初中科学浙教版九年级上册第2节 金属的化学性质第3课时综合训练题

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精选练习
一、夯实基础
1.[2018九上·温州期中]小明用如图实验探究铁钉生锈条件，下列关于该探究实验的说法正确的是( )

A.比较①②实验，自变量是水 B.比较②③实验，水是无关变量
C.该实验的因变量是铁钉的生锈情况 D.该实验能证明生锈与金属内部结构有关
【答案】C
【解析】A、①铁钉不接触氧气只接触水，②铁钉接触氧气和水， 比较①②实验，自变量是氧气，不符合题意；
B、②铁钉接触氧气和水，生锈，③只接触氧气不接触水，不生锈，比较②③实验，得出铁生锈与水有关，不符合题意；
C、该实验探究铁生锈的影响因素，所以因变量是铁钉的生锈情况，符合题意；
D、该实验能证明生锈与水和氧气有关，不符合题意；
2. 为了防止家中的菜刀生锈，某同学设计了以下几种方案：①每天用机油擦拭一遍②用完后保存在水中③擦干后用植物油涂抹④用干布把它擦干⑤用食醋涂抹⑥用酱油涂抹⑦用清水洗干净后迅速放进塑料袋中，并包裹好。选出你认为合理可行的方案()
A.①②③④⑥⑦ B.②③④ C.③④ D.⑤⑥⑦
【答案】C
【解析】铁生锈的条件是铁与水和氧气直接接触，考虑防锈问题，除了考虑这两个条件外，还要考虑生活实际问题，机油擦过的菜刀用，而水在酸碱盐的溶液中更易生锈。
3.[2019九上·杭州月考]如图为某化学兴趣小组同学设计的观察铁制品锈蚀的实验装置，下列叙述正确的是（ ）

①一段时间后,铁丝会由下至上出现锈蚀现象
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，因为铁生锈要消耗氧气。
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
【答案】B
【解析】氧气和水与铁接触越是充分，那么铁生锈就会更加严重。
①一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重，但是水上、水下部分生锈不明显，①不符合题意。
②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重，而水上、水下部分生锈不明显，②符合题意。
③铁生锈会吸收空气中的氧气，因此塑料瓶一段时间后塑料瓶子会变瘪，③不符合题意。
④一段时间后，塑料瓶会变瘪，这充分说明了铁生锈与空气有关，消耗了氧气，④符合题意。
故答案为：B
4.[2018九上·秀洲月考]“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法，分析下图铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是( )
A.对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加 B.对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C.对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加 D.对比①②③可以说明铁生锈必须水和氧气同时参加
【答案】B
【解析】铁钉生锈需要接触氧气和水，分析两个实验中哪个因素不同，就能知道那个因素影响了铁钉是否生锈。
A.①中有氧气铁钉生锈，②中没氧气铁钉不生锈，因此对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加，故A正确不合题意；
B.②和③只铁钉都没有生锈，因此无法证明生锈需要有水，故B错误，符合题意；
C.①中有水铁钉生锈，②中无水铁钉没有生锈，因此对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，故C正确不合题意；
D.对比①②③可以说明铁生锈必须有水和氧气同时参与，故D正确不合题意。故选B。
5.铁制品在通常情况下很容易生锈，制造时往往在铁制品表面电镀一层铜起防锈作用。下列说法正确的是( )
A.镀铜铁制品不可以在弱酸性条件下使用
B.镀铜铁制容器可盛硝酸银溶液
C.镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气
D.镀铜铁制品是一种合金
【答案】C
【解析】A、铜不与酸反应，所以镀铜铁制品可以在弱酸性条件下使用，不符合题意；
B、铜的活动性大于银， 镀铜铁制容器不可盛硝酸银溶液 ，不符合题意；
C、铁生锈是铁与氧气和水共同作用，镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气 ，符合题意；
D、镀铜铁制品只是铁表面镀了一层铜，而没有进行两金属的熔合，不是合金 ，不符合题意；故选C。
6.[2020·舟山]科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学：将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热，观察现象。
乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。
……
实验后，同学们进行汇报和评价交流。
（1）甲同学根据________的实验现象，得出金属镁的活动性比铜强。
（2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，面铝制容器表面无明显变化，据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们的理由是：铝制容器表面无明显变化是因为________导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
【答案】（1）镁带燃烧而铜丝不能燃烧
（2）铝制容器表面有一层致密氧化膜
【解析】1、镁带在空气中点燃后即能燃烧，而铜丝只能变黑，所以可根据与氧气反应的现象判断两者金属活动性的强弱；
2、铝与铁在氧气中都会生锈，但两者的氧化物有区别，铝与氧气生成的氧化铝可形成一层致密的氧化铝保护膜阻止里面的铝进一步被氧化。而铁与氧气反应生成的氧化铁不能阻止里面的铁进一步被氧化。所以无法从锈蚀的情况判断活动性的强弱。
【解答】（1） 将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热 ，镁带能剧烈燃烧，而铜会变黑，根据反应的剧烈程度可判断金属活动性强弱。所以可填： 镁带燃烧而铜丝不能燃烧 ；
（2）由铝和铁生锈时生成物质氧化铝和氧化铁的特点可知， 铝制容器表面无明显变化是因为 铝制容器表面有一层致密氧化膜 导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
7.[2018九上·衢州期中]全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下面是对铁的腐蚀条件的探究。
铁生锈所需要时间较长，某实验小组的同学设计如图所示实验。
（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将 C 导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是________。
（2）加入药品开始实验，4 分钟后观察：A 处铁丝依然光亮，B 处铁丝表面灰暗，D 处铁丝依然光亮，该实验说明铁生锈主要与空气（或氧气）和________有关。B、D 处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是________。
【答案】（1）导管口有气泡冒出
（2）水；氧气的浓度
【解析】根据铁生锈是铁与氧气和水共同反应的结果分析；根据对比实验通过变量的控制确定铁生锈条件及生锈快慢的影响分析。
（1）连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将 C 导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，则甲装置中气体会因受热膨胀而导出，若导管口有气泡冒出，则说明气密性良好；（2）A处铁丝接触纯净氧气，D处铁丝接触空气中不纯氧气和水，B处铁丝接触纯氧气和水，所以根据B处铁丝生锈可知铁生锈与氧气和水有关；B、D 处实验现象对比说明氧气的浓度决定铁生锈的快慢。
8.[2019九上·衢州期中]在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】
（1）铁生锈实际上是铁与空气中的________（填物质名称）发生反应的结果。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和________两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
【答案】（1）氧气和水蒸气
（2）试管内空气体积减小（或试管内液面上升的高度）
【解析】（1）铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水蒸气发生反应的结果。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和试管内空气体积减小（或试管内液面上升的高度）两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
9.[2018九上·杭州期中]一些金属易生锈，某小组同学设计如下实验，对金属锈蚀进行探究。取5枚去油去锈的洁净铁钉，分别装入下表的试管中，进行实验。
通过上述实验可知，温度越高铁钉生锈速率越________（填“慢”或“快”）；在________（填“酸性”、“碱性”或“中性”）环境中铁钉生锈速率较快。
【答案】快；酸性
【解析】铁钉生锈的条件是与空气中的氧气和水，其中在酸性、中性、碱性环境中，碱性条件下铁钉生锈速率最慢，酸性条件下铁钉生锈的速率最快。
对比实验1和实验4、实验3和实验5可知，温度越高铁钉生锈速率越快；对比实验1、2、3可知，铁钉在酸性环境中锈蚀较快；
10.[2018九上·温岭期中]小军同学在探究铁生锈的条件时，将一块生铁浸没在试管里的食盐水中，一段时间后发现试管底部出现了黑色粉末。据此他对黑色粉末的组成做了如下几种猜测：①Fe；②Fe2O3；③Fe3O4；④FeCl3；⑤几种含铁物质的混合物。
（1）你认为小军同学的上述猜测中，不做实验就可排除的是________(填序号)，理由是________。你认为黑色粉末还可能是________（填化学式），理由是________。
（2）小军同学将黑色粉末干燥后，用磁铁靠近，发现粉末能被磁铁吸引，于是得出结论。黑色粉末一定是铁粉。你认为小军的结论对吗？理由是________。
【答案】（1）②④；②④的颜色不是黑色；C；生铁中含有C
（2）不对，因为还有可能是铁与其他的混合物 ，或四氧化三铁也能被磁铁吸引
【解析】（1）氧化铁和氯化铁颜色都不是黑色，而对物质的猜想是黑色粉末，所以一定不是这两种物质；因生铁中含有碳，所以黑色粉末还可能为碳；
（2）四氧化三铁也能被磁铁吸引，且铁和其他物质混合后也能被磁铁吸引，所以能被磁铁吸引不一定就是铁粉。
二、提升训练
1.[2020·台州]铁在海水中容易被锈蚀，通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块，用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是（ ）
A.金 B.银 C.铜 D.锌
【答案】D
【解析】在金属活动性顺序表中，从左到右依次排列为：锌>铁>铜>银>金，因为只有锌的活泼性比铁强，所以该金属块的材料可以是锌，故D正确，而A、B、C错误。
2.[2019九上·鄞州月考]某废液中只含有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、Ba（NO3）2三种溶质，为了回收金属、保护环境，小科设计了如图方案（所加试剂均过量），下列判断正确的是（ ）

A.固体a是铜 B.X一定是Na2SO4
C.溶液B中含有的盐有Ba（NO3）2、NaNO3 D.若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量为5.6g
【答案】C
【解析】铁能与硝酸铜反应生成了铜和硝酸亚铁，硝酸亚铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硝酸钠。
【解答】因为铁的金属活动性大于铜，由题意可知，向废液中加入过量的铁屑，铁能与硝酸铜反应生成了铜和硝酸亚铁，过滤时得到的固体a中应含有铁和铜，向滤液中加入氢氧化钠时，硝酸亚铁能与氢氧化钠反应生成了氢氧化亚铁沉淀和硝酸钠，氢氧化亚铁在空气中已被氧化为氢氧化铁；为了除去钡离子，应加入硫酸钠、碳酸钠等，所以：
A、根据上述分析可知，固体a是铜、铁，A不符合题意。
B、根据述分析可知，X可能是Na2SO4、Na2CO3，B不符合题意。
C、根据上述分析可知，溶液B中含有的盐有Ba（NO3）2、NaNO3 ， C符合题意。
D、因为铁的量是过量的，所以如果回收到6.4g固体a，那么加入的铁屑质量却不一定为5.6g，D不符合题意。
3.[2020·北仑模拟]如图为铁钉的一系列变化，据图回答问题。

（1）①中铁钉变红的原因________。
（2）③中除去铁锈的化学方程式为________。
（3）如果用a、b、c分别代表光亮铁钉、锈蚀铁钉、无锈铁钉，则它们的质量由大到小的顺序为________(用字母表示)。
【答案】（1）铁和铜盐反应生成铜单质，包裹在铁钉表面
（2）6HCl＋Fe2O3=2FeCl3＋3H2O
（3）b＞a＞c
【解析】（1）根据铁的活动性大于铜，能与铜盐反应分析；
（2）根据铁锈成分为氧化铁，氧化铁与酸反应可生成盐和水分析；
（3）根据铁钉生锈质量大于铁，除去铁锈的铁钉质量小于原来铁分析。
【解答】（1） 铁的活动性大于铜，能与铜盐发生反应置换出铜，所以①铁钉变红；
（2） ③中用盐酸除去铁锈，铁锈的主要成分为氧化铁，化学方程式为 6HCl＋Fe2O3=2FeCl3＋3H2O ；
（3）光亮铁钉吸收空气中氧气生锈，所以带锈铁钉质量大于光亮铁钉，加入稀盐酸除去铁锈，无锈铁钉为未生锈部分的铁钉，质量最小，所以 用a、b、c分别代表光亮铁钉、锈蚀铁钉、无锈铁钉，则它们的质量由大到小的顺序为 b＞a＞c ；
4.[2019九上·天台月考]生产生活中，我们经常发现存放不当的铁制品，一段时间后就会生锈的现象。如图是某兴趣小组对铁钉生锈的条件进行探究。

（1）通过观察发现B、C试管中的铁钉都不易生锈，其原因是________。
（2）该兴趣小组还发现铁钉生锈需要几天的时间。后查得资料：氯化物可能加快铁钉生锈的速度，为此进行了“氯化物对铁钉生锈有怎样的影响？”的探究实验：
请结合上述实验回答：
I、对比实验①②③可以得到的结论是 ________。
II、小组同学又提出了验证试管④中红色物质组成的实验思路：取红色物质和足量稀硫酸反应，如果观察到 ________，则红色物质中既有铁锈，又有铜。
【答案】（1）铁钉没有与空气中的水和氧气同时接触
（2）氯化物能加快铁钉生锈的速率；溶液变为黄色
【解析】（1）铁生锈的条件：同时与空气中的氧气和水接触，而B中的铁钉不能与氧气接触，C中的铁钉不能与水接触，自然不会生锈；
（2）Ⅰ.实验①中3天后铁钉表面出现红色，实验②、③中1天后铁钉表面出现红色，说明加入氯化钠后铁钉生锈的速度明显加快，据此得出结论；
II.铁锈为红棕色，能与稀硫酸反应生成硫酸铁溶液，溶液为黄色。
【解答】（1）通过观察发现B、C试管中的铁钉都不易生锈，其原因是铁钉没有与空气中的水和氧气同时接触；
（2）所以对比实验①②③可以得到的结论是：氯化物能加快铁钉生锈的速率；
Ⅱ．小组同学又提出了验证试管④中红色物质组成的实验思路：取红色物质和足量稀硫酸反应，如果观察到溶液变为黄色，则红色物质中既有铁锈，又有铜。
5. 镁带在空气中放置几十天后表面变黑，有人认为这是镁与氧气反应生成的氧化镁，也有人根据铁生锈的条件，认为这是镁与水、氧气共同作用的结果。为此，小柯进行了如下探究：将如图所示的两个装置抽气，然后充入除去二氧化碳后的空气，再在两边用弹簧夹将装置密封，几十天以后观察现象。

（1）两个装置所盛放的液体分别是________和水。
（2）几十天以后，两个装置中的镁带表面都未变黑，于是小柯猜想，黑色物质可能是碳和碳酸镁的混合物，如果小柯的猜想成立，那么取黑色物质加入足量的稀盐酸，会观察到哪些现象？________。
【答案】（1）浓硫酸
（2）有气泡产生，黑色固体部分溶解
【解析】根据探究铁生锈的条件方法分析；根据浓硫酸有吸水性可作干燥剂分析；根据碳酸盐与酸发生反应产生二氧化碳分析。
（1）为证明镁表面变黑是镁与氧气、水共同作用，则需设计镁与干燥空气和空气、水分别接触的对比实验，浓硫酸有干燥性，所以两个装置所盛放的液体分别是浓硫酸和水；（2）碳酸镁与盐酸反应会产生二氧化碳气体，而碳不能与盐酸发生反应，所以若黑色物质是碳和碳酸镁的混合物，则加入盐酸后会观察到有气泡产生，黑色固体部分溶解。
6.[2019九上·江山期中]图①探究铁生锈条件的实验所需时间过长，为此，某兴趣小组设计了改进实验(其中夹持固定装置已略去)，如图所示：
（1）B中盛放的是浓硫酸，其作用是 ________。
（2）4min后观察，只有D中铁片表面生锈，C、F中铁片依然光亮。该实验现象说明铁生锈主要与________有关；
（3）小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。于是在D装置后增加了E装置进行对照，请在方框内画出E装置。
【答案】（1）除去水蒸气
（2）氧气和水蒸气
（3）
【解析】（1）浓硫酸具有吸水性，因此可以除去水蒸气；
（2）分别将C和D，F和D进行比较即可；
（3）为了探究氯化钠加快铁的锈蚀，需要控制其它因素相同，改变蒸馏水为食盐溶液即可。
【解答】（1）B中盛放的是浓硫酸，其作用是除去水蒸气。
（2）C中无水，而D中有水，因此说明铁生锈与水蒸气有关；F中不能与氧气接触，而D中可以与氧气接触，因此说明铁生锈与氧气有关；
（3）找一个试管，里面放入食盐溶液和铁片，然后与D比较即可，如下图所示：

7.[2020·宁波模拟]世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%~40%。某实验小组将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为146mL)。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表。

（1）实验①和②说明NaCl可以 ________(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。
（2）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成是 ________。
（3）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是________%(精确到小数点后1位)，试分析该实验结果出现误差的原因________（写任意一条即可)
【答案】（1）加快
（2）1g铁粉和10滴水
（3）19.2%；滤纸包占一定体积，广口瓶中真实空气体积不到146mL
【解析】（1）所需的时间越长，说明锈蚀的速度越慢；反之，所需的时间越短，说明锈蚀的速度越快；
（2）探究碳对铁锈锈蚀速率的影响时，必须保证其它因素（铁粉和水的质量）相同，而改变碳这个因素，既然①中有碳，那么可以让③中无碳；
（3）首先根据量筒的示数之差计算出氧气的体积，然后再用氧气的体积与广口瓶的体积作比计算出氧气的体积含量。理论上的氧气体积大约占空气体积的20%可，那么实验结果偏小，可以从滤纸包的体积对空气体积的影响方面分析原因。
【解答】（1）实验①和②说明NaCl可以加快铁锈蚀的速率；
（2）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，表格空白处实验③的样品组成是： 1g铁粉和10滴水。
（3）氧气的体积：100ml-72ml=28ml；
氧气的体积含量：；
实验结果出现误差的原因是： 滤纸包占一定体积，广口瓶中真实空气体积不到146mL 。
8.[2019九上·天台月考]某化学兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动。

（1）【探究一】铁生锈的条件
①该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于如图所示装置中，经过一段时间观察A装置中出现了明显的锈迹。他们的结论：铁生锈是因为铁与空气中的________等发生了化学反应。
②甲同学提出了疑问：空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗？同学们讨论后认为必须设计对照实验，应该将A装置________ ，观察并记录现象即可证明。
（2）【探究二】影响铁生锈速率快慢的因素
乙同学说：妈妈常说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗？同学广泛查阅资料。
资料一：导电性强的溶液都可加速铁的生锈。
资料二：海上航行的轮船在与海水接触的部分镶嵌一锌块，能有效降低钢材被腐蚀的速率。
①一些铁制品表面覆盖了某些涂层。不同的涂层被破坏后，铁生锈的速率不同。你认为下列________涂层破坏后，铁生锈的速率较快。
a、镀锌铁 b、镀锡铁
②一些建筑的大门刷上了一层银白色的金属，你认为该金属可能是________。
a、银粉 b、铜粉 c、镁粉
【答案】（1）氧气和水蒸气；把空气换成氮气或者二氧化碳（2）B；C
【解析】（1）①根据铁生锈的知识进行解答；
②探究氮气、二氧化碳是否参与生锈的过程，就要保持其它因素相同而改变空气，将它换成氮气或二氧化碳进行对照即可；
（2）①根据金属活动性顺序表可知，锡比铁的活动性弱，可以保护铁，降低生锈的速度；
②镁虽然比铁活泼，但是生成的氧化镁质地紧密，可以防止里面的金属继续氧化。
【解答】（1）①该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于如图所示装置中，经过一段时间观察A装置中出现了明显的锈迹。他们的结论：铁生锈是因为铁与空气中的 氧气和水蒸气 等发生了化学反应。
②甲同学提出了疑问：空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗？同学们讨论后认为必须设计对照实验，应该将A装置把空气换成氮气或者二氧化碳， 观察并记录现象即可证明。
（2）①一些铁制品表面覆盖了某些涂层。不同的涂层被破坏后，铁生锈的速率不同。我认为下列 镀锡铁 涂层破坏后，铁生锈的速率较快，故选b；
② 一些建筑的大门刷上了一层银白色的金属，你认为该金属可能是镁粉，故选C
9. 古往今来，金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。
（1）考古工作者发现铁质的出土文物往往锈蚀严重，铁生锈的条件是________。在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为________。
（2）近年来，我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是合金钢，主要原因是合金钢具有________的优越性能(要求只答一条)。
（3）某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验：
实验Ⅰ：硫酸铝溶液和铁粉混合；
实验Ⅱ：硫酸铜溶液与铁粉混合。
在上述两个实验结束后，该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，原因是________(用文字说明)。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是________ (填序号)。
①Al3＋ ②Al3＋、Fe2＋ ③Al3＋、Fe3＋ ④Fe2＋、Cu2＋ ⑤Al3＋、Fe2＋、Cu2＋
【答案】（1）铁与氧气、水同时接触；Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O
（2）硬度大(或机械强度好，或韧性好等)
（3）实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁；②⑤
【解析】（1）根据铁生锈实质及氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水分析；
（2）根据合金的性质分析；
（3）根据金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应分析。
【解答】（1） 铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触， 在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为 Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O ；
（2）合金钢具有硬度大、机械强度好、韧性好等性能；
（3）铁不能与硫酸铝反应，能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，将两实验中物质倒入同一烧杯中， 烧杯内的红色固体明显增多， 说明实验 Ⅱ中硫酸铜过量，与实验Ⅰ 中铁发生了反应生成了铜；一段时间后向滤渣中加盐酸，没有气泡产生，说明铁全部反应，滤液中成分可能是硫酸亚铁、硫酸铝，也可能是硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铜，所含金属离子情况可能是 ②⑤ ；
10.[2019·宁波]常温下，铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe2O3nH2O；铁丝在氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应?产物是什么？
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。
②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。
【探究】①按图连接实验装置，检查 ★ 。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。经检验，步骤④、⑤产生的气体相同。
（1）步骤①中“★”处应填：________ 。
（2）步骤④、⑤中产生的气体是________ 。
（3）本实验探究的结论是：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物是________ 。
（4）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的________等因素影响。
【答案】（1）装置气密性
（2）氢气（或H2）
（3）氧化铁（或Fe2O3或三氧化二铁）
（4）浓度
【解析】（1）根据密闭容器的实验在反应前要先检查装置气密性分析；
（2）根据金属与酸反应产生氢气分析；
（3）根据铁的氧化物的验证方法及现象分析；
（4）根据化学反应的影响因素分析。
【解答】（1）该反应要在密闭装置中进行，所以反应前要先检查装置气密性。
（2） 步骤④、⑤中产生的气体是铁与盐酸反应生成的氢气。
（3） 由实验现象可知，铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物是氧化铁。 （4） 铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的浓度等影响。
11.[2019·浙江模拟]我国是一个钢铁生产大国，2018年内地的钢铁产量达8亿吨之多。
（1）据统计，全世界每年因锈蚀而损坏的钢铁约占全年产量的四分之一，因此如何防止钢铁生锈是人类面临的一个重大课题。自行车是不少同学上学的交通工具。根据你的观察，谈谈自行车生产厂家对自行车钢圈、车架和链条等各部位采取了哪些防锈的方法（任选一个部位）？
（2）铁的锈蚀对社会生产造成较大损害，但也有有利的一面，如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得部分数据加下，请根据有关信息冋答问题。
①a的数值为________。
②第4次实验，所得到溶液中溶质的化学式为________。
③列式计算该样品中单质铁的质量分数________（计算结果精确到0.1%）。
【答案】（1）钢圈：金属镀层；车架：喷漆；链条：涂油
（2）0.1；Fe2(SO4)3、FeSO4；该样品中单质铁的质量分54.2%
【解析】铁和水、氧气反应生成铁锈，铁锈主要成分是氧化铁，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算和判断。
【解答】（1）在钢铁表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的原理是隔绝氧气和水。防止钢铁生锈的方法有：在自行车钢圈上镀一层金属可以防止生锈，在自行车车架上涂一层漆可以防止生锈，在自行车链条上涂油可以防止生锈等。故答案为： 钢圈：金属镀层；车架：喷漆；链条：涂油 ；
（2）①由表中4、5、6可知，30g稀硫酸和铁反应生成0.2g氢气，因此有：0.3−a=0.2，a=0.1；
②第4次实验，所得到溶液中溶质有氧化铁和硫酸反应生成的硫酸铁和铁和硫酸反应生成的硫酸亚铁，
即：Fe2(SO4)3、FeSO4.
(4)设样品中铁的质量为x，
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，
56 2
x 0.6g
56：2=x：0.6g
x=16.8g，
该样品中单质铁的质量分数为：×100%=54.2%，
答：该样品中单质铁的质量分数为54.2%.
实验
图示
生锈时间
8min
较长时间不生锈
5min
3min
1min
编号
①号试管+铁钉
②号试管+铁钉
③号试管+铁钉
④号试管+铁钉
实验
操作
加6mL蒸馏水
加5mL蒸馏水和1mL1%NaCl溶液
加5mL蒸馏水和1mL1%CaCl2溶液
加5mL蒸馏水和1mL1%CuCl2溶液
现象
3天后，铁钉表面出现红色物质
1天后，铁钉表面
出现红色物质
1天后，铁钉表面
出现红色物质
10分钟时铁钉表面
出现红色物质
序号
样品
量筒起始读数/mL
量筒最终读数/mL
所需时间/min
①
1g铁粉、0.2g碳和10滴水
100
72
约120
②
1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl
100
71.9
约70
③

\
\
\
实验次数
1
3
4
5
6
取样品质量（g）
31.0
31.0
31.0
31.0
31.0
取稀硫酸质量（g）
30.0
90.0
120.0
150.0
180.0
产生气体质量（g）
0
a
0.3
0.5
0.6