化学课题 3 金属资源的利用和保护达标测试

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\l "_Tc16452" 【题型1 一氧化碳还原氧化铁】 PAGEREF _Tc16452 \h 1
\l "_Tc5338" 【题型2 铁的冶炼】9
\l "_Tc31833" 【题型3 常见金属的冶炼方法】13
\l "_Tc846" 【题型4 金属锈蚀的条件及其防护】17
\l "_Tc846" 【题型5 铁锈的主要成分】26
\l "_Tc846" 【题型6 金属资源的保护】27
\l "_Tc846" 【题型7 废弃金属对环境的污染】31
\l "_Tc5338" 【题型8 金属的回收利用及其重要性】33
\l "_Tc16452" 【题型1 一氧化碳还原氧化铁】
1．（2023•越秀区校级二模）实验室制取一氧化碳发生的化学反应是HCOOH（甲酸）H2O+CO↑。用如图所示的装置制取一氧化碳并还原氧化铁时（夹持装置已略去），下列有关该实验的说法中，正确的是（ ）
A．实验开始时，应先点燃酒精喷灯，再滴加甲酸
B．大气球可以用燃着的酒精灯替代
C．澄清石灰水的作用是吸收二氧化碳
D．反应过程中a处黑色粉末逐渐变成红色
【答案】B
【分析】甲酸在热的浓硫酸做催化剂的条件下反应生成一氧化碳，利用一氧化碳排净装置内空气后，用酒精喷灯加热，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳可使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳有毒，尾气需要回收处理，据此分析解答。
【解答】解：A.实验开始时，应先再滴加甲酸，利用产生的一氧化碳排净装置内空气后，再点燃酒精喷灯，以防一氧化碳与空气混合受热发生爆炸，故错误；
B.一氧化碳具有可燃性，有毒，不能直接排放到空气中，需要进行尾气处理，大气球可以用燃着的酒精灯替代，故正确；
C.澄清石灰水的作用是检验反应是否有二氧化碳气体生成，故错误；
D.一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，反应过程中a处红色粉末逐渐变成黑色，故错误；
故选：B。
2．（2022秋•遵化市期末）如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置，以下说法错误的是（ ）
A．实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排净硬质玻璃管内的空气，防止爆炸
B．实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色
C．石灰水的作用是检验是否有二氧化碳生成
D．装置中导管末端加一点燃的酒精灯，目的是为了燃烧未反应的一氧化碳，防止污染环境
【答案】B
【分析】根据一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，结合实验步骤、注意事项进行分析判断。
【解答】解：A、CO属于可燃性气体，与空气混合遇明火或电火花可能发生爆炸，所以实验开始先通入CO，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，目的是排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，故A正确；
B、硬质玻璃管中CO高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，由于氧化铁是红棕色，铁粉是黑色，则玻璃管内的现象是红色粉末逐渐变成黑色，故B错误；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，装置中石灰水的作用是检验是否有二氧化碳生成，故C正确；
D、由于CO有毒，会污染空气，则装置中导管末端加一盏点燃的酒精灯，目的是为了燃烧未反应的CO，防止污染环境，故D正确。
故选：B。
3．（2023•卫滨区一模）明明同学笔记中有处错误，你认为该错误是图中的哪一处（ ）
A．a处B．b处C．c处D．d处
【答案】D
【分析】根据炼铁的反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，结合置换反应的特征等，进行分析判断。
【解答】解：A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，故A正确。
B、一氧化碳是具有毒性的气体，故B正确。
C、该反应的条件是高温，故C正确。
D、该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故D错误。
故选：D。
4．（2023•平遥县一模）山西传统工艺源远流长、种类丰富，成为山西省丰富多彩、无比珍贵的文化遗产。其中，“珐华器、推光漆、澄泥砚”因其高超的制作工艺、独特的文化内涵、重要的艺术价值，被誉为“山西三宝”。请运用所学的化学知识就相关问题表达观点，完成下面小题。
（1）图1：高平珐华器是在一次烧制的陶器表面进行珐华处理后，二次入窑烧制而成的。在烧制陶器时，陶土中的氧化铁常与一氧化碳发生反应使陶器表面呈灰黑色，其反应方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。在珐华处理时，常加入硝酸钾助熔剂，硝酸钾中含有的微粒是 K+、 （写离子符号）。
（2）图2：平遥漆器色彩艳丽，漆面光滑，是中国四大名漆器之一。漆器所用的大漆产自漆树，主要由漆酚、漆酶、树胶质及水分组成。大漆与矿物质颜料调和形成各种彩色漆饰。从物质类别角度划分，大漆属于 混合物 。彩色漆饰中的一种红色颜料为Fe2O3，其中Fe的化合价为 +3价 。漆饰中的一种金漆主要成分并不是金，而是铜锌合金，验证它的操作是 取样品灼烧，样品变黑 。
（3）图3：澄泥砚的制作有着极其复杂的工序，其中“澄泥”至关重要，需要用箩筛反复过筛，使泥变得很细腻，该操作相当于实验操作 过滤 。澄泥砚的制作分为手工捏塑和模具成型两种。就模具成型而言，根据要加工成品的大小，在方形泥块上用钢丝切取需要的泥块，利用了钢 硬度大 的性质。
（4）山西的传统工艺品还有很多，如大同煤雕就是以煤为原料制成，因其内部疏松多孔，可 吸附 有毒气体。此外，煤还是重要的化工原料，将其隔绝空气加强热可制得的产品有 焦炭或煤焦油或焦炉气等 （写一种）。
【答案】（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；K+、；
（2）混合物；+3价；取样品灼烧，样品变黑；
（3）过滤；硬度大；
（4）吸附；焦炭或煤焦油或焦炉气等。
【分析】（1）根据氧化铁与一氧化碳在高温的条件下发生反应生成铁和二氧化碳，硝酸钾是一种盐，由钾离子和硝酸根离子构成，进行分析；
（2）根据大漆主要由漆酚、漆酶、树胶质及水分组成，化合物中各元素的化合价的代数和为零，金不与氧气发生反应，铜能够与氧气在加热的条件下反应生成黑色固体氧化铜，进行分析；
（3）根据用箩筛反复过筛，使泥变得很细腻的过程，该操作使大小不同的固体颗粒分离，钢硬度大进行分析；
（4）根据煤雕内部疏松多孔，具有吸附性，煤还是重要的化工原料，将其隔绝空气加强热可制得的产品进行分析。
【解答】解：（1）氧化铁与一氧化碳在高温的条件下发生反应生成铁和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；硝酸钾是一种盐，由钾离子和硝酸根离子构成，其符号分别为K+、；
（2）大漆主要由漆酚、漆酶、树胶质及水分组成，即大漆中含有多种物质，属于混合物；
氧化铁中，氧元素的化合价为﹣2价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，氧化铁中铁元素的化合价为+3价；
金不与氧气发生反应，铜能够与氧气在加热的条件下反应生成黑色固体氧化铜，所以金漆主要成分并不是金，而是铜锌合金，验证它的操作是取样品灼烧，样品变黑；
（3）“澄泥”是用箩筛反复过筛，使泥变得很细腻的过程，该操作使大小不同的固体颗粒分离，相当于实验操作中的过滤；在方形泥块上用钢丝切取需要的泥块，利用了钢硬度大的性质；
（4）煤雕内部疏松多孔，具有吸附性，可吸附有毒气体；煤还是重要的化工原料，将其隔绝空气加强热可制得的产品有焦炭、煤焦油、焦炉气等。
故答案为：（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；K+、；
（2）混合物；+3价；取样品灼烧，样品变黑；
（3）过滤；硬度大；
（4）吸附；焦炭或煤焦油或焦炉气等。
5．（2023•驿城区校级二模）我国钢铁产量居世界第一位，如图是实验室模拟工业炼铁的实验装置。玻璃管中发生反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。能说明玻璃管中发生了化学反应的现象是 玻璃管内固体由红棕色变为黑色 。该实验证明一氧化碳具有的化学性质是 还原性、可燃性 。
【答案】3CO+Fe2O32Fe+3CO2；玻璃管内固体由红棕色变为黑色；还原性、可燃性。
【分析】根据一氧化碳的化学性质、炼铁的原理以及实验现象来分析。
【解答】解：一氧化碳具有还原性，玻璃管中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；反应物氧化铁为红棕色，生成的铁为黑色，则证明玻璃管中发生了化学反应的现象是：玻璃管内固体由红棕色变为黑色；一氧化碳与氧化铁反应，一氧化碳夺取了氧化铁中氧，具有还原性，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，一氧化碳具有可燃性。
故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；玻璃管内固体由红棕色变为黑色；还原性、可燃性。
6．（2022秋•洪泽区校级期末）如图是初中化学的一些基本实验，请回答相关问题。
（1）把红磷换成木炭进行该实验不行，其原因是： 木炭燃烧生成二氧化碳气体，广口瓶内压强不变 。
（2）电解水实验的化学反应用方程式表示为： 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（3）实验蒸发时，玻璃棒的作用 防止局部温度过高，造成液滴四溅 。
（4）D实验玻璃管内的实验现象 红色粉末变黑 ，化学反应方程式： 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 该装置有哪些不足 没有进行尾气处理 。
【答案】（1）木炭燃烧生成二氧化碳气体，广口瓶内压强不变；
（2）2H2O2H2↑+O2↑；
（3）防止局部温度过高，造成液滴四溅；
（4）①.红色粉末变黑；
②3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
③.没有进行尾气处理。
【分析】（1）根据碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳进行分析；
（1）根据电解水的实验的现象、结论进行分析回答。
（3）根据仪器的主要用途来分析；
（4）根据炼铁的原理和一氧化碳有毒来分析；
【解答】解：（1）木炭燃烧生成二氧化碳气体，消耗氧气，生成二氧化碳气体，瓶内压强不变，水不能进入集气瓶，故不能用木炭代替红磷测定空气中氧气含量；
（2）电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑；
（3）蒸发时用玻璃棒搅拌是为了使液体均匀受热，防止液体局部过热造成液滴飞溅；
（4）在高温的条件下，一氧化碳能将红棕色的氧化铁还原为黑色的铁，同时生成二氧化碳，观察到的现象是红色粉末变黑；反应的化学反应方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；一氧化碳有毒，不能排放到空气中污染空气，该装置没有进行尾气处理。
故答案为：
（1）木炭燃烧生成二氧化碳气体，广口瓶内压强不变；
（2）2H2O2H2↑+O2↑；
（3）防止局部温度过高，造成液滴四溅；
（4）①.红色粉末变黑；
②3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
③.没有进行尾气处理。
7．（2023•宛城区二模）金属材料在生产、生活中有广泛的应用。
（1）制造汽车的材料中，属于金属材料的是 A 。
A.钢铁外壳
B.塑料灯罩
C.真皮座椅
D.玻璃车窗
（2）我国探月工程嫦娥五号探测器用到了铝合金材料。一般情况下，铝合金的硬度比纯铝的 大 （选填“大”或“小”）。
（3）为探究Fe、Cu及未知金属R三种金属的活动性顺序，进行了如图实验：
①A实验中只有一种金属表面产生气泡，该金属是 Fe ；
②B实验中只观察到铁片表面覆盖红色固体，用化学方程式表示为 Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu ；
③通过以上探究过程可知，Fe、Cu、R金属活动性由强到弱的顺序为 Fe＞Cu＞R ；
（4）实验室模拟工业炼铁原理的实验如图。
①观察到A中硬质玻璃管内产生的现象为 红色的固体变黑 ；
②此实验中关于盛满澄清石灰水的B装置的作用，有以下几种说法：①收集多余的CO，②检验并吸收生成的CO2。上述说法正确的是 C （填序号）。
A.只有①
B.只有②
C.①和②
（5）工业上常用赤铁矿石冶炼生铁。现要生产5.6t含铁96%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是多少？
【答案】（1）A；
（2）大；
（3）①Fe；
②Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
③Fe＞Cu＞R；
（4）①红色的固体变黑；
②C；
（5）见解析。
【分析】本题考查工业炼铁的原理及金属活动性顺序的探究。
【解答】解：（1）A.钢铁外壳是合金，合金属于金属材料；
B.塑料灯罩，属于有机合成材料；
C.真皮座椅，属于天然材料；
D.玻璃车窗，属于无机非金属材料；
故选A；
（2）合金的硬度比其组成中的纯金属的硬度大；故答案为：大；
（3）①铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，若实验中只有一种金属表面有气泡，则该金属为Fe；故答案为：Fe；
②铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，化学反应方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；故答案为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
③铁能置换处硫酸铜中的铜，则金属活动性Fe＞Cu，R不能与CuSO4反应，说明金属活动性Cu＞R，综上得出金属活动性：Fe＞Cu＞R；故答案为：Fe＞Cu＞R；
（4）①一氧化碳能与氧化铁反应生成铁与二氧化碳，氧化铁为红色固体，铁粉为黑色固体，则实验中观察到玻璃管中红色的固体变黑；故答案为：红色的固体变黑；
②B中的澄清石灰水可以验证二氧化碳，CO不易溶于水，则该装置也可收集CO；
故选C；
（5）设需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是x
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
x×80% 5.6t×96%
x＝9.6t
答：现要生产5.6t含铁96%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是9.6t。
\l "_Tc5338" 【题型2 铁的冶炼】
8．（2022秋•新华区校级期末）实验室用如图装置模拟炼铁，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3
B．该过程中，体现了一氧化碳的氧化性
C．图1和图2中得到的铁产品组成完全相同的
D．图1应先熄灭酒精喷灯，待硬质玻璃管中固体冷却后再停止通入一氧化碳
【答案】D
【分析】图1中一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳有毒，尾气需要点燃处理；而图2中，焦炭燃烧得到二氧化碳，过量的焦炭与二氧化碳反应得到一氧化碳，一氧化碳与铁矿石高温下反应得到铁，铁中含有碳，属于生铁合金，据此分析。
【解答】解：A.磁铁矿的主要成分为四氧化三铁，化学式为Fe3O4，故错误；
B.一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳夺取了氧化铁中的氧元素，发生了氧化反应，体现了一氧化碳的还原性，故错误；
C.图1中得到的是铁，图2中得到的是生铁，铁产品组成不是完全相同的，故错误；
D.图1应先熄灭酒精喷灯，待硬质玻璃管中固体冷却后再停止通入一氧化碳，防止反应生成的铁重新被氧气氧化，故正确；
故选：D。
9．（2022秋•郾城区期末）铁是冶金工业年产量最高的金属。下列表述不正确的是（ ）
A．炼出的生铁和钢是含碳量不同的铁的合金
B．高炉炼铁加入焦炭的作用是提供热量和产生一氧化碳
C．赤铁矿炼铁的反应为Fe2O3+CO2Fe+2CO2
D．将尾气点燃或收集可防止CO污染空气
【答案】C
【分析】A、根据合金的定义分析；
B、根据高炉炼铁时焦炭的作用分析；
C、根据方程式的写法分析；
D、根据尾气的处理方法分析。
【解答】解：A、炼出的生铁和钢是含碳量不同的铁的合金，故A表述正确；
B、焦炭的主要成分是碳，碳燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，所以高炉炼铁加入焦炭的作用是提供热量和产生一氧化碳，故B表述正确；
C、赤铁矿炼铁的反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故C表述不正确；
D、尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒、有可燃性，将尾气点燃或收集可防止CO污染空气，故D表述正确。
故选：C。
10．（2023•广州模拟）炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示，有关该过程的叙述错误的是（ ）
A．可减少CO2的排放
B．Fe3O4和CaO均可循环利用
C．H2、CO在过程①体现还原性
D．在反应中C、H、Fe、Ca的元素化合价都发生了变化
【答案】D
【分析】A、根据该反应中消耗二氧化碳，将二氧化碳转化为CO进行分析；
B、根据图中信息进行分析；
C、根据H2、CO在过程①中从四氧化三铁得到氧生成了水和二氧化碳进行分析；
D、根据反应原理中元素的化合价进行分析。
【解答】解：A、该反应中消耗二氧化碳，将二氧化碳转化为CO，故可减少二氧化碳的排放，故A正确；
B、由图可知，四氧化三铁和铁之间相互转化，氧化钙和碳酸钙之间相互转化，故Fe3O4和CaO均可循环利用，故B正确；
C、H2、CO在过程①中从四氧化三铁得到氧生成了水和二氧化碳，体现了还原性，故C正确；
D、在反应中C、H、Fe的元素化合价都发生了变化，钙元素的化合价没有发生变化，故D错误。
故选：D。
11．（2023•朝阳区二模）我国高铁总里程占世界总量66.3%，稳居世界第一。
（1）建设高铁需要大量的钢铁。工业上利用铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料进行炼铁，下列说法中正确的是 B 。
A．铁矿石用于炼铁是因为含有大量单质铁
B．焦炭的主要作用是燃烧产生热量和生成还原剂CO
C．高炉的尾气中只含有CO2，可以直接排放
D．工业炼铁的产品是纯铁
（2）铁一般使用锰钢，因为锰钢比纯铁的硬度 大 。
（3）高铁车轮是用含有铁、铜、保等金属的特制钢制成。为比较镍和铜的金属活动性，将打磨后的镍丝放入硫酸铜溶液中，镍丝表面出现红色物质。说明的活动性比铜 强 （选填“强”或“弱”）。
【答案】（1）B；
（2）大；
（3）强。
【分析】（1）根据炼铁的原理、所需原料、尾气的处理来分析；
（2）根据合金的性质来分析；
（3）根据实验现象推断金属的活动性强弱。
【解答】解：（1）A、铁矿石可用于炼铁，是因为其中含有铁元素，而不是存在着铁单质，该选项说法不正确；
B、工业炼铁中，焦炭燃烧放出大量热，同时生成的二氧化碳和焦炭在高温的条件下反应生成一氧化碳，因此焦炭的作用为提供热量和还原剂一氧化碳，该选项说法正确；
C、高炉的尾气中有一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳有毒，不能直接排放，否则会造成空气污染，该选项说法不正确；
D、工业炼铁的产品中含有多种杂质，为生铁，而不是纯铁，该选项说法不正确。
（2）一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度，锰钢为铁合金，合金硬度比组成的纯金属的硬度大。
（3）镍丝表面出现红色物质，说明镍能将铜从硫酸铜溶液中置换出来，则说明镍的金属活动性比铜强。
故答案为：（1）B；
（2）大；
（3）强。
12．（2023春•前郭县期中）人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关，结合所学化学知识回答有关问题。
（1）明代宋应星所著的《天工开物》里记载了我国古代冶金工艺。在炼铁反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2中具有还原性的反应物是 CO 。
（2）金属钛不在初中学到的金属活动性顺序表中，已知钛的活动性位于铝、铜之间，预测钛能与 H2SO4、CuSO4（合理即可） （写出两种不同类别物质的化学式）等物质反应。
【答案】（1）CO；
（2）H2SO4、CuSO4（合理即可）。
【分析】（1）根据一氧化碳夺走氧化铁中的氧，进行分析解答。
（2）根据钛的活动性位于铝、铜之间，进行分析解答。
【解答】解：（1）在炼铁反应中，一氧化碳夺走氧化铁中的氧，使得氧化铁还原为铁单质，一氧化碳氧化成二氧化碳，具有还原性的反应物是：CO。
（2）已知钛的活动性位于铝、铜之间，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，则预测钛能与酸和盐发生置换反应，具体的物质为：H2SO4、CuSO4（合理即可）。
故答案为：
（1）CO；
（2）H2SO4、CuSO4（合理即可）。
\l "_Tc31833" 【题型3 常见金属的冶炼方法】
13．（2023•广陵区二模）我国古代常用灰吹法炼银，其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银，下列说法错误的是（ ）
A．吹法炼银过程含有化学变化
B．银铅块属于合金
C．PbO中Pb的化合价为+2
D．银自然界不存在单质
【答案】D
【分析】A、根据是否生成新物质来分析；
B、合金是在某种金属中加热熔合某些其它金属（或非金属），而形成的具有金属特性的物质；
C、根据化合物中元素化合价的计算方法来分析；
D、根据金属的化学性质来分析。
【解答】解：A、我国古代常用灰吹法炼银，其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银，过程中有新物质生成，含有化学变化，该选项说法正确；
B、银铅块是矿物银熔于铅形成的混合物，属于合金，该选项说法正确；
C、PbO中，氧元素的化合价为﹣2价，根据化合物中各元素化合价代数和为零可知其中Pb的化合价为+2价，该选项说法正确；
D、银的化学性质不活泼，在自然界中存在银单质，该选项说法错误。
故选：D。
14．（2023•天门模拟）钛合金有良好的耐热强度、低温韧性。生产金属钛的步骤主要有：①在高温下，向金红石（含TiO2）与焦炭的混合物中通入氯气，得到TiCl4和一种可燃性气体；②在稀有气体环境和加热条件下，用Mg与TiCl4反应得到Ti和MgCl2.下列说法不正确的是（ ）
A．①中的反应为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
B．反应②中稀有气体的作用是做催化剂
C．可用反应①产生的气体冶炼金属
D．反应①中的钛元素化合价未发生改变
【答案】B
【分析】根据金红石（含TiO2）与焦炭的混合物中通入氯气，得到TiCl4和可燃性气体，根据质量守恒定律可知，该可燃性气体为CO。
【解答】解：A、根据分析，可燃性气体为CO，所以该反应的方程式为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO，故A正确；
B、稀有气体的化学性质不活泼，常作为保护气，反应②中稀有气体是作为保护气，隔绝空气，防止镁被氧气氧化，故B错误；
C、反应①生成CO，CO具有还原性，可以用于冶炼金属，故C正确；
D、根据常见元素的化合价可知，TiO2中Ti元素的化合价为+4价，TiCl4中Ti元素的化合价为+4，所以反应①中，钛元素的化合价没有改变，故D正确；
故选：B。
15．（2022秋•秀英区校级期末）“中国高铁，世界第一”。高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理之一是：C+2NiO2Ni+CO2↑。下列说法错误的是（ ）
A．含镍不锈钢的硬度大于纯铁
B．该反应中NiO被还原
C．含镍不锈钢属于一种铁合金
D．火法炼镍的反应中Ni元素化合价升高了
【答案】D
【分析】A、根据合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，进行分析判断。
B、根据反应中NiO失去了氧，进行分析判断。
C、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。
D、根据单质中元素的化合价为0、在化合物中正负化合价的代数和为零，进行分析判断。
【解答】解：A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，含镍不锈钢的硬度大于纯铁，故选项说法正确。
B、该反应中NiO失去了氧，反应后NiO失去了氧元素，氧化镍被还原，故选项说法正确。
C、含镍不锈钢中含有铁、镍元素，属于一种铁合金，故选项说法正确。
D、NiO中镍元素显+2价；Ni是一种单质，镍元素的化合价为零，则火法炼镍的反应中镍元素化合价降低了，故选项说法错误。
故选：D。
16．（2023春•青原区校级月考）央视某综艺节目真实、全面、立体的展现了中华民族的文化瑰宝
（1）南宋铜壁画《千里江山图》之所以能够流传千年，依旧色彩艳丽，与其所用的颜料石青等有关，石青又称蓝铜矿【化学式Cu2（OH）2CO3】受热分解生成三种氧化物，化学式分别为 CuO 、 CO2 、 H2O 。
（2）越王勾践剑在地下埋藏了两千多年，至今依然光彩夺目，古剑的成分青铜是铜和锡的合金。青铜的熔点比铜 低 。我国古代炼铜方法之一是在孔雀石上燃烧炭，原理为：①孔雀石受热分解为氧化铜，②木炭在高温和氧化铜反应生成铜。写出②发生反应的化学方程式： C+2CuO2Cu+CO2↑ 。
【答案】（1）CuO；CO2；H2O；
（2）低；C+2CuO2Cu+CO2↑。
【分析】（1）根据石青又称蓝铜矿，其化学式为Cu2（OH）2CO3，化学反应前后元素种类不变进行分析；
（2）根据青铜为金属铜的合金，而合金的熔点往往要比组成其成分的相应纯金属熔点低，木炭在高温条件下和氧化铜反应会生成铜和二氧化碳进行分析。
【解答】解：（1）石青又称蓝铜矿，石青是由铜、碳、氢、氧四种元素组成，如其受热会分解生成三种氧化物，根据化学反应前后元素种类不变的原则，则三种氧化物的化学式分别为CuO、CO2、H2O
（2）青铜为金属铜的合金，而合金的熔点往往要比组成其成分的相应纯金属熔点低，所以青铜的熔点比铜低；木炭在高温条件下和氧化铜反应会生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑。
故答案为：（1）CuO；CO2；H2O；
（2）低；C+2CuO2Cu+CO2↑。
17．（2023•鼓楼区校级二模）如图是《天工开物》中岛水普南记载的采矿和冶炼金属锡的场景，回答下列问题。
Ⅰ.采矿：水锡…其质黑色…愈经淘取。
（1）水中淘取锡砂（指锡矿石）时，筛选容器的孔径需 小于 （填“大于”或“小于”）锡砂颗粒大小。锡砂主要成分为SnO2， 难 （填“易”或“难”）溶于水。
Ⅱ.冶炼：凡煎炼亦用洪炉，人砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴（指鼓入空气）熔化。
（2）炼锡的方法是以二氧化锡（SnO2）和木炭粉为原料，在高温条件下反应制得金属锡和一种可燃性气体，写出该反应的化学方程式： 2C+SnO2Sn+2CO↑ 。
（3）炼锡时，有关键的一步“点铅勾锡”，即加铅能使锡较易熔化流出，其原因是 形成合金熔点降低 。
Ⅲ.应用：
（4）古代，锡器常用来饮酒喝茶，很少装酸性物质，原因是 锡器能与酸性物质发生反应 。
（5）利用下列各组中的试剂，不能判断出三种金属活动性顺序的是 BC （填标号）。
A．Sn、Ag、CuSO4溶液
B．Ag、Sn、Cu、稀盐酸
C．Sn、MgSO4溶液、Fe
【答案】（1）小于；难；
（2）2C+SnO2Sn+2CO↑；
（3）形成合金熔点降低；
（4）锡器能与酸性物质发生反应；
（5）BC。
【分析】（1）根据过滤的原理以及物质的性质来分析；
（2）根据化学反应的原理来分析；
（3）根据合金的性质来分析；
（4）根据酸的化学性质来分析；
（5）根据金属的活动性顺序及其验证方法来分析。
【解答】解：（1）水中淘取锡砂是把固液分离，即过滤，水漏下，锡砂不能通过，所以筛选容器的孔径需小于锡砂颗粒大小；锡砂主要成分为SnO2，难溶于水。
（2）炼锡的方法是二氧化锡（SnO2）和木炭高温条件下反应生成锡和一种可燃性气体一氧化碳，反应的化学方程式为：2C+SnO2Sn+2CO↑
（3）合金的熔点低于其组成中的金属的熔点，炼锡时加铅形成合金，熔点降低使锡较易熔化流出。
（4）锡是一种活泼金属，能与酸性物质发生反应，所以锡器常用来饮酒喝茶，很少装酸性物质。
（5）A、把锡加入硫酸铜溶液会反应生成硫酸锡和铜，可判断锡比铜活泼，把银加入硫酸铜溶液不反应，可判断铜比银活泼，故能判断出三种金属活动性顺序，不符合题意；
B、锡能与稀盐酸反应生成氢气，铜和银均不与稀盐酸反应，故无法判断铜和银的金属活动性的强弱，符合题意；
C、锡和铁均不能与硫酸镁溶液反应，故镁的金属活动性比锡和铁强，但无法判断锡和铁的金属活动性强弱，符合题意。
故答案为：（1）小于；难；
（2）2C+SnO2Sn+2CO↑；
（3）形成合金熔点降低；
（4）锡器能与酸性物质发生反应；
（5）BC。
\l "_Tc846" 【题型4 金属锈蚀的条件及其防护】
18．（2023•阿城区模拟）哈市共享单车行业发展，优化了交通出行结构并维护了城市良好秩序。下列有关说法正确的是（ ）

A．“共享单车”的使用可以减少一氧化碳等空气污染物的产生，既节能又环保
B．由锰钢制成的“共享单车”车架具有韧性好、硬度大的特点
C．被雨水淋湿的“共享单车”应先用干布擦净再用带油布擦
D．“共享单车”的链条是采用喷漆的方式防锈
【答案】C
【分析】根据金属生锈的条件及金属防锈的措施进行分析。
【解答】解：A.“共享单车”的使用与减少一氧化碳等空气污染物的产生无有必然的联系，但是“共享单车”的使用可以达到低碳、环保的效果，属于绿色出行，故错误；
B.“共享单车”车架应采用韧性好，密度小、耐腐蚀的合金材料，而锰钢硬度大，密度大，不适宜做车架，故错误；
C.被雨水淋湿的“共享单车”应先用干布擦净，再用带油布擦，防止铁与水分、氧气的接触，利于钢铁的防锈，故正确；
D.由于链条在单车行走时，起到传送动力作用，因此“共享单车”的链条是采用涂油的方式防锈效果较好，不能采用喷漆的方法，故错误；
故选：C。
19．（2023•淮阳区校级模拟）“对比法”是一种常用的科学探究方法。以下铁钉生锈实验的设计、结论错误的是（ ）

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可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加
【答案】B
【分析】根据铁生锈需要与水和氧气并存分析解答即可。
【解答】解：A、对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加，正确；
B、对比②③不能说明铁生锈一定要有水参加，因为②中不含有氧气，错误；
C、对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，正确；
D、对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加，正确；
故选：B。
20．（2022秋•丰润区期末）关于如图说法错误的是（ ）
A．根据甲图，铁钉在潮湿环境更容易生锈
B．根据甲图，铁钉生锈过程中O2体积不变
C．铁钉是由铁合金制成的
D．根据乙图，铁钉生锈过程中放出热量
【答案】B
【分析】铁与水和氧气同时接触时容易生锈，且结合图中信息进行分析。
【解答】解：A、铁与氧气和水共同接触时会生锈，由甲图可知，铁在有水的环境中氧气减少，则说明铁钉在潮湿环境更容易生锈，该选项说法正确；
B、结合前面分析可知，铁丝生锈过程中氧气体积减小，该选项说法不正确；
C、铁钉是由铁合金制成的，该选项说法正确；
D、根据乙图，铁钉生锈过程中温度升高，即铁生锈过程中放热，该选项说法正确。
故选：B。
21．（2023•潍坊）某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验（点燃操作已略去）。下列说法错误的是（ ）
A．对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一
B．对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一
C．对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一
D．对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧
【答案】B
【分析】根据铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果；燃烧需要同时满足三个条件：①可燃物、②氧气或空气、③温度要达到着火点；进行分析判断。
【解答】解：A、对比①③可知，①中铁丝不生锈，③中铁丝生锈，说明水是铁丝生锈的条件之一，故选项说法正确。
B、对比①②可知，变量有氧气、水，不能得出氧气是铁丝生锈的条件之一，故选项说法错误。
C、对比②③可知，除了氧气外，其它条件均相同，可得出氧气是铁丝燃烧的条件之一，故选项说法正确。
D、对比③④可知，除了铁丝形状不同外，其它条件均相同，可得出铁丝形状能影响铁丝的燃烧，故选项说法正确。
故选：B。
22．（2023•潍坊二模）（多选）如图所示，调节杠杆平衡，下列说法正确的是（ ）
A．三个实验都遵守质量守恒定律
B．实验1通入CO2段时间后，活性炭包下沉
C．实验2加热细铜丝团一段时间后移走酒精灯，观察到铜丝变黑色，细铜丝团下降
D．实验3一段时间后，铁粉包下沉，是因为铁粉吸收水分与水反应生成氧化铁
【答案】BC
【分析】根据活性炭具有吸附性，铜和氧气加热会生成氧化铜，铁粉和氧气、水共同作用会发生锈蚀，质量守恒定律只适用于化学变化进行分析。
【解答】解：A、实验1中，活性炭吸附二氧化碳的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，不能用质量守恒定律来解释，说法错误；
B、实验1中，通入二氧化碳后，活性炭吸附二氧化碳，质量增加，观察到活性炭包下沉，说法正确；
C、铜与氧气在加热的条件下反应生成黑色的氧化铜，固体质量增加。实验2中，加热细铜丝团一段时间后移走酒精灯，观察到铜丝变为黑色，细铜丝团下降，说法正确；
D、实验3中，一段时间后，铁粉包下沉，是因为铁粉吸收水分和氧气发生锈蚀，生成铁锈，说法错误。
故选：BC。
23．（2023秋•永春县校级月考）眼镜是人们常用的护眼工具，如图是一款变色眼镜图片。
（1）眼镜架上的铜螺丝生锈会生成铜绿[Cu2（OH）2CO3]，铜绿由 四 种元素组成。
（2）该款变色眼镜的玻璃里加入了溴化银（AgBr）和氧化铜。在强光照射下，溴化银转化为溴气（Br2）和银（Ag），玻璃颜色变深，写出该反应的符号表达式 AgBrAg+Br2 ，此反应类型属于 分解 反应；当光线变暗时，溴和银在氧化铜作用下，很快重新生成溴化银，玻璃颜色变浅，氧化铜在反应中起 催化 作用。
（3）化学反应前后元素种类不变，铜生锈除了与空气中的氧气有关，还与空气中的 水蒸气 和 二氧化碳 有关。
【答案】（1）四；
（2）AgBrAg+Br2；分解；催化。
（3）水蒸气；二氧化碳。
【分析】（1）根据化学式的含义，进行分析解答。
（2）根据题意，在强光照射下，溴化银转化为溴和银，当光线变暗时，溴和银在氧化铜作用下，很快重新生成溴化银，进行分析解答。
（3）根据质量守恒定律、空气的成分分析。
【解答】解：（1）由铜绿的化学式Cu2（OH）2CO3，铜绿由铜、氧、氢、碳四种元素组成。
（2）由题意，在强光照射下，溴化银转化为溴和银，该反应的符号表达式是 AgBrAg+Br2，该反应符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，属于分解反应。当光线变暗时，溴和银在氧化铜作用下，很快重新生成溴化银，氧化铜在反应中作催化剂，起催化作用。
（3）由铜绿的化学式和质量守恒定律可知，在组成中除了氧元素还与空气中含有氢元素和碳元素的物质有关，在空气中的含有氢元素和碳元素物质分别是水蒸气和二氧化碳，即铜生锈除了与空气中的氧气有关，还与空气中的水蒸气和二氧化碳有关。
故答案为：（1）四；
（2）AgBrAg+Br2；分解；催化。
（3）水蒸气；二氧化碳。
24．（2023秋•望奎县校级月考）金属材料在生活、生产中应用极其广泛。
（1）在疫情期间，为了避免人群聚集，街面上出现了大量的“小黄车”，这种共享单车所用的材料中属于金属材料的是 BC （填字母）。
A.塑料把手
B.钢车架
C.铝合金轮彀
D.橡胶轮胎
（2）铁制品容易生锈是因为铁易于空气中 氧气 、 水 共同作用的结果，反而铝制品不易生锈的原因是： 铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，则可防止内部的铝进一步被氧化 ，写出一条防止车链条生锈的方法 涂油 。
（3）废旧的铁锅、铁管属于 可回收物 （填“厨余垃圾”、“可回收物”、“有害垃圾”或“其他垃圾”）。废旧金属“循环利用”的意义是 保护金属资源 。
（4）电动小黄车使用的是锂电池，其工作原理是锂在一定条件下与二氧化锰发生化合反应生成LiMnO2，该反应的化学方程式为 Li+MnO2LiMnO2 ，反应前后锰元素的化合价分别为 +4、+3 。
（5）《本草经集注》记载“石胆能化铁为铜”，若石胆为硫酸铜溶液，则其与铁反应的化学方程式为 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
【答案】（1）BC；
（2）氧气；水；铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，则可防止内部的铝进一步被氧化；涂油；
（3）可回收物；保护金属资源；
（4）Li+MnO2LiMnO2；+4、+3；
（5）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。
【分析】（1）根据材料种类进行分析；
（2）根据铁与氧气和水共同接触会生锈进行分析；
（3）根据金属材料的保护进行分析；
（4）根据反应物、生成物书写化学方程式，并根据化合物中各元素化合价代数和为零进行分析；
（5）根据铁和硫酸铜的反应进行分析。
【解答】解：（1）A、塑料属于合成材料；
B、钢属于金属材料；
C、铝合金属于金属材料；
D、橡胶属于合成材料。
故选BC。
（2）铁与氧气和水共同接触时会生锈；铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，则可防止内部的铝进一步被氧化；车链条涂油可防止铁与氧气和水接触，从而防止铁生锈。
（3）铁锅、铁管属于可回收物；废旧金属“循环利用”，能保护金属资源。
（4）锂和二氧化锰在一定条件下生成LiMnO2，反应的化学方程式为：Li+MnO2LiMnO2；二氧化锰中，氧元素化合价为﹣2价，设锰元素化合价为x，根据化合物中各元素化合价代数和为零，则x+（﹣2）×2＝0，解得x＝+4，LiMnO2中，锂元素化合价为+1价，氧元素化合价为﹣2价，设锰元素化合价为y，则+1+y+（﹣2）×3＝0，解得y＝+3。
（5）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。
故答案为：（1）BC；
（2）氧气；水；铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，则可防止内部的铝进一步被氧化；涂油；
（3）可回收物；保护金属资源；
（4）Li+MnO2LiMnO2；+4、+3；
（5）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。
25．（2023秋•泰州月考）再现和理解实验，是学好化学的方法。如图A﹣C是课堂演示的三个实验，请回答有关问题：
（1）图A所示实验是“铁的锈蚀实验”，已知铁在潮湿的空气中能缓慢生锈，而课本上在进行此实验时在锥形瓶中加入的却是浓食盐水，此做法的目的可能是 加速钢铁生锈（合理即可） 。
（2）图B实验中当集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气具有 难溶于水 的物理性质。实验若用镁粉代替红磷，发现倒吸入瓶中的水约占瓶内空气总体积的70%以上，此现象说明镁粉一定还会和空气中 氮气或N2 反应。
（3）图C实验中只提供一瓶二氧化碳和一朵干燥紫花和适量水，若需证明二氧化碳能和水反应，从下列选项中选择合适步骤并进行排序 ②④③ 。
①集气瓶中喷入适量水
②干燥紫花放入集气瓶中
③喷过水的紫花放入集气瓶中
④将干燥紫花喷水
【答案】（1）加速钢铁生锈（合理即可）；
（2）难溶于水；氮气或N2；
（3）②④③。
【分析】（1）根据氯化钠能加速铁生锈，且浓度越大锈蚀速率越快进行分析；
（2）根据氮气的性质进行分析；
（3）根据二氧化碳气体及碳酸的性质进行分析。
【解答】解：（1）氯化钠能加速铁生锈，则实验时在锥形瓶中加入的却是浓食盐水，此做法的目的可能是加速钢铁生锈或节约实验时间；
（2）图B实验中当集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气具有的物理性质是难溶于水；根据空气成分按体积计算，氮气78%、氧气21%，实验若用镁粉代替红磷，发现倒吸入瓶中的水约占瓶内空气总体积的70%以上，此现象说明镁粉一定还会和空气中氮气（或N2）反应；
（3）图C实验中只提供一瓶二氧化碳和一朵干燥紫花和适量水，若需证明二氧化碳能和水反应，合适步骤为：②干燥紫花放入集气瓶中，紫花不变色，证明二氧化碳不能使石蕊变色；④将干燥紫花喷水，紫花不变色，证明水不能使石蕊变色；③喷过水的紫放入集气瓶中变红，证明二氧化碳能和水反应，故合适步骤且排序为②④③。
故答案为：
（1）加速钢铁生锈（合理即可）；
（2）难溶于水；氮气或N2；
（3）②④③。
26．（2022秋•长安区校级期末）金属是一种重要的资源。
（1）铁制品暴露在空气中容易生锈。实验一是探究铁钉锈蚀条件的对比实验，下列对应关正确的是 C （填字母）。
A．对比甲和乙：铁生锈需要空气
B．对比乙和丙：铁生锈需要水
C．对比甲和丙：铁生锈需要水
（2）某同学用实验二所示装置进行还原氧化铁的实验（图中的夹持装置已略去）。
①缓缓通入CO2，点燃A处酒精喷灯，一段时间后，点燃B处酒精喷灯，则B处玻璃管内发生反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
②从环保的角度考虑，还需对该装置进行改进，改进措施是 将尾气点燃或收集起来 。
【答案】（1）C；
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；将尾气点燃或收集起来。
【分析】（1）根据金属锈蚀的因素分析；
（2）根据在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳进行分析。
【解答】解：（1）A、试管甲中铁钉只能与干燥的空气接触，不与水接触，不生锈；试管乙中铁钉只能与水接触，不与氧气接触，不生锈；对比甲和乙，实验现象相同，不能说明铁生锈需要空气，错误；
B、试管乙中铁钉只能与水接触，不与氧气接触，不生锈；试管丙中的铁钉能与氧气、水充分接触，铁生锈；对比乙和丙，说明铁生锈需要氧气，错误；
C、试管甲中铁钉只能与干燥的空气接触，不与水接触，不生锈；试管丙中的铁钉能与氧气、水充分接触，铁生锈；对比甲和丙，说明铁生锈需要水，正确。
（2）①在高温的条件下，二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，B处玻璃管内发生反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
②一氧化碳有毒，会污染空气，一氧化碳不能直接排放到空气中，一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳，从环保的角度考虑，还需对该装置进行改进，改进措施是将尾气点燃或收集起来。
故答案为：
（1）C；
（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；将尾气点燃或收集起来。
27．（2023春•琼山区校级期末）看如图所示，回答问题：
（1）A图的实验目的是什么？
（2）B图实验现象说明了CO2的哪些性质？
【答案】（1）探究铁生锈与水有关；
（2）不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大。
【分析】（1）根据左边试管中铁钉与氧气和水接触，生锈，右边试管中铁钉只与氧气接触，不生锈进行分析。
（2）根据蜡烛熄灭进行分析。
【解答】解：（1）A图中左边试管中铁钉与氧气和水接触，生锈，右边试管中铁钉只与氧气接触，不生锈，说明铁生锈需要与水接触，故该实验的目的是：探究铁生锈与水有关；
（2）B图中，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大。
故答案为：（1）探究铁生锈与水有关；
（2）不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大。
\l "_Tc846" 【题型5 铁锈的主要成分】
28．（2021•松山区模拟）下列关于金属的说法正确的是（ ）
A．铝制品抗腐蚀能力较铁制品强
B．有金属光泽的物质一定是金属
C．一般说来，合金与组成它的金属相比，熔点升高了，硬度减小了
D．铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质，它的主要成分是Fe3O4