资源简介

(共20张PPT)
金属世界探险之旅
开启你的金属探险之旅！
READY TO EXPLORE
探险规则说明
你将化身一名金属探险家，通过一系列有趣的挑战，深入了解金属与合金的奥秘。
01 仔细阅读
每一关都有明确的目标和题目，请仔细阅读题目要求。
02 选择答案
对于选择题，请点击你认为正确的选项进行作答。
03 填写答案
对于填空题，请在下方的输入框中准确填写你的答案。
04 提交验证
完成作答后点击“提交”，系统会立即反馈你的成绩。
05 开启新关
顺利通过当前关卡后，即可解锁下一关的探险挑战。
准备好了吗？
LET'S GO!
第 1 关
慧眼识金
METAL DETECTION CHALLENGE
START CHALLENGE
第1关：慧眼识金
【单选题】陕西历史博物馆馆藏文物171万件，被誉为“华夏宝库”。下列藏品主要由金属材料制成的是？
选项 A
唐玛瑙长杯
材质：玛瑙（矿物/硅酸盐材料）
选项 B
青瓷提梁倒灌壶
材质：陶瓷（无机非金属材料）
选项 C
唐鸳鸯莲瓣纹金碗
材质：金（贵金属/金属材料）
选项 D
清雕漆人物纹瓶
材质：漆器（天然树脂/有机材料）
第1关：慧眼识金
题目 02
【填空题】合金硬度的奥秘
黄铜是铜和锌的合金，具有优良的耐磨、耐腐蚀性能。根据合金的物理特性规律，请判断：黄铜的硬度比组成它的纯铜要_______（只需填“大”或“小”）。
请输入你的判断结果
在此处输入答案：大 / 小
提交答案
点击上方按钮查看解析
提示：合金的性能通常优于其组成的纯金属，硬度一般更大。
第 2 关
性质大比拼
LEVEL 02
READY TO CHALLENGE
第2关：性质大比拼
【单选题】下列物质的性质与用途对应关系中，错误的是哪一项？
A
石墨 (Graphite)
性质：黑色、质软、滑腻感
用途：制作铅笔芯
B
伍德合金 (Wood's alloy)
性质：熔点低 (约70℃)
用途：制作电路保险丝
C
金刚石 (Diamond)
性质：天然存在最硬的物质
用途：制作玻璃刻刀、钻头
D
二氧化碳 (CO )
性质：能溶于水
用途：制作灭火剂
提交答案
第2关：性质大比拼
题目2：【填空题】
金可以被加工成非常薄的金箔，厚度仅为0.1微米左右。这一独特的现象说明金具有良好的 ________ 性。
请输入你的答案
在此处输入答案... (例如：延展)
输入答案后点击下方按钮进行验证，系统将给出正确或错误的反馈提示。
提交答案
第 3 关
实验大挑战
EXPERIMENT CHALLENGE
第3关：实验大挑战
题目1：【单选题】下列实验设计中，不能达到预期实验目的的是哪一个？
选项 A
对比两支试管中铁钉的生锈情况，探究铁生锈的条件。该设计缺少单一变量，无法单独验证水的作用。
选项 B
利用黄铜片在纯铜片表面刻画，观察划痕情况。该实验可以直观地比较出合金（黄铜）与纯金属（铜）的硬度差异。
选项 C
点燃气体并在火焰上方罩干冷烧杯。氢气燃烧生成水会出现水雾，一氧化碳燃烧生成二氧化碳无水雾，可有效鉴别。
选项 D
对比干燥与湿润石蕊试纸的变色情况。干燥试纸不变色，湿润试纸变红，证明二氧化碳需与水反应生成酸性物质。
提交答案
第3关：实验大挑战
题目2：【填空题】
将铜丝浸入硝酸银溶液中，观察到的现象是铜丝表面覆盖一层_______色物质，溶液由无色变为_______色。
请填写观察到的实验现象
铜丝表面覆盖一层
_______ 色物质
请输入
溶液由无色变为
_______ 色
请输入
提交答案
LEVEL 04
冶炼之谜
SMELTING MYSTERY
UNLOCK THE SECRET OF METALLURGY
第4关：冶炼之谜
【单选题】 核心原理考察
在高炉炼铁的工业生产过程中，作为还原剂的一氧化碳还原氧化铁的化学方程式是？
A
Fe O + 3CO→2Fe + 3CO
B
Fe O + 3C→2Fe + 3CO↑
C
Fe O + 3H →2Fe + 3H O
提交答案 (点击选项后提交)
图示：高炉炼铁的核心反应区域
高温下一氧化碳还原氧化铁
第4关：冶炼之谜
题目 02
赤铁矿冶炼生铁计算
某炼铁厂消耗含氧化铁(Fe O ) 320t 的赤铁矿，理论上可生产含铁 98% 的生铁约为多少吨？
（注意：计算结果请保留一位小数）
运用化学方程式进行
质量守恒定律计算
输入你的计算结果
例如：228.6 (单位：吨)
提交答案
参考答案：228.6t
解析：320t氧化铁含铁 320×(112/160)=224t，生铁质量=224÷98%≈228.6t。
第 5 关
守护与鉴别
GUARDIANSHIP & IDENTIFICATION
METAL ADVENTURE CHALLENGE
第5关：守护与鉴别
【单选题】为了防止家里的铁锅生锈，结合铁生锈的化学原理，以下给出的方法中，哪一种是不可行的？
选项 A
使用后及时将铁锅洗净，并彻底擦干水分，保持干燥环境。
选项 B
在铁锅表面均匀涂上一层食用油，隔绝空气和水分的接触。
选项 C
将铁锅长时间浸泡在水中，既不清洗也不擦干，保持湿润状态。
选项 D
将铁锅的材质升级，制成不锈钢合金，从根本上改变其化学性质。
提交答案
第5关：守护与鉴别
题目2：【填空题】
要鉴别氮气和二氧化碳两种无色气体，可将两种气体分别通入_______中，能使该溶液变浑浊的是二氧化碳。
请输入你的答案
在这里输入答案... (例如：澄清石灰水)
提交答案
回答正确！利用澄清石灰水变浑浊是鉴别二氧化碳的经典方法。
第 6 关
终极计算
FINAL CALCULATION
—— 开启最后的挑战 ——
第6关：终极计算
【化学计算挑战】
工业上可利用铝粉和Fe O 在高温下发生置换反应（铝热反应）制得铁来焊接钢轨。
已知使用了10.8kg的铝粉，请问理论上最多可以制取多少千克的铁？
得出你的答案
请输入计算结果（结果保留一位小数，单位：kg）
在此处输入数值 (例如: 22.4)
提交答案
解题思路：根据 2Al + Fe O → Al O + 2Fe 进行质量比计算。
恭喜你！
你已成为一名合格的金属探险家！
—— 金属世界探险之旅 · 结业纪念 ——8.3合金与金属材料
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．检验、鉴别、除杂是最基本的实验技能。下列实验设计能达到实验目的的是
A．检验甲烷中是否含有氢气：将气体点燃，在火焰上方罩一个干冷的烧杯
B．用二氧化锰区分水和过氧化氢溶液
C．用隔绝空气加热的方法除去氧化铜中混有的少量木炭粉
D．用点燃的方法除去中混有的少量CO
2．下列实验设计不能达到目的的是
A．探究铁生锈的条件 B．比较黄铜与纯铜的硬度
C．鉴别氢气和一氧化碳 D．探究二氧化碳与水是否发生反应
A．A B．B C．C D．D
3．下列物质鉴别的方法错误的是
A．用闻气味区别酒精和水 B．用燃着的木条区分氮气和二氧化碳
C．用颜色区别铜片和铝片 D．用味道区别食盐和蔗糖
4．下列基于实验事实的推理，正确的是
A．往紫色石蕊溶液中通入二氧化碳气体，溶液变红，可推测二氧化碳显酸性
B．往溶液中加入少量CuO，迅速产生气泡，可验证CuO是催化剂
C．将带火星的木条伸入盛有的集气瓶中，木条复燃，可推测具有助燃性
D．用黄铜片刻划纯铜片，纯铜片上有划痕，可推测纯铜的硬度大于黄铜
5．下列物质的性质和用途对应错误的是
A．石墨黑色、质软——制作铅笔芯 B．伍德合金熔点低——制作电路保险丝
C．金刚石硬度大——制作玻璃刻刀 D．能溶于水——制作灭火剂
6．陕西历史博物馆馆藏文物171万件，被誉为“华夏宝库”。下列藏品主要由金属材料制成的
A．唐玛瑙长杯 B．青瓷提梁倒灌壶
C．唐鸳鸯莲瓣纹金碗 D．清雕漆人物纹瓶
7．研发稀土分离技术，打破发达国家在稀土市场上垄断地位的中国化学家是
A．闵恩泽 B．拉瓦锡 C．张青莲 D．徐光宪
8．资源是宝贵的财富，下列有关资源的说法不正确的是
A．地球上可利用的淡水资源不足全球水储量的1%
B．宝贵的金属资源主要分布在地壳和海洋中
C．综合利用化石燃料是解决能源短缺问题的唯一途径
D．大气资源中含量最多的物质是氮气
9．学会用化学思维去认识和理解世界。下列对生活中的问题解释不合理的是
A．墙内开花墙外香：分子在不断运动 B．不锈钢抗锈蚀：铬、镍等合金元素协同作用
C．铝制品耐腐蚀：铝的化学性质稳定 D．真空包装食品：防止空气进入使食品变质
10．化学是一门以实验为基础的科学。下列实验现象正确的是
A．铜和硝酸银反应，溶液由无色变为蓝色
B．红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷
C．黄铜和纯铜相互刻画，黄铜表面留有更深的划痕
D．铁丝伸入氧气瓶中，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
二、填空题
11．金属及其化合物具有广泛的用途。
(1)南京金箔锻制技艺是国家级非物质文化遗产，金可以加工成金箔，说明金具有良好的_____性。
金属 熔点/°C
铅（Pb） 327.50
银（Ag） 960.15
(2)《天工开物》中有关于炼银的记载“以铅力熔化……向诸郡购铅佐炼”，炼银场景和铅、银的熔点如上表所示。从合金性质角度分析，炼银时加铅可助熔的原因是____________。
(3)若将一定量的铝粉加入溶液中，充分反应后，过滤，得到滤渣和蓝色滤液。则滤液中含有的物质是_____（填化学式，水除外）。
(4)钢铁工业加速绿色转型，由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师开发了氢基竖炉炼铁新工艺，其流程如下。用化学方程式表示还原反应室内炼铁的原理（任写一个）：_____________。冶炼出的铁水属于_____（填“纯净物”或“混合物”）。
(5)上图中合成气由甲烷和水反应制得，也可由焦炭制得：。消耗相同质量的水时，理论上前者与后者制得的质量比为_____。
12．某小组设计了如图所示的炼铁新方案(反应条件已略去)。A~H是初中化学常见物质，其中A是最常用的溶剂，H是铁，F是红色粉末；反应①中用到的电为“绿电”，获得“绿电”的过程中不排放CO2.(已知氢气具有还原性，一定条件下可夺去含氧化合物中的氧而生成水)。请回答下列问题：
(1)下列可作为“绿电”来源的是___________(填字母代号)。
A．天然气 B．太阳能 C．氢能 D．风能
(2)写出D所代表物质的化学式___________。
(3)写出反应③的化学方程式___________，反应④所属的基本反应类型是___________。
(4)冶炼得到相同质量的铁，使用该新方案比普通工业炼铁生成CO2的质量少，其原因除使用了“绿电”外，还有___________。
13．江西省首家央企总部中国稀土集团落户赣州市，确保稀土资源的战略性地位。稀土铈（Ce）的生产主要流程如下图：
已知：独居石是提炼稀土铈（Ce）的重要矿石来源，主要成分有CePO4，金属铈在空气中易被氧化变暗，且受热易燃烧，遇水很快反应。
(1)稀土元素属于__________（填“可再生”或“不可再生”）资源。
(2)“粉碎”粉碎独居石的目的是__________。
(3)CePO4中磷元素的化合价为+5，则铈元素的化合价为__________。
(4)金属铈遇水快速反应，生成氢氧化铈Ce(OH)3和氢气，该反应的化学方程式为__________。
(5)金属铈表面逐渐变暗的原因是__________。
14．请阅读短文，然后回答有关问题。
沙漠崛起“光伏长城”
大西北是我国太阳能最富集的区域之一，是西电东送的源头。在中国第七大沙漠库布其沙漠腹地，一排排望不到边的深蓝色光伏板在冬日阳光照射下熠熠生辉。
作为中国首批千万千瓦级大型风光基地项目之一，库布其沙漠鄂尔多斯中北部新能源基地项目全部建成后，每年可向京津冀地区送电约400亿千瓦时，其中清洁能源占比50%以上，相当于节约标准煤约600万吨，减排二氧化碳约1500万吨。
在建设光伏电站的过程中，我国注重对原有环境的保护。一块块光伏板下，光伏支架不是常规混凝土预制桩，而是直径更小、高度更低的钢材料。
原来的库布其沙漠风沙弥漫，几乎没有生命迹象，曾有“死亡之海”之称。现在，随着大量光伏电池板的铺设，这里的沙丘变成了光伏发电的潜力之海。
(1)每吨标准煤燃烧时排放二氧化碳约______吨，产生的原因是______（用化学方程式解释）。
(2)文中的新能源基地建成后，利用的新能源是______（填一种）。光伏电站在工作时，能量转化形式为______。
(3)制作光伏支架的新材料主要成分是______；为防止此材料锈蚀，可进行的操作是______。
15．下列物质的鉴别、除杂方法正确的是______。
选项 实验目的 实验方法
A 除去氧气中混有的氢气 点燃
B 除去锰酸钾中的高锰酸钾 加热至完全反应
C 鉴别铁粉和木炭粉 用磁铁吸引
D 鉴别氮气和二氧化碳 ______
三、实验题
16．《天工开物》中有我国古代炼铁的记载，如图是模拟工业炼铁的微型实验装置。
(1)工业炼铁时，将赤铁矿粉碎后投入炼铁炉，将赤铁矿粉碎的目的是_____。
(2)A装置中发生的化学反应方程式为_____，此反应中化合价发生变化的元素有_____（填元素符号）。B中的化学反应方程式为是_____（写1个）。
(3)基于环境和安全方面的考虑，此微型实验装置的不足之处是_____。
四、综合应用题
17．中国的冶金历史可以追溯到古代，经历了漫长的发展历程。
(1)炼铁的技术臻于成熟，现代用高炉设备炼铁。
i.在生铁冶炼过程中，铁熔合碳后，熔点_______（填“升高”或“降低”）。
ii.高炉炼铁的原理是利用一氧化碳在高温下与铁矿石反应。某炼铁厂消耗含氧化铁320t的赤铁矿，理论上可生产含铁98%的生铁_______t（写出计算过程，结果保留一位小数）。
(2)晋代炼丹家葛洪所著《抱朴子内篇·黄白》中记载：“以曾青涂铁，铁赤色如铜。”“曾青"指硫酸铜。
i.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，是因为铁的金属活动性比铜的_______（填“强”或“弱”）。
ii.从反应后的溶液中回收FeSO4。在N2气氛中，从溶液中得到结晶（FeSO4·7H2O，相对分子质量为278）并烘干，FeSO4·7H2O热脱水分解过程中测量的数据如图所示，可知n=_______。
18．根据如图实验装置回答下列问题：
(1)写出有标号的仪器名称：①_______；②_______。
(2)实验室制取和均可使用的发生与收集装置是_______（填字母），制取时，发生反应的化学方程式为_______。
(3)用装置A、D制备并收集，实验完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，目的是_______。
(4)若用装置F、G组合收集并测量氧气的体积，应将导管_______（填“c”或“d”）与e相连。若量筒读数时俯视读数，则测量的氧气体积_______（填“大于”、“小于”或“等于”）实际收集的氧气体积。
(5)高铁的快速发展方便了人们的出行。工业上可利用铝粉和Fe2O3在高温下发生置换反应制得铁来焊接钢轨。用10.8kg铝粉可制取铁的质量是多少？
19．铁及其化合物在生活生产中应用非常广泛。
(一)铁及其化合物的有关知识
(1)人类使用金属先后经历了“青铜”“铁器”时代，直到近代才开始大量使用铝材料。这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是___________。
(2)我国在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，用化学方程式表示其原理___________。
(3)用铁锅加热食物，说明铁具有___________性。
(4)钢铁露置在空气中易生锈，请提出防止其生锈的一种措施___________。
(5)、都能在双氢水分解中起催化作用，如图探究催化剂效果的对比实验中需作的改进为___________(滴入溶液浓度相同)。
(二)红褐色固体的热重分析
甲同学蒸发氢化铁溶液获得了红褐色固体，经查阅资料获知，该固体是氢氧化铁和碱式氯化铁晶体【】的混合物。
兴趣小组称取红褐色固体7.18g，在科研人员的指导下用下图装置进行热分解实验。
【资料】①碱式氯化铁晶体在50℃时开始分解，在200℃完全分解为、、HCl。
②在500℃时，分解为。
③无水氯化钙为干燥剂，不吸收HCl气体。
(6)装配好实验装置后，先要___________。
(7)加热前后及过程中均通入，加热后通的目的是___________。
控制不同的温度对装置A中固体加热，测得装置B、C中的质地变化如下表，测得装置A中剩余固体质量随温度的变化如图所示。
温度℃ 室温 220 520
B装置/g 200.00 201.98 m
C装置/g 200.00 201.46 201.46
(8)m=___________。
(9)中x=___________。
《8.3合金与金属材料》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A B C D C D C C A
1．B
【详解】A、甲烷燃烧会生成水，氢气燃烧也会生成水。将气体点燃，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，若观察到烧杯内壁有水雾，只能说明该气体燃烧生成了水，但不能确定是甲烷中含有氢气，因为甲烷本身燃烧就会产生水，所以该实验设计不能达到检验甲烷中是否含有氢气的目的，不符合题意。
B、过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下会迅速分解产生氧气，有气泡产生；而水与二氧化锰不反应，无明显现象。所以可以用二氧化锰区分水和过氧化氢溶液，该实验设计能达到目的，符合题意。
C、隔绝空气加热时，木炭粉会与氧化铜发生反应生成铜和二氧化碳，这样不仅除去了木炭粉，还将氧化铜转化为铜，不符合除杂原则（不引入新杂质，不减少被提纯物质），所以该实验设计不能达到除杂目的，不符合题意。
D、二氧化碳不支持燃烧，CO2中混有的少量CO不能被点燃，无法通过点燃的方法除去CO，所以该实验设计不能达到除杂目的，不符合题意。
故选B。
2．A
【详解】A、右边试管中铁钉只与氧气（或空气）接触，不生锈，左边试管中铁钉只与水接触，也不能生锈，无法得出铁生锈需要与水接触，故A不能达到实验目的；
B、黄铜是铜的合金，黄铜片和纯铜片相互刻划时，黄铜片能在铜片上刻划出痕迹，证明黄铜的硬度比纯铜大，故B能达到实验目的；
C、氢气燃烧生成水，烧杯内壁有水雾产生，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，烧杯壁无明显现象，可以鉴别，故C能达到实验目的；
D、探究二氧化碳与水是否发生反应，变量是水，其他量相同，干燥的紫色石蕊试纸不变色，湿润的紫色石蕊试纸变红，可探究二氧化碳与水能发生反应，故D能达到实验目的；
故选A。
3．B
【详解】A、酒精具有酒的芳香气味，水没有气味，用闻气味可以区别酒精和蒸馏水，鉴别的方法正确；
B、氮气和二氧化碳都不具有助燃性，燃着的木条都会熄灭，现象相同，不能鉴别，鉴别的方法错误；
C、取样品，观察颜色，紫红色的是铜片，银白色的是铝片，现象不同，可以鉴别，鉴别的方法正确；
D、食盐有咸味，蔗糖有甜味，用尝味道的方法可以鉴别（若鉴别实验室中的食盐和蔗糖则不能用尝味道的方法鉴别），鉴别的方法正确。
故选：B。
4．C
【详解】A、二氧化碳与水反应生成碳酸使石蕊变红，而非二氧化碳本身显酸性，故A错误；
B、往溶液中加入少量CuO，迅速产生气泡，只能说明氧化铜能加快过氧化氢的反应速率，要验证其是过氧化氢分解的催化剂还需证明反应前后质量和化学性质不变，故B错误；
C、氧气支持燃烧，具有助燃性，能使带火星木条复燃，故C正确；
D、用黄铜片刻划纯铜片，纯铜片上有划痕，可推测黄铜的硬度大于纯铜，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A、石墨可用作铅笔芯，是由于其呈黑色，质软，选项正确；
B、伍德合金熔点低，电流过大会熔断，因此可以作为保险丝，选项正确；
C、金刚石硬度大，可以作为玻璃刀，裁玻璃，选项正确；
D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧能用于灭火剂，与溶于水无关，选项错误；
故选：D。
6．C
【详解】A、玛瑙的主要成分是二氧化硅，属于无机非金属材料，故说法错误；
B、青瓷提梁倒灌壶属于瓷器，陶瓷的主要成分是硅酸盐，不是金属材料制成，故说法错误；
C、鸳鸯莲瓣纹金碗，主要成分是金，属于金属材料，故说法正确；
D、雕漆人物纹瓶的主要材料是木材，属于天然材料，不是金属材料，故说法错误。
故选C。
7．D
【详解】A、闵恩泽主要贡献在石油化工催化领域，被誉为“中国催化剂之父”，与稀土分离无关，故不符合题意。
B、拉瓦锡是法国化学家，提出了氧化学说，测定空气组成，并非中国化学家，故不符合题意。
C、张青莲是中国化学家，主要贡献是测定相对原子质量，与稀土分离无关，故不符合题意。
D、徐光宪是中国稀土化学之父，研发了稀土分离的串级萃取技术，打破了发达国家在稀土市场的垄断地位，故符合题意。
故选：D。
8．C
【详解】A、地球上可利用的淡水资源不到全球水储量的1%，淡水资源非常稀缺，故A正确；
B、宝贵的金属资源主要分布在地壳和海洋中，比如地壳中有各种金属矿石，海洋中也存在一些金属元素，故B正确；
C、综合利用化石燃料是解决能源短缺问题的重要途径，但不是唯一途径，还可以开发新能源，如太阳能、风能、水能、地热能等，故C错误；
D、大气资源中氮气约占总体积的78%，是含量最多的物质，故D正确；
故选：C。
9．C
【详解】A、墙内开花墙外香，是因为花香中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到花香，故选项说法正确；
B、不锈钢抗锈蚀，是因为铬、镍等合金元素协同作用，故选项说法正确；
C、铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，因此铝的抗腐蚀性强，故选项说法错误；
D、真空包装的目的是除去空气，使食品与氧气隔绝，使大多数微生物因缺少氧气受到抑制，停止繁殖，同时防止食品发生缓慢氧化而变质，故选项说法正确。
故选C。
10．A
【详解】A、铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，可观察到铜表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色变为蓝色，故选项实验现象描述正确；
B、红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，是实验结论，而不是实验现象，故选项实验现象描述错误；
C、合金的硬度比组成的纯金属的硬度大，黄铜和纯铜相互刻画，因此铜表面留有更深的划痕，故选项实验现象描述错误；
D、将铁丝插入氧气中，铁丝不会燃烧，故选项实验现象描述错误。
故选：A。
11．(1)延展
(2)加入铅后，铅和银形成的合金熔点比纯银更低，从而起到“助熔”作用
(3)CuSO4、Al2（SO4）3
(4) / 混合物
(5)3:1
【详解】（1）金可以加工成金箔，说明金具有良好的延展性。
（2）向银中加入铅能形成合金，合金的熔点比组成的纯金属低，则炼银时加铅可助熔。
（3）铝和硫酸铜反应生成铜和硫酸铝，反应后滤液为蓝色，则说明硫酸铜过量，故滤液中含有的物质除水外，有CuSO4、Al2（SO4）3。
（4）还原反应室中，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，且氢气和氧化铁反应生成铁和水，反应的化学方程式为：；
冶炼出的铁水中含有碳等杂质，属于混合物。
（5）甲烷和水反应生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为，该反应中水分子和氢分子个数比为1:3，而中水分子和氢分子的个数比为1:1，故消耗相同质量的水时，理论上前者与后者制得的质量比为3:1。
12．(1)BCD
(2)C
(3) 置换反应
(4)反应④是氢气和氧化铁生成铁和水（合理即可）
【分析】A～H是初中化学常见物质，其中A是常用的溶剂，故A是水，所以B、C是氢气、氧气，F是红色粉末，H是铁，F和C反应生成铁和水，可推出C是氢气，F是氧化铁，B是氧气。E和氧化铁反应生成铁，可推E是一氧化碳，G为二氧化碳，氧气和D反应生成一氧化碳，可推出D为碳。代入验证，推理正确。
【详解】（1）反应①中用到的电为“绿电”，获得“绿电”的过程中不排放CO2，天然气会排放二氧化碳，太阳能、氢能、风能都不会排放CO2，所以可作为“绿电”来源的是BCD。
（2）根据分析，D所代表物质的化学式为C。
（3）根据分析，反应③是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为：；反应④是氢气还原氧化铁生成铁和水，化学方程式为，该反应符合“单质换单质”的特征，属于置换反应。
（4）冶炼得到相同质量的铁，使用该新方案比普通工业炼铁生成CO2的质量少，其原因除使用了“绿电”外，还有反应该方案中部分铁是通过氢气还原氧化铁制得，该反应的产物是水而不是二氧化碳，因此减少了二氧化碳的排放”。
13．(1)不可再生
(2)增大反应物接触面积，加快反应速率
(3)+3/+3价
(4)2Ce+6H2O=2Ce(OH)3+3H2↑
(5)金属铈在空气中易被氧化
【详解】（1）稀土元素属于矿产资源，矿产资源形成周期极长，在人类历史尺度上不可再生，所以稀土元素属于不可再生资源。
（2）在化学反应中，反应物的接触面积越大，反应速率越快，反应越充分。“粉碎”独居石能增大反应物的接触面积，从而加快反应速率，使反应更充分。
（3）在化合物中，各元素正负化合价的代数和为零。在CePO4中，已知磷元素化合价为+5，氧元素化合价为-2，设铈元素化合价为x，则x+（+5）+4×（-2）=0，解得x=+3，所以CePO4中铈元素的化合价为+3价。
（4）金属铈遇水快速反应，生成氢氧化铈Ce(OH)3和氢气，该反应的化学方程式为2Ce+6H2O=2Ce(OH)3+3H2↑。
（5）已知金属铈在空气中易被氧化变暗，所以金属铈表面逐渐变暗的原因是金属铈在空气中被氧化。
14．(1) 2.5
(2) 太阳能 太阳能转化为电能
(3) 钢 刷油漆
【详解】（1）由文中可知，每年送电约400亿千瓦时，其中清洁能源占比50%以上，相当于节约标准煤约600万吨，减排二氧化碳约1500万吨，则每吨标准煤燃烧时排放二氧化碳约1500÷600=2.5吨；
产生二氧化碳的原因是煤的主要成分是碳，碳完全燃烧生成二氧化碳，化学方程式为；
（2）文中新能源基地建成后，利用的新能源是太阳能；
光伏电站在工作时能量转化形式为太阳能转化为电能；
（3）制作光伏支架的新材料主要成分是钢；
钢属于铁合金，铁与氧气和水同时接触易发生锈蚀，隔绝氧气和水，可达到防锈目的，为防止钢材料锈蚀，可进行的操作是喷漆、镀锌等。
15． C 倒入澄清石灰水
【详解】A、氧气中混有氢气，点燃可能发生爆炸，且把原物质除去，不符合除杂原则，故选项不能达到实验目的；
B、高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，能除去杂质，但引入新的杂质二氧化锰，故选项不能达到实验目的；
C、磁铁能够吸引铁粉，不能吸引木炭粉，可以鉴别，故选项能达到实验目的；
D、分别倒入澄清石灰水，能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，不能使澄清石灰水变浑浊的是氮气。
故选C；填：倒入澄清石灰水。
16．(1)增大反应物之间的接触面积，使反应更充分，从而提高反应速率和原料的利用率
(2) C、Fe/Fe、C CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)没有尾气处理装置
【详解】（1）将赤铁矿粉碎后投入炼铁炉，目的是增大反应物之间的接触面积，使反应更充分，从而提高反应速率和原料的利用率；
（2）A 装置中是一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，化学反应方程式为；
在这个反应中，碳元素的化合价由CO中的+2价变为CO2中的+4价；铁元素的化合价由Fe2O3中的+3价变为Fe单质的0价，氧元素在这反应前后显-2价，所以化合价发生变化的元素有C、Fe。
B 中二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学反应方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ；
（3）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境。此微型实验装置没有对尾气进行处理，所以不足之处是没有尾气处理装置。
17．(1) 降低 解：设理论上可生产的铁质量为x
x=224t
则含铁98%的生铁的质量为224t÷98%=228.6t
答：理论上可生产含铁98%的生铁的质量为228.6t。
(2) 强 4
【详解】（1）i.铁熔合碳后变成合金，合金的熔点比组成其成分的纯金属低，故铁熔合碳后，熔点降低。
ii.见答案。
（2）i.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，是因为铁的金属活动性比铜的强。
ii.由上图可知，当FeSO4·7H2O中7个结晶水完全失去时，失重比为45.3%，故设当失重比为19.4%时，失去结晶水的数目为m，，m≈3，则n=7-3=4。
18．(1) 锥形瓶 水槽
(2) BC
(3)防止水槽中的水倒吸入热的试管，使其炸裂（合理即可）
(4) c 大于
(5)设制取铁的质量为x，
x=22.4kg，
答：制取铁的质量为22.4kg。
【详解】（1）据图可知，仪器①的名称是锥形瓶，仪器②的名称是水槽；
（2）实验室利用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，反应物的状态为固体和液体，反应条件不需要加热，发生装置应选B，实验室利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，也选用B作为发生装置；二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，可采用向上排空气法收集，氧气密度比空气大，不易溶于水，可采用向上排空气法或排水法收集，故实验室制取CO2和O2均可使用的发生与收集装置是BC；
过氧化氢在二氧化锰的催化条件下反应生成水和氧气，该反应的化学方程式为：；
（3）用装置A、D制备并收集O2，应等到气泡均匀连续的冒出时开始收集，刚开始冒出的气泡是装置内的空气，不能立即收集；实验完毕后，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，目的是防止水槽中的水倒吸入热的试管，使其炸裂；
（4）若用装置F、G组合收集并测量氧气的体积，为方便将水排出，氧气应从短管进入，即从d口通入，故应将导管c与e相连；
排出水的体积等于收集到氧气的体积，若量筒读数时俯视读数，则导致水的实际体积大于读数，故测量的氧气体积大于实际收集的氧气体积；
（5）见答案。
19．(1)Al、Fe、Cu
(2)
(3)导热
(4)刷油漆等（合理即可）
(5)将硫酸铜溶液更换为氯化铜溶液或将氯化铁溶液更换为硫酸铁溶液（合理即可）。
(6)检查装置的气密性
(7)使生成的气体完全被吸收，以免导致实验误差
(8)202.52
(9)10
【详解】（1）越不活泼的金属越容易被使用；人类使用金属先后经历了“青铜”“铁器”时代，直到近代才开始大量使用铝材料，这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到别的顺序是Al、Fe、Cu；
（2）“曾青得铁则化为铜”是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为；
（3）用铁锅加热食物，说明铁具有良好导热性；
（4）铁生锈是铁与空气中氧气和水共同作用的结果；钢铁露置在空气中易生锈，刷油漆等可隔绝氧气和水，达到防锈目的；
（5）Fe3+、Cu2+都能在双氢水分解中起催化作用，探究催化剂效果，则控制的变量为金属离子，其它因素应该都完全相同，实验中酸根离子不同，不能达到实验目的，故对比实验中需作的改进为将硫酸铜溶液更换为氯化铜溶液或将硫酸铁溶液更换为硫酸铁溶液（滴入溶液浓度相同）（合理即可）；
（6）该实验中有气体生成，装配好实验装置后，先要检查气密性，防止装置漏气，影响实验结果；
（7）加热后通N2的目的是使生成的气体完全被吸收，以免导致实验误差；
（8）根据资料无水氯化钙为干燥剂，不吸收HCl气体，则B装置中无水氯化钙可吸收水，增加质量就是吸收水的质量，220℃时，吸收水的质量为201.98g-200.00g=1.98g；
C装置中碱石灰能吸收生成的氯化氢气体，增加质量就是吸收氯化氢气体的质量，220℃时，吸收氯化氢的质量为201.46g-200.00g=1.46g；
设碱式氯化铁晶体分解生成氧化铁质量为y，
解得y=1.6g；
解得x=10；
由曲线可知，最终生成氧化铁质量为3.2g，则氢氧化铁生成氧化铁质量为3.2g-1.6g=1.6g，
设氢氧化铁生成水质量为z，
解得z=0.54g；
故520℃时，B装置的质量m=201.98g+0.54g=202.52g；
（9）由（8）计算可知，x=10。

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