2，求出图中x的值　 　（写出计算过程）。
（3）理论上相等质量的下列物质能得到铁质量最多的是　　　　（填标号）。
A．Fe3O4 B．Fe2O3 C．FeCO3 D．FeO
21．工业上用高炉炼铁产生的副产品有炉渣、炉尘和煤气，煤气中CO含量可达30%。为了减少炼铁中CO、的排放，设计了如图回收利用方案。
（1）下列有关高炉炼铁的说法不合理的是 （不定项选择，填字母序号）。
A．从高炉中得到的是纯铁
B．将铁矿石粉碎的目的是增大反应物接触面积
C．高炉炼铁中，加入焦炭只能起到提供热量的作用
D．加入石灰石的作用是除去铁矿石中的杂质
（2）反应3是高炉炼铁的主要反应原理，请写出该反应的化学方程式　 　。
（3）该方案的优点是除了可以除去尾气中的，还可实现　 　的循环利用。
三、实验探究题
22．铁是使用最广泛的金属，同学们对生活中的铁制品展开了项目化学习的探究。
任务一：寻找生活中废旧铁制品的一些处理方法。
（1）除锈翻新：除铁锈常用加入稀盐酸的方法，但是如果稀盐酸过量还会腐蚀金属铁，在生锈的铁钉中加入过量的稀盐酸，在该过程中涉及的置换反应的化学方程式　 　。
（2）任务二：实验探究铁生锈的条件及影响因素
实验1：如图1所示进行实验1，一段时间后C中铁钉生锈，AB中铁钉无明显变化。
实验2：为进一步探究影响铁生锈速率的因素，小组同学设计如图2所示实验2，利用传感器监测该过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如表：
序号 其他试剂 初始时氧气浓度/% 200s时氧气浓度/%
水/滴 食盐质量/g 稀醋酸/滴
① 0 0 0 20.8 20.8
② 10 0 0 20.8 15.2
③ 10 0 5 20.8 12.7
④ 10 1.0 0 20.8 8.0
由实验1中B试管中的水是经过煮沸后迅速冷却，这样处理的目的是　 　。
（3）由实验2得出“食盐能加速铁生锈”的结论，依据的实验是　 　（填序号）。
（4）由实验2中的①中200s时氧气浓度没有发生变化的原因是　 　。
（5）实验2中，设计②③的目的是　 　。
（6）任务三：了解防止铁生锈的方法
同学们通过实际观察、查阅资料，了解了自行车常用的防锈方法。请选择你知道的自行车某一构件（支架、链条、轮圈、车把等），说明其防锈方法：　 　。
23．某化学兴趣小组以“铁的锈蚀”为主题，开展项目式探究。
（1）探究铁锈蚀的条件
小组同学设计了三组实验如图所示。
i．对照实验A和　 　（填“B”或“C”），探究氧气对铁锈蚀的影响。
ii．一周后，观察到试管A中铁钉生锈，试管B和C中的铁钉没有生锈，由此可得出铁生锈的条件是　 　。
（2）探究除锈的方法
小组同学为除去铁钉表面的铁锈（主要成分是），将生锈铁钉放入稀盐酸中浸泡。
i．开始时，观察到铁锈逐渐溶解，溶液变为黄色。该反应生成氯化铁和水，化学方程式为　 　。
ii．当铁锈除去后，继续浸泡在稀盐酸中，观察到　 　（填实验现象）。
（3）应用铁锈蚀的原理
生活中利用铁锈蚀放热原理，制作暖宝宝，查阅资料可知，暖宝宝主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石等细粉末和水组成的混合物。
【提出问题】暖宝宝为什么会快速发热呢？
【设计实验】小组同学利用温度传感器测定不同原料对反应（铁粉生锈）发热效果的影响，测定了3分钟内的温度变化，数据如下：
原料 实验 铁粉（g） 水（mL） 活性炭（g） 氯化钠（g） 温度变化
1 5 2 0 0 0℃
2 5 2 2 0 7.6℃
3 5 a 0 1 3.1℃
4 5 2 2 1 19.8℃
i．对比实验1和2，可以得出的结论是：在其他条件相同时，　 　。
ii．对比实验1和3是为了探究　 　（填化学式）对反应的影响，则表中a的数值为　 　。
iii．结合上表数据及铁锈蚀的原理，解释暖宝宝能快速发热的原因是：　 　。
教师指导：暖宝宝中添加的蛭石是一种保温、保湿材料，能有效延长发热时间、提高发热效果。
24．某化学学习小组的同学以“保护金属资源的有效途径”为主题开展以下学习活动。
Ⅰ.寻找金属的代用品。
（1）目前已经广泛使用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车零部件等。塑料属于 （填字母）。
A. 金属材料 B. 无机非金属材料 C. 合成材料 D. 复合材料
Ⅱ.有计划、合理地开采金属矿物。
（2）在高炉内，把赤铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是________（用化学方程式表示）。
Ⅲ.防止金属腐蚀。
【进行预测】铜制品在空气中会发生锈蚀。已知铜锈主要成分的化学式为，根据质量守恒定律，预测铜生锈需要氧气、二氧化碳、水。
【文献验证】经查阅资料可知，铜生锈的主要条件是铜与氧气、二氧化碳、水直接接触，且氧气、二氧化碳、水缺一不可。
【实验验证】
（3）该小组同学设计实验来验证铜生锈的条件，要想达到实验目的，以下7个实验中（试管内的“”为铜片），必须完成的是________（填字母）。
实验进行一段时间后，证明铜生锈需要氧气的现象应该是________。
Ⅳ.回收利用废旧金属。
回收利用铝质饮料罐与制造新的铝质饮料罐相比，既能节约金属资源，又能节约能源。该小组同学对某种铝质易拉罐中铝的含量进行了以下探究。
【查阅资料】
①铝质易拉罐的主要成分是铝，还含有少量镁、铁、铜等其他金属。
②铝能与氢氧化钠溶液发生反应：；镁、铁、铜不能与氢氧化钠溶液发生反应。
【设计实验】实验装置如图所示，量气管D是带有刻度的仪器，其高度可以上下调节。实验步骤如下：
（4）①C、D中预先装有一定量水，上下移动量气管D，________，证明装置的气密性良好。
②装入试剂，调节量气管D的高度使C、D中液面相平，读取D中液面所在的刻度数据。
③由A向B中逐滴加入氢氧化钠溶液，至B中不再产生气体为止。
④恢复至室温后，调节量气管D的高度使C、D中液面相平，读取D中液面所在的刻度数据。
【数据分析】
（5）两次读数的差值对应的是该实验条件下生成氢气的体积。要想计算铝质易拉罐碎屑中铝的质量分数，还需要知道的数据是________。
【反思评价】
（6）上述实验中，若没有使用导管a将A与B连接起来，测得的氢气的体积会________（填“偏大”或“偏小”），请说明理由：________；若用稀硫酸代替氢氧化钠溶液进行上述实验，测得的氢气的体积会________（填“偏大”或“偏小”），请说明理由：________。8.3金属资源的利用和保护
一、选择题
1．下列有关金属的腐蚀与防护的说法正确的是(　　)
A．为防止铁生锈，必须同时隔绝氧气和水
B．为除去铁钉上的铁锈，可将其长时间浸泡在稀硫酸中
C．废旧金属回收利用价值低，可随意丢弃
D．寻找金属代用品有利于保护金属资源
【答案】D
【解析】【解答】A、为防止铁生锈，只需隔绝氧气或水其中一种即可（如涂油隔绝氧气，干燥剂吸水隔绝水），并非必须同时隔绝，选项A不符合题意；
B、将铁钉长时间浸泡在稀硫酸中，铁锈（Fe2O3）与稀硫酸反应后，铁会继续与稀硫酸反应（Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑），腐蚀铁钉，选项B不符合题意；
C、废旧金属回收可节约金属资源，减少环境污染，并非价值低可随意丢弃，选项C不符合题意；
D、寻找金属代用品，可减少金属的使用，有利于保护金属资源，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、根据铁生锈的条件分析：铁生锈需要氧气和水同时接触，破坏其一即可防锈；
B、根据酸的化学性质分析：酸既能与金属氧化物反应，也能与活泼金属反应；
C、根据金属资源的保护分析：废旧金属回收是保护金属资源的重要措施；
D、根据金属资源的保护措施分析：寻找代用品可减少金属消耗。
2．常用炼铁矿石有赤铁矿和磁铁矿，主要成分分别是和，下列说法不正确的是（　　）
A．氧化亚铁是铁的氧化物
B．中铁元素的化合价为
C．和中，中铁元素质量分数更大
D．赤铁矿炼铁时，高炉中和发生置换反应
【答案】D
【解析】【解答】A、由两种元素组成，其中一种元素是氧元素化合物叫做氧化物，氧化铁由铁和氧两种元素组成，属于铁的氧化物，故A正确；
B、化合物中正、负化合价的代数和为0， 中氧元素化合价为-2，设铁元素化合价为x，则
2x+(-2)×3=0，解得x=+3，所以铁元素的化合价为，故B正确；
C、 中铁元素的质量分数=；中铁元素的质量分数=，所以 中铁元素的质量分数更大，故C正确；
D、置换反应是由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，赤铁矿炼铁时，高炉中和CO反应生成Fe和CO2，该反应由两种化合物反应生成一种单质和一种化合物，不属于置换反应，故D错误。
故答案为：D。
【分析】A、根据由两种元素组成，其中一种元素是氧元素化合物叫做氧化物进行分析解答；
B、根据化合物中正、负化合价的代数和为0进行分析解答；
C、根据化合物中某元素的质量分数=进行分析解答；
D、根据置换反应是由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物进行分析解答。
3．如图为工业炼铁及炼钢的流程示意图，下列说法不正确的是（　　）
A．过程I焦炭作用之一是提供热量
B．过程Ⅱ发生的化学反应为放热反应
C．过程Ⅲ炼铁原理为
D．过程IV通入氧气是为了降低生铁中的含碳量
【答案】B
【解析】【解答】A. 过程I焦炭燃烧会放出大量的热量，作用之一是提供热量 ，故正确，不符合题意；
B. 过程Ⅱ发生的化学反应为二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，为吸热反应 ，故错误，符合题意；
C. 过程Ⅲ炼铁原理为 ，故正确，不符合题意；
D. 生铁中含碳量高于钢，过程IV通入氧气是为了降低生铁中的含碳量，碳与氧气在点燃下反应生成二氧化碳，故正确，不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、焦炭燃烧会放出大量的热量。
B、二氧化碳与碳为吸热反应。
C、根据流程图，找出炼铁原理。
D、碳与氧气在点燃下反应生成二氧化碳。
4．湘超决赛于长沙贺龙体育馆举行，球门为钢铁材质，长期暴露易生锈。空气中含①N2、②O2、③CO2、④水蒸气等成分，其中与钢铁生锈有关的是(　　)
A．①③ B．②④ C．③④ D．①④
【答案】B
5．将废弃的铁制品回收再利用，既节约资源又保护环境。下列做法不利于金属资源保护的是(　　)
A．回收利用废旧金属 B．合理开采矿物
C．大量使用一次性铝制易拉罐 D．研制和使用耐腐蚀的合金
【答案】C
6．如图为探究铁锈蚀条件的实验装置(夹持装置已略去)，开始实验5~10分钟后出现明显现象。下列说法错误的是(　　)
A．U型管左侧铁丝生锈、右侧铁丝不生锈
B．该实验能够说明铁生锈与水、氧气有关
C．反应前后，锥形瓶中 MnO2的质量不变
D．在铁制品表面刷漆、镀金属铬都能防止锈蚀
【答案】B
7．某同学根据铜锈的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：引起金属铜锈蚀的因素除有氧气和水外，还应该有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行下列实验中的(　　)
A．甲和乙 B．甲和丁 C．乙和丁 D．丙和丁
【答案】B
【解析】【解答】A、甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触，发生了锈蚀，乙中的铜片与二氧化碳和水接触，没有锈蚀，说明铜的锈蚀与氧气有关，故A不符合题意；
B、甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触，发生了锈蚀，丙中的铜片与二氧化碳和氧气接触，没有锈蚀，丁中的铜片与氧气和水接触，没有锈蚀，说明了铜的锈蚀与二氧化碳有关，故B符合题意；
C、乙中的铜片与二氧化碳和水接触，没有锈蚀，丁中的铜片与氧气和水接触，没有锈蚀，无法证明铜生锈的条件，故C不符合题意；
D、丙中的铜片与二氧化碳和氧气接触，没有锈蚀，丁中的铜片与氧气和水接触，没有锈蚀，无法证明铜生锈的条件，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据对比实验需要控制单一变量，甲是对照组，铜同时与氧气、水和二氧化碳接触，发生锈蚀，乙缺少氧气不生锈，并缺少水不生锈，丁缺少二氧化碳不生锈，对比甲和丁得出铜锈蚀必须有二氧化碳参与进行分析解答。
8．要证明铁钉生锈的过程中一定有氧气参加了反应，则如图所示实验中必须完成的是(　　)
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
【答案】A
【解析】【解答】实验①中铁接触氧气和水，生锈， 实验②铁只与水接触，不与氧气接触，不生锈，实验③中铁只与氧气接触，不与水接触，不生锈。要想证明铁生锈氧气一定参加了反应，就要进行铁生锈和因没有氧气不生锈的对比实验，即①②进行对比；
故答案为：A。
【分析】根据铁生锈的条件是与水和氧气直接接触，结合对比实验的设计方法分析，设计对比实验要求变量的唯一性，由所给实验条件及现象找出实验组合。
9．下图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是(　　)
A．铁矿石冶炼成铁的主要原理：在高温下，用还原剂将铁从铁矿石中还原出来
B．生铁只有变成钢之后才能用来制造各种铁制品
C．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染
D．目前我国钢铁年产量全球第一，但一些特种钢仍需进口
【答案】B
10．在探究铁生锈条件的实验中，如图所示。依据所学知识可知下列说法不正确的是(　　)
A．试管A、C对比即可得出铁生锈的条件
B．试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是除去蒸馏水中溶解的氧气
C．试管B中铁钉不易生锈
D．试管D中铁钉生锈的速率比C快
【答案】A
【解析】【解答】A、对比A、C只能得到铁生锈需要水，无法得到铁生锈需要氧气，故A选项说法不正确；
B、气体的溶解度随着温度的升高而减小，所以使用煮沸并迅速冷却的蒸馏水是为了除去蒸馏水中溶解的氧气，故B选项说法正确；
C、试管B中铁钉只与水接触，不与氧气接触，不易生锈，故C选项说法正确；
D、试管D中的食盐水会加速铁钉的生锈，故D选项说法正确；
故答案为：A.
【分析】A、根据对比A、C只能得到铁生锈需要水进行分析；
B、根据使用煮沸并迅速冷却的蒸馏水是为了除去蒸馏水中溶解的氧气进行分析；
C、根据试管B中铁钉只与水接触，不与氧气接触进行分析；
D、根据试管D中的食盐水会加速铁钉的生锈进行分析。
11．将两张相同的铁丝网置于两个相同大小的锥形瓶中，分别倒入等体积的蒸馏水和食盐水，立即旋紧橡皮塞，将导管伸入滴有红墨水的水中。一段时间后，观察到烧杯中的导管内液面上升，且右侧导管内液面上升幅度较大，锥形瓶b中的铁丝网比a中的铁丝网锈蚀更严重。下列相关说法不正确的是(　　)
A．烧杯中的导管内液面上升是因为锥形瓶内气体被消耗
B．通过本实验说明食盐能加快铁锈蚀
C．仅通过本实验就能证明铁锈蚀需要与水接触
D．铁的锈蚀原理可用于测定空气中氧气的体积分数
【答案】C
【解析】【解答】铁、氧气和水反应生成铁锈。
A、烧杯中的导管内液面上升是因为锥形瓶内气体被铁所消耗，说法正确，不符合题意；
B、锥形瓶b中的铁丝比a中的铁丝锈蚀严重，说明食盐能加快铁锈蚀，说法正确，不符合题意；
C、两个锥形瓶中的铁丝都能与水接触，说明本实验不能证明铁锈蚀需要与水接触，说法错误，符合题意；
D、可通过导管内液体上升的刻度来测定空气中氧气的体积分数，说法正确，不符合题意。
故答案为：C.
【分析】根据铁、氧气和水反应生成铁锈来解答。
12．我国科学家研发了一种闪速炼铁技术，用氢气还原铁矿石粉，只需秒即可完成传统高炉小时的炼铁过程，且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法不正确的是（　　）
注：“品位”指矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率，百分率越大，品位越高。传统高炉炼铁通常使用高品位铁矿石。
A．传统高炉炼铁是用焦炭直接还原铁矿石
B．闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内，实现快速还原
C．与传统高炉炼铁相比，闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石
D．闪速炼铁技术通入过量氢气，出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用
【答案】A
【解析】【解答】A、 传统高炉炼铁将焦炭转化为一氧化碳，用一氧化碳高温还原铁矿石，符合题意；
B、 闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内，增加反应物接触面积，实现快速还原 ，不符合题意；
C、 与传统高炉炼铁相比，闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石 ，不符合题意；
D、 闪速炼铁技术通入过量氢气，出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用 ，不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据高炉炼铁原理是利用CO高温条件下还原铁的氧化物，结合闪速炼铁技术的特点分析。
13．如图是以铁为核心的物质间的转化关系（部分物质和反应条件已省略），下列说法错误的是（　　）
A．转化①②均可通过化合反应来实现
B．转化③不能通过铁丝燃烧实现
C．转化④是高炉炼铁的主要原理
D．转化⑤⑥一定会有气泡产生
【答案】D
【解析】【解答】A、 化合反应的概念是由多种物质反应生成一种物质的反应；而转化①可能是碳或者一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳属于化合反应，也可能是甲烷在氧气中燃烧生成水和二氧化碳，该反应不是化合反应；②是二氧化碳和单质碳在高温下反应生成生成一氧化碳，属于化合反应，故该说法正确，不符合题意；
B、铁、氧气和水发生缓慢氧化反应生成铁锈氧化铁， 故转化③不能通过铁丝燃烧实现的说法正确，不符合题意；
C、转化④是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应是工业炼铁的原理，该说法正确，不符合题意；
D、转化⑤是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应有气泡产生；铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜的过程没有气泡产生，反应⑥是铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气有气泡产生，铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜的过程没有气泡产生，故转化⑤⑥的过程中不一定会有气泡产生 ，该说法错误，符合题意。
故答案为：D.
【分析】根据化合反应的概念是由多种物质反应生成一种物质的反应，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和碳在高温下反应时横撑一氧化碳，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，铁、氧气和水反应生成铁锈，铁和酸反应生成亚铁盐，铁能把比它弱的金属从盐溶液中置换出来来解答。
14．如图为某同学设计的工业炼铁的模拟装置。下列说法正确的是(　　)
A．实验过程中澄清石灰水变浑浊
B．实验中硬质玻璃管内的现象是红色氧化铁变成黑色的铁粉
C．实验中应该先点燃酒精喷灯，再点燃酒精灯
D．实验结束后，先停止通入 CO，再熄灭酒精喷灯
【答案】A
【解析】【解答】A、一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀和水，所以石灰水变浑浊，该说法正确，符合题意；
B、实验中氧化铁被还原生成铁粉，硬质玻璃管内的现象是红色固体变黑色，物质名称不是实验现象，该说法错误，不符合题意；
C、一氧化碳具有可燃性，与空气混合加热易爆炸；实验中应该先通一氧化碳排尽装置中的空气，则先点燃酒精灯除去CO，然后再点燃酒精喷灯加热氧化铁，该说法错误，不符合题意；
D、实验结束后先熄灭酒精喷灯，继续通入CO至冷却的目的是防止灼热的铁被氧化，该说法错误，不符合题意。
故答案为：A.
【分析】根据一氧化碳和红色的氧化铁反应生成黑色的铁粉和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙沉淀和水，一氧化碳具有可燃性，加热一氧化碳和氧化铁反应的实验前需先通入一氧化碳排尽装置内的空气，防止混合气体燃烧产生爆炸事件；实验完毕后需先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至装置冷却到室温，一氧化碳有毒会污染空气需在尾气处添加燃着的酒精灯来点燃有毒的一氧化碳防止空气污染来解答。
15．中华文明源远流长，许多古籍里的记载都蕴含着化学知识。下列说法错误的是(　　)
选项 古籍记载 化学知识
A 《天工开物》：或用木炭，扇炉火箱，土(铁矿石)化成铁 炼铁的主要原理是木炭和氧化铁反应
B 《三国志》：扬汤止沸，不如去薪(柴、草) “去薪”灭火的原理是移除可燃物
C 《吕氏春秋》：金(铜)柔锡柔，合两柔则钢 铜锡合金的硬度比纯铜大
D 《尚书》：若作酒醴(酿酒)，尔惟曲 酿酒过程中包含物质的缓慢氧化
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】【解答】A、炼铁的主要原理是一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，而不是木炭和氧化铁反应；木炭在炼铁过程中主要是燃烧提供热量并生成一氧化碳，该说法错误，符合题意；
B、“去薪” 即移除柴、草这些可燃物，从而达到灭火的目的，该说法正确，不符合题意；
C、合金的硬度一般比组成它的纯金属大，铜锡合金（青铜）的硬度比纯铜大，该说法正确，不符合题意；
D、酿酒过程中，粮食发酵生成酒精，有氧气参与反应，属于缓慢氧化，该说法正确，不符合题意。
故答案为：A.
【分析】A、根据一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳来解答；
B、根据灭火的方法是移除可燃物达到灭火的目的来解答；
C、根据合金的特性是熔点低，硬度大，耐腐蚀来解答；
D、根据缓慢氧化的概念是物质与氧发生的速度慢、不易觉察的放热的氧化反应来解答。
二、填空题
16．炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图：
（1）在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有　 　。(写一条即可)
（2）③中发生反应的化学方程式是　 　。
（3）世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%~40%，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法　 　。
【答案】（1）还原性
（2）
（3）刷漆（合理即可）
【解析】【解答】（1）焦炭在炼铁中，既可以燃烧提供高温（可燃性），也可以与CO2反应生成CO（还原性），任写一条化学性质即可，故填还原性（或可燃性，合理即可）；
（2）炼铁的核心反应是CO还原赤铁矿（Fe2O3），在高温条件下生成Fe和CO2，化学方程式为：
（需配平并标注反应条件高温）；
（3）防止铁制品锈蚀的关键是隔绝氧气和水，例如刷漆（或涂油、镀一层耐腐蚀金属、保持铁制品干燥等，合理即可）。
【分析】（1）根据焦炭在炼铁过程中的作用（提供热量、生成还原剂CO），提取其化学性质（可燃性、还原性）；
（2）根据一氧化碳还原氧化铁的反应原理（反应物、生成物、反应条件），书写化学方程式；
（3）根据铁锈蚀的条件（氧气和水共同作用），推导隔绝两者的防护措施。
（1）碳能在空气中燃烧、二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，说明碳具有可燃性、还原性。
（2）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为
（3）防止铁生锈是保护金属资源的一种有效途径，防止铁生锈的方法：涂油、刷漆、制成合金、镀一层金属等。
17．早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器.
（1）用赤铁矿(主要成分是 Fe2O3)冶炼生铁的化学方程式为　 　.
（2）用铁锅炒菜是利用铁的　 　性，用生铁制铁锅而不用纯铁的主要原因是　 　，铁锅与　 　接触时容易锈蚀，防止铁锅锈蚀的一种方法是　 　.
【答案】（1）
（2）导热；生铁硬度比纯铁大；氧气、水蒸气；使用后洗净擦干
【解析】【解答】（1）氧化铁与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳；
（2）由金属的性质可知， 用铁锅炒菜是利用铁的导热性；生铁是铁的合金，硬度比纯铁大。铁与水、氧气同时接触时会生锈。
【分析】1.书写化学方程式的步骤
（1） 确定反应物和生成物 ：明确反应中的所有物质，包括反应物和生成物。
（2） 写出化学式 ：使用正确的化学式表示反应物和生成物。
（3） 配平化学方程式 ：通过添加系数使等号两边各元素的原子数量相等。
（4） 标注物质状态 ：沉淀和气体，需要在化学式后面标注“↓”或“↑”等符号。
2.铁需要与氧气、水同时接触才能生锈。因此防止金属生锈的途径有：
（1）把金属放在干燥的环境中；
（2）在金属的外面加一层保护层如：涂油
（3）把金属与空气隔绝(刷油漆、烤瓷)；
（4）在一种金属中加入另一些金属制成合金如：铝合金、车圈镀铬。
18．近年来，我国高铁飞速发展，已成为世界上唯一高铁成网运行的国家。请回答下列问题。
（1）制造高铁列车使用了多种材料。下列高铁列车的部件中，其主要材料属于金属材料的是______（填字母）。
A．玻璃车窗 B．镁铝合金车体
C．塑料小桌板 D．不锈钢水龙头
（2）车身表面烤漆不仅美观，还能起到防锈的作用。其防锈的原理是　 　。
（3）目前世界上已有50%以上的废铁得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是　 　（答出一点即可）。
【答案】（1）B；D
（2）隔绝氧气和水
（3）节约金属资源
【解析】【解答】（1）A、玻璃属于无机非金属材料，不符合题意；
B、镁铝合金属于合金，属于金属材料，符合题意；
C、塑料属于合成材料，不符合题意；
D、不锈钢是铁的合金，属于金属材料，符合题意。
（2）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，车身表面烤漆不仅美观，还能起到防锈的作用。其防锈的原理是：隔绝氧气和水；
（3）目前世界上已有50%以上的废铁得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是：节约金属资源，减少污染物的排放，保护环境。
【分析】（1）根据金属材料包括纯金属和合金分析；
（2）根据铁生锈的条件是铁与氧气和水共同反应分析；
（3）根据回收废旧金属可节约金属资源，保护环境分析。
（1）A、玻璃属于无机非金属材料，不符合题意；
B、镁铝合金属于合金，属于金属材料，符合题意；
C、塑料属于合成材料，不符合题意；
D、不锈钢是铁的合金，属于金属材料，符合题意。
故选BD；
（2）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，车身表面烤漆不仅美观，还能起到防锈的作用。其防锈的原理是：隔绝氧气和水；
（3）目前世界上已有50%以上的废铁得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是：节约金属资源，减少污染物的排放，保护环境。
19．金属材料的应用与发展印证了人类文明的进步。
（1）三星堆出土的文物中有大量的金器和青铜器。
①如图所示的戴金面罩青铜人头像中的贴金技艺，利用了金良好的　 　性，将黄金锤成极薄的薄片。
②青铜是人类最早使用的铜锡合金，青铜器除礼器外，更多用作兵器。利用青铜而非纯铜制作兵器，体现合金具有的特性是　 　。
（2）铝化学性质活泼却耐腐蚀的原因是　 　。
（3）春秋战国时期，我国便开始生产和使用铁器。生铁与钢的区别是　 　。
（4）某兴趣小组的同学利用如图所示装置在课堂中模拟炼铁的实验。A中反应现象　 　；B中发生的化学反应方程式是　 　。
【答案】（1）延展；合金比组成的纯金属的硬度大
（2）铝能与空气中的氧气反应，其表面生成一层致密的氧化膜薄膜，从而阻止铝的进一步被氧化
（3）含碳量不同
（4）红色粉末逐渐变成黑色；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】【解答】（1）① 将黄金锤成极薄的薄片 ，是利用了金良好的延展性；②利用青铜而非纯铜制作兵器，是因为合金比组成的纯金属的硬度大；
（2）铝的化学性质活泼却较耐腐蚀，是因为铝能与空气中的氧气反应，其表面生成一层致密的氧化膜薄膜，从而阻止铝的进一步被氧化；
（3）生铁和钢都是铁的合金，生铁中的含碳量在2%～4.3%之间，钢的含碳量在0.03～2%之间，所以，生铁和钢的本质区别是含碳量不同；
（4）工业炼铁是高温条件下利用一氧化碳将铁从其氧化物中还原出来，红色粉末是氧化铁，A中发生的是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳， 可观察到的现象是红色粉末逐渐变成黑色，B中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和二氧化碳，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
【分析】（1）根据金属的延展性，合金硬度大于纯金属分析；
（2）根据铝常温与氧气反应生成氧化铝分析；
（3）根据生铁和钢含碳量不同分析；
（4）根据一氧化碳具有还原性，高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和二氧化碳分析。
（1）①如图所示的戴金面罩青铜人头像中的贴金技艺，利用了金良好的延展性，将黄金锤成极薄的薄片，故填：延展；
②利用青铜而非纯铜制作兵器，是因为合金比组成的纯金属的硬度大，故填：合金比组成的纯金属的硬度大；
（2）铝的化学性质活泼却较耐腐蚀，是因为铝能与空气中的氧气反应，其表面生成一层致密的氧化膜薄膜，从而阻止铝的进一步被氧化，故填：铝能与空气中的氧气反应，其表面生成一层致密的氧化膜薄膜，从而阻止铝的进一步被氧化；
（3）生铁和钢都是铁的合金，生铁中的含碳量在2%～4.3%之间，钢的含碳量在0.03～2%之间，所以，生铁和钢的本质区别是含碳量不同，故填：含碳量不同；
（4）一氧化碳具有还原性，红色粉末是氧化铁，在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳， A中可观察到红色粉末逐渐变成黑色，B中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和二氧化碳，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：红色粉末逐渐变成黑色；CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
20．下图是一氧化碳还原氧化铁的实验装置图，试回答下列问题：
（1）实验开始前要先通入一氧化碳，目的是　 　；
（2）320g氧化铁与一氧化碳反应，固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示；
①氧化铁在　 　℃开始生成四氧化三铁。
②根据总反应方程式∶3CO+Fe2O32Fe+3CO2，求出图中x的值　 　（写出计算过程）。
（3）理论上相等质量的下列物质能得到铁质量最多的是　　　　（填标号）。
A．Fe3O4 B．Fe2O3 C．FeCO3 D．FeO
【答案】（1）排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸
（2）450；解：设最后生成铁的质量为x x=224g答： 最后生成铁，即x的值为224
（3）D
【解析】【解答】（1）一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故实验开始前要先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，防止发生爆炸。
（2）①由图可知，氧化铁在450℃时开始分解生成四氧化三铁。
② 解：设最后生成铁的质量为x
x=224g
答： 最后生成铁，即x的值为224 。
（3）理论上相等质量的下列物质中，铁元素的质量分数越大，能得到铁的质量最多。
A、四氧化三铁中铁元素的质量分数为：；
B、氧化铁中铁元素的质量分数为：；
C、FeCO3中铁元素的质量分数为：；
D、FeO中铁元素的质量分数为：。
故答案为：D.
【分析】（1）根据一氧化碳还原氧化铁实验前先通气的目的是排出装置中的空气，防止加热时产生爆炸事件来解答；
（2）根据氧化铁和一氧化碳反应的图示分析，氧化铁在4500C时开始生成四氧化三铁，一氧化碳和氧化铁反应的方程式中的已知铁的质量和式量来计算氧化铁的质量来解答；
（3）根据铁的化合物中铁元素的质量来解答。
（1）一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故实验开始前要先通入一氧化碳，将装置内空气排尽，防止发生爆炸；
（2）①由图可知，氧化铁在450℃时开始分解生成四氧化三铁；
②见答案。
（3）理论上相等质量的下列物质中，铁元素的质量分数越大，能得到铁的质量最多。
A、四氧化三铁中铁元素的质量分数为：；
B、氧化铁中铁元素的质量分数为：；
C、FeCO3中铁元素的质量分数为：；
D、FeO中铁元素的质量分数为：。
故选D。
21．工业上用高炉炼铁产生的副产品有炉渣、炉尘和煤气，煤气中CO含量可达30%。为了减少炼铁中CO、的排放，设计了如图回收利用方案。
（1）下列有关高炉炼铁的说法不合理的是 （不定项选择，填字母序号）。
A．从高炉中得到的是纯铁
B．将铁矿石粉碎的目的是增大反应物接触面积
C．高炉炼铁中，加入焦炭只能起到提供热量的作用
D．加入石灰石的作用是除去铁矿石中的杂质
（2）反应3是高炉炼铁的主要反应原理，请写出该反应的化学方程式　 　。
（3）该方案的优点是除了可以除去尾气中的，还可实现　 　的循环利用。
【答案】（1）A；C
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（3）CaCO3、CO
三、实验探究题
22．铁是使用最广泛的金属，同学们对生活中的铁制品展开了项目化学习的探究。
任务一：寻找生活中废旧铁制品的一些处理方法。
（1）除锈翻新：除铁锈常用加入稀盐酸的方法，但是如果稀盐酸过量还会腐蚀金属铁，在生锈的铁钉中加入过量的稀盐酸，在该过程中涉及的置换反应的化学方程式　 　。
（2）任务二：实验探究铁生锈的条件及影响因素
实验1：如图1所示进行实验1，一段时间后C中铁钉生锈，AB中铁钉无明显变化。
实验2：为进一步探究影响铁生锈速率的因素，小组同学设计如图2所示实验2，利用传感器监测该过程中氧气浓度的变化来判断铁生锈的情况。实验记录如表：
序号 其他试剂 初始时氧气浓度/% 200s时氧气浓度/%
水/滴 食盐质量/g 稀醋酸/滴
① 0 0 0 20.8 20.8
② 10 0 0 20.8 15.2
③ 10 0 5 20.8 12.7
④ 10 1.0 0 20.8 8.0
由实验1中B试管中的水是经过煮沸后迅速冷却，这样处理的目的是　 　。
（3）由实验2得出“食盐能加速铁生锈”的结论，依据的实验是　 　（填序号）。
（4）由实验2中的①中200s时氧气浓度没有发生变化的原因是　 　。
（5）实验2中，设计②③的目的是　 　。
（6）任务三：了解防止铁生锈的方法
同学们通过实际观察、查阅资料，了解了自行车常用的防锈方法。请选择你知道的自行车某一构件（支架、链条、轮圈、车把等），说明其防锈方法：　 　。
【答案】（1）
（2）除去水中溶解的氧气
（3）②④
（4）①中铁与水隔绝，不能生锈
（5）探究稀醋酸能否加速铁生锈
（6）自行车的支架采用的是刷漆的方法
【解析】【解答】（1）除铁锈常用加入稀盐酸的方法，但是如果稀盐酸过量还会腐蚀金属铁，在生锈的铁钉中加入过量的稀盐酸，铁与盐酸会反应生成氯化亚铁和氢气，反应属于置换反应，该反应的化学方程式为 。
（2）由实验1中B试管中的水是经过煮沸后迅速冷却，这样处理的目的是除去水中溶解的氧气，氧气的溶解度随温度升高而降低。
（3） 由实验2表格的数据，得出“食盐能加速铁生锈”的结论，需要找出变量是是否加入食盐，其它条件相同的选项，所以依据的实验是②④。
（4）由实验2中的①中200s时氧气浓度没有发生变化的原因是①中铁与水隔绝，没有达到铁生锈的条件，不能生锈。
（5）实验2中，②③中变量是是否含有稀醋酸，其它条件相同，则200s后氧气浓度不同，所以设计②③的目的是探究稀醋酸能否加速铁生锈。
（6）同学们通过实际观察、查阅资料，了解了自行车常用的防锈方法。比如支架的防锈方法：自行车的支架采用的是刷漆的方法，从而隔离空气、水，达到防锈的目的。
【分析】（1）铁与盐酸会反应生成氯化亚铁和氢气
（2）水煮沸后含有的氧气会逸出。
（3）根据控制变量法，变量是一种，其它变量相同，进行分析。
（4）根据铁生锈的条件分析。
（5）根据控制变量法，变量是一种，其它变量相同，进行分析。
（6）根据铁生锈的条件分析。
23．某化学兴趣小组以“铁的锈蚀”为主题，开展项目式探究。
（1）探究铁锈蚀的条件
小组同学设计了三组实验如图所示。
i．对照实验A和　 　（填“B”或“C”），探究氧气对铁锈蚀的影响。
ii．一周后，观察到试管A中铁钉生锈，试管B和C中的铁钉没有生锈，由此可得出铁生锈的条件是　 　。
（2）探究除锈的方法
小组同学为除去铁钉表面的铁锈（主要成分是），将生锈铁钉放入稀盐酸中浸泡。
i．开始时，观察到铁锈逐渐溶解，溶液变为黄色。该反应生成氯化铁和水，化学方程式为　 　。
ii．当铁锈除去后，继续浸泡在稀盐酸中，观察到　 　（填实验现象）。
（3）应用铁锈蚀的原理
生活中利用铁锈蚀放热原理，制作暖宝宝，查阅资料可知，暖宝宝主要成分是铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石等细粉末和水组成的混合物。
【提出问题】暖宝宝为什么会快速发热呢？
【设计实验】小组同学利用温度传感器测定不同原料对反应（铁粉生锈）发热效果的影响，测定了3分钟内的温度变化，数据如下：
原料 实验 铁粉（g） 水（mL） 活性炭（g） 氯化钠（g） 温度变化
1 5 2 0 0 0℃
2 5 2 2 0 7.6℃
3 5 a 0 1 3.1℃
4 5 2 2 1 19.8℃
i．对比实验1和2，可以得出的结论是：在其他条件相同时，　 　。
ii．对比实验1和3是为了探究　 　（填化学式）对反应的影响，则表中a的数值为　 　。
iii．结合上表数据及铁锈蚀的原理，解释暖宝宝能快速发热的原因是：　 　。
教师指导：暖宝宝中添加的蛭石是一种保温、保湿材料，能有效延长发热时间、提高发热效果。
【答案】（1）B；氧气和水
（2）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；有气泡产生
（3）活性炭能促进铁的锈蚀（或加快铁的生锈速率）；NaCl；2；活性炭和氯化钠共同作用更有利于铁生锈，从而产生更多的热，温度显著升高
24．某化学学习小组的同学以“保护金属资源的有效途径”为主题开展以下学习活动。
Ⅰ.寻找金属的代用品。
（1）目前已经广泛使用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车零部件等。塑料属于 （填字母）。
A. 金属材料 B. 无机非金属材料 C. 合成材料 D. 复合材料
Ⅱ.有计划、合理地开采金属矿物。
（2）在高炉内，把赤铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是________（用化学方程式表示）。
Ⅲ.防止金属腐蚀。
【进行预测】铜制品在空气中会发生锈蚀。已知铜锈主要成分的化学式为，根据质量守恒定律，预测铜生锈需要氧气、二氧化碳、水。
【文献验证】经查阅资料可知，铜生锈的主要条件是铜与氧气、二氧化碳、水直接接触，且氧气、二氧化碳、水缺一不可。
【实验验证】
（3）该小组同学设计实验来验证铜生锈的条件，要想达到实验目的，以下7个实验中（试管内的“”为铜片），必须完成的是________（填字母）。
实验进行一段时间后，证明铜生锈需要氧气的现象应该是________。
Ⅳ.回收利用废旧金属。
回收利用铝质饮料罐与制造新的铝质饮料罐相比，既能节约金属资源，又能节约能源。该小组同学对某种铝质易拉罐中铝的含量进行了以下探究。
【查阅资料】
①铝质易拉罐的主要成分是铝，还含有少量镁、铁、铜等其他金属。
②铝能与氢氧化钠溶液发生反应：；镁、铁、铜不能与氢氧化钠溶液发生反应。
【设计实验】实验装置如图所示，量气管D是带有刻度的仪器，其高度可以上下调节。实验步骤如下：
（4）①C、D中预先装有一定量水，上下移动量气管D，________，证明装置的气密性良好。
②装入试剂，调节量气管D的高度使C、D中液面相平，读取D中液面所在的刻度数据。
③由A向B中逐滴加入氢氧化钠溶液，至B中不再产生气体为止。
④恢复至室温后，调节量气管D的高度使C、D中液面相平，读取D中液面所在的刻度数据。
【数据分析】
（5）两次读数的差值对应的是该实验条件下生成氢气的体积。要想计算铝质易拉罐碎屑中铝的质量分数，还需要知道的数据是________。
【反思评价】
（6）上述实验中，若没有使用导管a将A与B连接起来，测得的氢气的体积会________（填“偏大”或“偏小”），请说明理由：________；若用稀硫酸代替氢氧化钠溶液进行上述实验，测得的氢气的体积会________（填“偏大”或“偏小”），请说明理由：________。
【答案】(1) C
(2)
(3) DEFG G中铜片生锈，F中铜片不生锈
(4) C、D两端形成稳定液面差
(5) 氢气的密度
(6) 偏大 加入的氢氧化钠溶液会占据一部分体积 偏大 铝质易拉罐中的镁、铁能与稀硫酸反应产生氢气
【解析】【解答】（1）塑料属于合成材料，故A、B、D不符合题意，C符合题意；
故答案为：D；
（2）在高炉内，把赤铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是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；
故答案为：；
（3）已知铜生锈的主要条件是铜与氧气、二氧化碳、水直接接触，且氧气、二氧化碳、水缺一不可，该小组同学设计实验来验证铜生锈的条件，要想达到实验目的，则需要通过对比实验控制氧气、二氧化碳、水中任一变量不同，另外两个变量相同，由图可知，对比试管D、G中变量为水，对比试管E、G中变量为二氧化碳，对比试管F、G中变量为氧气，故必须完成的是实验是DEFG；
证明铜生锈需要氧气，则变量为氧气，其他条件相同，应对比试管F、G，F中铜片与二氧化碳和水接触，不生锈；G中铜片同时与氧气、二氧化碳和水接触，生锈，对比说明铜生锈需要氧气，故实验进行一段时间后，证明铜生锈需要氧气的现象应该是G中铜片生锈，F中铜片不生锈；
故答案为： DEFG ； G中铜片生锈，F中铜片不生锈；
（4）C、D中预先装有一定量水，上下移动量气管D，C、D两端形成稳定液面差，证明装置的气密性良好；
故答案为： C、D两端形成稳定液面差 ；
（5）两次读数的差值对应的是该实验条件下生成氢气的体积，要想计算铝质易拉罐碎屑中铝的质量分数，还需要知道的数据是氢气的密度，根据计算出生成氢气的质量，再根据化学方程式计算铝质易拉罐碎屑中铝的质量，进一步计算出铝质易拉罐碎屑中铝的质量分数；
故答案为： 氢气的密度 ；
(6)上述实验中，若没有使用导管a将A与B连接起来，测得的氢气的体积会偏大，是因为加入的氢氧化钠溶液会占据一部分体积；
若用稀硫酸代替氢氧化钠溶液进行上述实验，测得的氢气的体积会偏大，是因为铝质易拉罐中的镁、铁能与稀硫酸反应产生氢气。
故答案为： 偏大； 加入的氢氧化钠溶液会占据一部分体积； 偏大 ；铝质易拉罐中的镁、铁能与稀硫酸反应产生氢气。
【分析】（1）根据塑料属于有机合成材料进行分析解答；
（2）根据一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳的化学方程式的书写进行分析解答；
（3）根据铜生锈的主要条件是铜与氧气、二氧化碳、水直接接触，且氧气、二氧化碳、水缺一不可，要设计实验验证铜生锈的条件，需要通过对比实验控制氧气、二氧化碳、水中任一变量不同，另外两个变量相同；要证明铜生锈需要氧气，则变量为氧气，其他条件相同，应对比试管F、G，看到的现象是F中铜片不生锈；G中铜片生锈进行分析解答；
（4） 根据C、D中预先装有一定量水，上下移动量气管D，C、D两端形成稳定液面差证明装置气密性良好进行分析解答；
（5）根据两次读数的差值对应的是该实验条件下生成氢气的体积，氢气，再把氢气质量代入铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气的化学方程式中，求出铝的质量，最后用铝的质量除以易拉罐碎屑的质量乘以百分之百即可求出铝的质量分数，所以需要知道的是氢气的密度进行分析解答；
（6）根据没有使用导管a将A与B连接起来，加入的氢氧化钠溶液会占据一部分体积，测得的氢气的体积会偏大；若用稀硫酸代替氢氧化钠溶液进行实验，铝质易拉罐中的镁、铁能与稀硫酸反应产生氢气，使测得的氢气的体积会偏大进行分析解答。

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