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第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
考点一 常见金属矿石
1.(2024·广西·中考真题)广西铝土矿资源丰富.铝土矿的主要成分是
A.二氧化硅 B.氧化铝 C.四氧化三铁 D.碳酸钙
【答案】B
【详解】铝土矿含铝元素,主要成分是氧化铝,故选B。
2.(2024·山东临沂·中考真题)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【答案】A
【详解】A、根据生铁是指含碳量为 2%~4.3% 的铁的合金,钢是指含碳量为 0.03%~2% 的铁的合金可知,二者的主要区别为含碳量不同,故A选项说法正确,符合题意;
B、合金的硬度比组成它的纯金属大,因此黄铜是铜锌合金,其硬度比纯铜大,故B选项说法不正确,不符合题意;
C、合金属于金属材料,不属于合成材料,故C选项说法不正确,不符合题意;
D、大多数金属活化学性质较活泼,在自然界中以化合物形式存在;少数金属,如金、银等化学性质稳定,在自然界中以单质形式存在,故D选项说法正确,不符合题意。
故选A。
3.(2024·江苏苏州·中考真题)下列有关金属的说法正确的是
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
【答案】B
【详解】A、金属并不都是固体,大多数金属单质在常温下呈固态,金属汞在常温下呈液态,说法错误,不符合题意;
B、工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁,说法正确,符合题意;
C、铁的锈蚀与空气中的氧气和水有关,说法错误,不符合题意;
D、废旧铁制品直接填埋处理会造成环境污染,应回收处理,说法错误,不符合题意。
故选:B。
4.(2023·黑龙江大庆·中考真题)已知A、D是生活中常见的金属,B是磁铁矿的主要成分,C是铝土矿的主要成分。它们之间的转化关系如图(部分产物已略去):
(1)B中金属元素的化合价有 。
(2)写出反应①的化学方程式 。
(3)化学反应除四种基本反应类型外,还有一类非常重要的反应——氧化还原反应,其特征是反应前后元素的化合价发生变化,不一定有氧的得失,则反应①②③中不属于氧化还原反应的是 。
(4)在和的混合溶液中,加入一定量的金属D,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定存在的金属有 。
【答案】(1)+3、+2
(2)
(3)③
(4)银、铜、铁(或Ag、Cu、Fe)
【分析】B是磁铁矿的主要成分,则B是四氧化三铁,C是铝土矿的主要成分,则C是氧化铝,A、D是生活中常见的金属,A和四氧化三铁在高温下生成氧化铝和D,则A是铝,D是铁,铝、氧化铝都能和稀硫酸反应都生成E,则E是硫酸铝,四氧化三铁和稀硫酸反应生成硫酸铁,硫酸亚铁和水,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则G是硫酸亚铁,H是硫酸铁或水,代入验证,符合题意。
【详解】(1)由分析可知,B是四氧化三铁,四氧化三铁可以写成FeO·Fe2O3,其中铁元素的化合价有+2、+3,故填:+2、+3或+3、+2;
(2)反应①是铝和四氧化三铁在高温下生成氧化铝和铁,化学方程式为:,故填:;
(3)氧化还原反应,其特征是反应前后元素的化合价发生变化,反应①是铝和四氧化三铁在高温下生成氧化铝和铁,其中铝元素、铁元素的化合价改变,该反应属于氧化还原反应,反应②是铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,其中铝元素、氢元素的化合价改变,该反应属于氧化还原反应,反应③是氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水,其中没有元素的化合价改变,该反应不属于氧化还原反应,故填:③;
(4)金属D是铁,在 AgNO3、Cu(NO3)2 和 Zn(NO3)2 的混合溶液中,加入一定量的铁,金属活动顺序为:锌>铁>铜>银,则铁不能与硝酸锌反应,铁先和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,当硝酸银反应完后,铁再和硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明铁有剩余,硝酸银和硝酸铜全部反应完,所以滤渣中一定存在的金属有置换出来的银、铜以及剩余的铁,故填:银、铜、铁或Ag、Cu、Fe。
考点二 工业炼铁的原理及装置
5.(2025·山东滨州·中考真题)中华民族在认识、改造和应用物质方面有着光辉灿烂的文明史。下列不属于化学变化的是
A.陶瓷烧制 B.工业炼铁
C.甲骨刻字 D.火药爆炸
【答案】C
【详解】A、陶瓷烧制有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
B、工业炼铁,铁矿石生成铁,有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
C、甲骨刻字过程中只是形状发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,符合题意;
D、火药爆炸过程中有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
故选C。
6.(2025·吉林·中考真题)竖炉炼铁的工艺流程如图所示。催化反应室中发生的反应之一为:。下列分析正确的是
A.赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量
B.原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C.合成气中X的化学式为
D.赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
【答案】D
【详解】A.赤铁矿石粉碎后可以增大反应物的接触面积,使反应更充分,并不能增加铁元素的含量,故A错误;
B.由流程图可知,原料是赤铁矿石、天然气,高温尾气可循环使用,但不是原料,故B错误;
C.根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应物中C、H、O原子的个数分别为2、4、2,生成物中C、O原子的个数分别为2、2,所以2X中应有4个氢原子,X的化学式为H2,故C错误;
D.赤铁矿石的主要成分氧化铁(),天然气的主要成分是甲烷(),它们都是由不同种元素组成的纯净物,都属于化合物,故D正确。
故选:D。
7.(2025·湖南长沙·中考真题)“双碳”背景下,“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。下图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。
(1)固化利用能减少的排放,防止 效应的进一步增强。
(2)电解水制氢气的化学方程式为 。
(3)“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是 。
【答案】(1)温室
(2)
(3)一方面增大了的浓度,使焦炭等充分燃烧释放更多热量;另一方面高炉内固体与气体能有足够大的接触面,反应更充分
【详解】(1)二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一。固化利用能减少的排放,从而防止温室效应进一步增强。
(2)水在通电的条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为。
(3)燃料燃烧需要氧气,富氧空气中氧气浓度比普通空气高,能使焦炭燃烧更剧烈,释放出更多的热量,从而为高炉炼铁提供充足的能量;另外,还能使高炉内固体与气体能有足够大的接触面,有利于炼铁反应的进行。
8.(2025·四川·中考真题)利用赤铁矿石(主要成分为)炼铁的工艺流程示意图如下所示。回答下列问题:
(1)将矿石粉碎的目的是 。
(2)还原反应室中发生反应的化学方程式为 (任写一个)。
(3)催化反应室中发生的反应之一为。其中的化学式为 。
(4)燃烧室为还原反应室提供热量,其中的能量转化是将 能转化为热能。
(5)铁具有广泛的用途,举一例 。写出日常生活中防止铁制品生锈的一种方法 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)(或)
(3)
(4)化学
(5) 制铁锅 刷油漆(其他合理答案均可)
【详解】(1)矿石粉碎是为了增大反应物的接触面积,使反应更充分;
(2)还原反应室中、均可与赤铁矿石中的反应生成,反应的化学方程式为、;
(3)根据化学反应前后原子种类、数目不变,反应后C、O、H原子个数分别为2、2、4,反应前已有C、O、H原子个数分别为1、0、4,则一个X分子中含有1个C原子、2个O原子,X为;
(4)燃烧室中燃料的燃烧过程是将化学能转化为热能;
(5)铁可以制成铁锅等;铁与氧气、水共同接触时易生锈,日常生活中可通过刷油漆、保持铁器具表面干燥等方法隔绝氧气和水,防止铁生锈。
考点三 一氧化碳还原氧化铁实验
9.(2025·四川·中考真题)实验室利用如图装置模拟工业炼铁,有关说法错误的是
A.澄清石灰水可检验生成的
B.将尾气点燃,可防止污染空气
C.“炼铁”的化学方程式为
D.实验得到的固体产物能被磁铁吸引
【答案】C
【详解】A、CO2能使澄清的石灰水变浑浊,该实验中澄清石灰水的作用是检验生成的CO2。此选项正确。
B、该实验的尾气中含有没有参加反应的CO,CO有毒,是空气污染物。将尾气点燃,将有毒的CO转化成无毒的CO2,可防止污染空气。此选项正确。
C、化学方程式没有配平,正确的化学方程式为:。此选项错误。
D、实验得到的固体产物是铁,能被磁铁吸引。此选项正确。
故选C。
10.(2025·四川凉山·中考真题)下列化学方程式和相应说法均正确的是
A.S+O2SO2硫在空气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2该反应属于置换反应
C.C+CO22CO该反应要吸收热量
D.Fe+ZnSO4=Zn+FeSO4该反应说明Fe的金属活动性比Zn强
【答案】C
【详解】A、硫在空气中燃烧生成二氧化硫,该反应的化学方程式为:,现象是:发出淡蓝色火焰,放出热量,生成具有刺激性气味的气体,不符合题意;
B、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:,置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,该反应的反应物均是化合物,不属于置换反应,不符合题意;
C、二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳,该反应的化学方程式为:,该反应吸收热量,符合题意;
D、锌比铁活泼,铁与硫酸锌不反应,不符合题意。
故选C。
11.(2024·山东临沂·中考真题)铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题:
(1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。
(2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺,该反应的化学方程式为 。
(3)由实验3可知,铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与 发生化学反应的过程。
【答案】(1)红棕色粉末变为黑色
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)氧气和水
【详解】(1)实验1硬质玻璃管中发生的反应为氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应的现象为红棕色粉末变为黑色。
(2)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(3)由实验3可知,只有水,没有氧气,铁钉不生锈;只有氧气,没有水,铁钉也不生锈;只有氧气和水同时存在时,铁钉才会生锈,说明铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与氧气和水发生化学反应的过程。
12.(2024·山东滨州·中考真题)小明和同学们在学习了工业炼铁的原理后,想通过自制一氧化碳模拟工业炼铁的化学原理。
【查阅资料】①二氧化碳和炭粉在高温的条件下生成一氧化碳;
②饱和碳酸氢钠溶液不与二氧化碳反应;
③饱和碳酸氢钠溶液能吸收氯化氢气体;
④一氧化碳既不与氢氧化钠溶液反应也不与澄清石灰水反应;
【设计并进行实验】同学们设计并进行了下图所示的实验(装置气密性良好);
【实验分析】请结合实验完成下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 ;
(2)装置C的作用是 ;
(3)装置E中发生反应的化学方程式为 ;
(4)反应完毕,装置H中玻璃管内观察到的现象是 ,该反应的还原剂是 (填化学式);
(5)装置J中点燃的酒精灯的作用是 。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)干燥二氧化碳气体
(3)CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
(4) 固体由红色变成黑色 一氧化碳/CO
(5)处理尾气,防止一氧化碳污染空气
【分析】盐酸具有挥发性,A中产生的气体是二氧化碳、氯化氢和水蒸气,B装置中的碳酸氢钠能吸收氯化氢,浓硫酸具有吸水且不与二氧化碳反应,C装置中浓硫酸能吸收水蒸气;D装置发生的反应是碳与二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,装置E能吸收没有参加反应的二氧化碳,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,F装置能检验二氧化碳是否完全除尽,G装置中浓硫酸能吸收水蒸气;H装置中一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,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,I装置能检验二氧化碳,一氧化碳具有可燃性,J装置用于处理尾气,防止一氧化碳污染空气;
【详解】(1)石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)浓硫酸具有吸水且不与二氧化碳反应,装置C的作用是干燥二氧化碳气体;
(3)装置E中发生的反应是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O;
(4)H装置中一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,反应完毕,装置H中玻璃管内观察到的现象是固体由红色变成黑色;该反应中一氧化碳得到氧元素,还原剂是一氧化碳(或CO);
(5)装置J中点燃的酒精灯的作用是处理尾气,防止一氧化碳污染空气。
考点四 废弃金属对环境的影响及回收
13.(2025·江苏苏州·中考真题)在垃圾分类中,空的铝质易拉罐应属于
A.可回收物 B.有害垃圾
C.厨余垃圾 D.其他垃圾
【答案】A
【详解】可回收垃圾包括废旧金属、纸张等,所以铝制易拉罐属于可回收物;
故选A。
14.(2025·山东烟台·中考真题)2025年世界环境日中国主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一主题的是
A.积极参与垃圾分类投放 B.深埋废旧电池防止污染
C.设计家庭低碳行动方案 D.回收化学实验后的废液集中处理
【答案】B
【详解】A、垃圾分类投放,能提高资源利用率,减少污染,符合环保要求。正确;
B、深埋废旧电池可能导致重金属渗入土壤和地下水,污染环境。正确做法是回收或专业处理。错误;
C、设计家庭低碳方案,可以减少碳排放,符合可持续发展理念。正确;
D、回收实验废液集中处理,可避免有害物质污染环境。正确。
故选B。
15.(2024·西藏·中考真题)青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是
A.将铁制品放在潮湿的空气里
B.在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C.废旧金属回收利用可以节约金属资源
D.有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
【答案】A
【详解】A、铁在潮湿的环境中容易生锈,不利于金属资源的利用和保护,故A符合题意;
B、在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈,有利于金属资源的利用和保护,故B不符合题意;
C、废旧金属回收利用可以节约金属资源,有利于金属资源的利用和保护,故C不符合题意;
D、有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径,有利于金属资源的利用和保护,故D不符合题意。
故选A。
16.(2024·湖北武汉·中考真题)化学与生产生活息息相关。下列说法正确的是
A.废旧金属不可回收利用 B.油锅着火可用锅盖盖灭
C.青少年缺钙会引起贫血 D.石墨可用于切割大理石
【答案】B
【详解】A、回收利用废旧金属,能保护金属资源,该选项说法不正确;
B、油锅着火时,盖上锅盖,能隔绝氧气,进而灭火,该选项说法正确;
C、青少年缺钙会引起佝偻病,缺铁会引起贫血,该选项说法不正确;
D、石墨硬度小,大理石硬度大,不能用石墨切割大理石,该选项说法不正确。
故选B。
17.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)垃圾是放错位置的资源,合理的垃圾分类与有效的垃圾回收和利用必不可少。
(1)“垃圾分类,从我做起”,下列四种可回收物中,能获得金属的是___________。
A.废纸板 B.塑料矿泉水瓶 C.废旧铁锅 D.破损的玻璃瓶
(2)回收利用废旧金属具有什么意义?(答一点即可)
(3)铁制垃圾箱常采用喷漆的方法进行防锈,其防锈原理是什么?
【答案】(1)C
(2)节约金属资源;节约能源;减少对环境的污染(答一点即可,合理即可)
(3)隔绝水和氧气(或空气)
【详解】(1)A、废纸板属于纸类,没有金属材料,不符合题意;
B、塑料瓶属于塑料,没有金属材料,不符合题意;
C、旧铁锅属于金属制品,回收后可通过冶炼重新获得金属,符合题意;
D、玻璃瓶属于玻璃,没有金属材料,不符合题意。
故选C;
(2)回收废旧金属可减少对矿石的开采,节约自然资源;同时减少冶炼新金属所需的能源消耗和污染排放,降低环境负担。
(3)铁生锈需与氧气和水接触。喷漆后,铁表面被覆盖,阻隔了氧气和水的接触,从而防止锈蚀。这是初中化学中常见的金属防锈方法。
18.(2024·宁夏·中考真题)2024年5月1日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。
(1)纯铜可制作航母电缆,主要利用了其优良的 性。
(2)《天工开物》中记载了我国古代“淘洗铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼技术。现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁,反应的化学方程式为 。
(3)铁的合金比纯铁的应用更广泛,原因是 。
(4)废旧金属回收利用的意义在于 (写一条)。
(5)锰钢是建造航母常用的金属材料。已知锰加入稀硫酸中有气泡产生。实验室现有以下试剂:
①锰片②铜片③稀硫酸④硫酸铜溶液⑤硫酸锰溶液
请你选择一组试剂比较铜、锰的金属活动性强弱 (填序号)。
【答案】(1)导电
(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好(或铁的合金比纯铁硬度和强度更高)
(4)保护金属资源(合理即可)
(5)①②③(或①④或②⑤)
【详解】(1)纯铜可制作航母电缆,主要利用了其优良的导电性。故填:导电。
(2)现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁,赤铁矿的主要成分是氧化铁,氧化铁与一氧化碳高温条件下反应生成铁和二氧化碳。化学方程式为
3CO+Fe2O32Fe+3CO2。故填:。
(3)由于铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好、铁的合金比纯铁硬度和强度更高,所以铁的合金比纯铁的应用更广泛。故填:铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好(或铁的合金比纯铁硬度和强度更高)。
(4)为了保护金属资源、节约金属资源、减少对环境的污染等,废旧金属回收利用。故填:保护金属资源(合理即可)。
(5)由于锰加入稀盐酸中有气泡产生,则说明锰位于氢前面。
方法1:分别将锰片和铜片插入稀硫酸溶液中,铜与稀硫酸不反应,没有明显现象,而锰与硫酸反应产生气体,可以证明锰的活泼性大于铜。选①②③。
方法2:将锰片放入硫酸铜中,锰能够置换铜,可证明锰的活泼性大于铜。选①④。
方法3:将铜片插入硫酸锰溶液中,没有明显现象,铜不能置换出锰,可证明锰的活泼性大于铜。选②⑤。
故填:①②③(或①④或②⑤)。
考点五 钢铁的锈蚀
19.(2024·甘肃兰州·中考真题)下列化学知识的应用或解释正确的是
A.金刚石硬度大,可用来裁玻璃 B.汽油除去油污是利用了乳化原理
C.铁生锈是因为铁与水或者氧气接触 D.红磷燃烧产生大量白雾,可用于制造烟雾弹
【答案】A
【详解】A、金刚石是天然存在的最硬的物质,可用来裁玻璃,说法正确,符合题意;
B、汽油除去油污是利用了汽油能溶解油污的原理,说法错误,不符合题意;
C、铁生锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,说法错误,不符合题意;
D、红磷燃烧生成五氧化二磷,现象是产生大量白烟,说法错误,不符合题意。
故选:A。
20.(2025·山东青岛·中考真题)下列做法有利于防止金属生锈的是
A.自行车淋雨后未及时擦干 B.给室外铁制篮球架刷油漆
C.将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D.经常用食盐水清洗铁制品
【答案】B
【详解】A. 自行车淋雨后表面残留水分,提供生锈所需的水分条件,会加速生锈。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故A错误。
B. 油漆能形成一层致密的保护层,隔绝铁与氧气和水分的接触,从而有效防止生锈。因此,这种做法有利于防止金属生锈。故B正确。
C. 潮湿环境含有大量水分,会促进铁与氧气、水的反应,加速生锈。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故C错误。
D.食盐水中的盐分会加速铁的腐蚀,使生锈更快。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故D错误。
故选B。
21.(2025·广西·中考真题)下列对铁片的处理方式中,容易导致其生锈的是
A.在表面喷漆 B.制成不锈钢 C.在表面涂油 D.泡在海水中
【答案】D
【详解】A、铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水等发生化学反应的过程,在铁片表面喷漆,可以隔绝水和氧气,达到防锈的目的,故选项不符合题意;
B、将铁片制成不锈钢,由于不锈钢是铁合金,合金结构更稳定,抗腐蚀性更强,故选项不符合题意;
C、在铁片表面涂油,可以隔绝水和氧气,达到防锈的目的,故选项不符合题意;
D、将铁片泡在海水中,海水含盐,能加速电化学腐蚀,促进生锈,故选项符合题意。
故选D。
22.(2025·陕西·中考真题)下图实验均可完成空气中氧气含量的测定。关于甲、乙实验下列说法正确的是
A.反应条件相同 B.都会生成黑色固体
C.实验过程中乙实验更环保 D.红磷、铁粉的用量对实验结果不会产生影响
【答案】C
【详解】A、甲实验需加热,乙实验在常温下发生缓慢氧化,两个实验的反应条件不相同,故选项说法不正确。
B、红磷燃烧生成五氧化二磷,为白色固体,铁粉发生缓慢氧化,生成红棕色的氧化铁,故选项说法不正确。
C、乙实验中铁粉在密闭中进行,不污染环境,而甲实验将燃烧匙伸入集气瓶时,反应生成的五氧化二磷扩散到空气中污染环境,因此乙实验更环保,故选项说法正确。
D、红磷、铁粉的用量都需足量,才能将装置中的氧气耗尽,实验结果才更准确,故选项说法不正确。
故选C。
23.(2025·吉林长春·中考真题)铁和铁合金作为金属材料一直被广泛应用。
(1)钢是铁合金。钢的硬度比纯铁 。
(2)写出一种生活中的铁制品: 。
(3)铁能与空气中的水和 发生化学反应生成铁锈(主要成分是)。因此,生活中我们应采取相应措施防止铁制品生锈。
(4)用配制波尔多液时,不能使用铁制容器,原因是。铁可以把铜从溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜 。
【答案】(1)大
(2)铁钉(合理即可)
(3)氧气/
(4)强
【详解】(1)合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大,钢是铁的合金,所以钢的硬度比纯铁大。
(2)生活中的铁制品有很多,如铁锅、菜刀、铁钉等。
(3)铁能与空气中的水和氧气(O2)发生化学反应生成铁锈。
(4)在金属活动性顺序中,排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,铁可以把铜从CuSO4溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜强。
考点六 金属的防锈措施
24.(2024·辽宁·中考真题)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
【答案】C
【详解】A、铁制品锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,说法正确;
B、不锈钢抗腐蚀性能较强,将铁制成不锈钢能减缓锈蚀,说法正确;
C、锈蚀的铁制品具有回收价值,回收废旧金属能节约金属资源,减少环境污染,说法不正确;
D、铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀,说法正确。
故选:C。
25.(2025·山东德州·中考真题)铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是
A.喷漆的栏杆 B.涂油的链条 C.未擦干的铁锅 D.不锈钢保温杯
【答案】C
【详解】铁生锈是铁与氧气、水发生化学反应的过程,生锈的条件是:铁、氧气和水同时存在。防止生锈的方法包括隔绝空气或水分(如涂漆、涂油)或使用抗腐蚀材料(如不锈钢)。
A、喷漆是在铁表面形成了一层致密的保护层,隔绝了氧气和水,阻止了铁的生锈,所以此选项不符合题意;
B、涂油是在铁表面形成油膜,隔绝了氧气和水,有效的防止铁生锈,因此不易生锈,所以此选项不符合题意;
C、锅未擦干,表面残留水分,提供了生锈所需的水,同时暴露在空气中,有充足的氧气,完全满足生锈条件,因此最容易生锈,所以此选项符合题意;
D、不锈钢是铁合金(含铬、镍等),表面形成致密的氧化铬保护层,隔绝氧气和水,具有抗腐蚀性。因此不易生锈,所以此选项不符合题意。
故选C。
26.(2025·四川乐山·中考真题)如图是某农家乐柴火灶示意图,下列叙述不正确的是
A.生火时,先点燃树叶再放入木柴,是因为树叶燃烧不需要氧气
B.将柴草放入炉灶后要架空,有利于柴草充分燃烧
C.为防止生锈应将使用后的铁锅擦干
D.燃烧时烟囱里的气体中氧气的体积分数小于21%
【答案】A
【详解】A、任何物质燃烧都需要氧气,生火时先点燃树叶再放入木柴,是因为树叶的着火点低,容易被点燃,从而引燃木柴,该选项错误;
B、将柴草放入炉灶后架空,能增大柴草与氧气的接触面积,有利于柴草充分燃烧,该选项正确;
C、铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果,为防止生锈应将使用后的铁锅擦干,减少水分,该选项正确;
D、柴草燃烧时会消耗氧气产生二氧化碳等气体,所以烟囱里的气体中氧气的体积分数小于空气中氧气的体积分数(21%),该选项正确。
故选A。
27.(2024·吉林·中考真题)蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳,其填充物的主要成分是:铁粉、食盐和活性炭等。
(1)全国资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和 反应。
(2)金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要 保存,防止铁粉生锈;
(3)结合上述问题,谈谈你对铁生锈利或弊的认识 。
【答案】(1)氧气/
(2)密封
(3)好处:铁生锈可以吸收和,作干燥剂/双吸剂;坏处:浪费金属资源(开放题合理即可)
【详解】(1)全国资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和氧气(或O2)反应;
(2)铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触,空气中存在氧气和水蒸气,金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要密封保存,防止铁粉生锈;
(3)铁生锈过程中消耗氧气和水,生锈好处:铁生锈可以吸收O2和H2O,作干燥剂/双吸剂;
铁生锈过程中,铁单质转化为铁的化合物,生锈坏处:浪费金属资源。
28.(2025·四川广元·中考真题)我国古代很多发明创造与化学工艺有关。如图是西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯。
(1)雁鱼灯的灯体采用青铜材质,青铜与铜相比的优点是 (写一点即可)。
(2)将灯罩关闭即可将火焰熄灭,其原理是 。
(3)我国在西汉时期已经发现铁与硫酸铜溶液反应会生成铜,该反应的化学方程式为 。
(4)据《汉书》记载“高奴县有洧水可燃”,洧水即石油,石油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(5)雁鱼灯出土时表面某些部分存在绿色锈斑。该绿色锈斑的主要成分是碱式碳酸铜【】,可以推知,铜锈蚀的过程是金属铜与、 (填两种物质的化学式)发生反应的过程。
(6)时至今日,防止金属腐蚀仍是保护金属资源的重要途径,请提出一条防止金属腐蚀的建议 。
【答案】(1)硬度大
(2)隔绝空气或氧气
(3)
(4)不可再生
(5)、
(6)保持金属表面洁净干燥
【详解】(1)一般情况下,合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,因此青铜与铜相比的优点是硬度大;
(2)将灯罩关闭即可将火焰熄灭,其原理是隔绝空气或氧气;
(3)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为;
(4)石油在短时间内不能从自然界中得到补充,属于不可再生能源;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,生成物碱式碳酸铜中含有铜元素、氧元素、氢元素和碳元素,反应物铜、氧气中含有铜元素和氧元素,还需要含碳元素和氢元素的物质,空气中的二氧化碳、水中含有碳元素、氢元素,由此可知铜锈蚀的过程是金属铜与、、发生反应的过程;
(6)防止金属腐蚀的建议:保持金属表面洁净干燥、刷漆等。
考点七 探究铁生锈的条件
29.(2025·江苏盐城·中考真题)下列实验中不会观察到的现象是
A.实验甲:点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟,蜡烛重新燃烧
B.实验乙:相互刻画,铝片上有划痕,铝合金片上没有划痕
C.实验丙:试管中液体变为紫红色
D.实验丁:几天后铁钉上出现锈斑
【答案】C
【详解】A.蜡烛刚熄灭时产生的白烟是石蜡固体小颗粒,点燃白烟,蜡烛重新燃烧,不符合题意。
B.合金的硬度一般比其成分金属的大,所以铝合金的硬度大于铝,它们相互刻画,铝片上有划痕,铝合金片上没有划痕,不符合题意。
C.高锰酸钾几乎不溶于汽油,所以试管中液体不会变为紫红色,符合题意。
D.试管中铁钉与水、氧气同时接触,几天后铁钉上出现锈斑,不符合题意。
故选C。
30.(2025·青海西宁·中考真题)模型认知是化学核心素养之一,下列化学模型不正确的是
A.铁制品锈蚀条件
B.微粒与元素的关系
C.反应类型之间的关系
D.实验室制取气体的一般思路和方法
【答案】C
【详解】A、铁制品锈蚀的过程实际上是铁与空气中的氧气、水等发生化学反应的过程,该模型正确;
B、氧原子和氧离子的质子数相同,都属于氧元素,该模型正确;
C、化合反应和分解反应是并列关系;有的氧化反应是化合反应,如木炭燃烧生成二氧化碳,有的氧化反应不是化合反应,如蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,故化合反应和氧化反应属于交叉关系,该模型错误;
D、实验室制取气体的思路(确定反应原理→设计装置→检验气体),该模型正确;
故选:C。
31.(2025·上海·中考真题)讨论铁钉的生锈条件,设计如下实验,说明如何预防铁制品的生锈。
(1)完成下列表格:
画出正确的图:
现象
铁钉生锈
铁钉未生锈
结论:铁生锈与氧气、水有关。
(2)铁在空气中加热会生成四氧化三铁薄膜,写出化学方程式: ;
(3)铁可以在空气生成酥松的铁锈,而四氧化三铁可以防止生锈,那么四氧化三铁和氧化铁生成条件的区别是 ;
(4)防铁锈的方法 。
【答案】(1) 铁钉未生锈
(2)
(3)生成四氧化三铁要求严格,必须高温,环境干燥
(4)制成不锈钢、出厂前在铁表面形成致密的四氧化三铁
【详解】(1)结论为铁生锈与氧气和水有关,第一个实验中铁和氧气、水共同接触,会生锈,第二个实验中铁只和氧气接触,不会生锈,对比可知铁生锈需要与水接触,则第一个实验和第三个实验对比可探究铁生锈需要与氧气接触,则第三个实验中,铁只和水接触,故图为:。
(2)铁和氧气加热条件下反应生成四氧化三铁,反应的化学方程式为:。
(3)铁可以在空气生成酥松的铁锈,而四氧化三铁可以防止生锈,那么四氧化三铁和氧化铁生成条件的不同,生成四氧化三铁要求严格,必须高温,环境干燥,而铁锈的生成需要常温下同时接触水和氧气。
(4)铁制品生锈的条件是同时与氧气和水直接接触,所以制成不锈钢(或出厂前在铁表面形成致密的四氧化三铁,合理即可),都可以取得防锈的作用。
1.(2025·江苏苏州·中考真题)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录
实验编号
活性炭质量/g
食盐质量/g
温度上升值/℃
1
0
0
0.1
2
0.2
0
22.0
3
0.1
3.1
4
0.2
0.1
56.3
下列说法正确的是x
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
【答案】C
【详解】A、铁的锈蚀需要氧气和水共同作用,故铁的锈蚀需要氧气参与,不符合题意;
B、该实验需要验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,由表可知,实验1和2的变量为是否有活性炭,是探究活性炭对铁粉生锈速率的影响,则实验1和3应是探究食盐对铁粉生锈速率的影响,根据控制变量法,变量是是否含食盐,其他因素相同,则x的值为0,不符合题意;
C、实验1(无活性炭、无食盐)与实验2(有活性炭0.2g、无食盐)的变量仅为活性炭。实验2温度显著升高,说明活性炭能加快铁粉生锈速率,故欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2,符合题意;
D、实验1(无活性炭、无食盐)与实验4(有活性炭0.2g、食盐0.1g)的变量为活性炭和食盐,无法单独证明食盐的作用。正确对比应为实验1(无活性炭、无食盐)和实验3(无活性炭、有食盐),不符合题意。
故选C。
2.(2025·四川广安·中考真题)设计合理的实验方案是实验成功的保障。下列图示实验方案能达到目的的是
A.探究物质燃烧是否需要氧气
B.探究空气中氧气的含量
C.鉴别氢气和甲烷
D.探究铁生锈是否与水有关
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、实验中白磷和石子都与氧气接触,无法探究物质燃烧是否需要氧气,该方案不能达到目的;
B、红磷在集气瓶中燃烧消耗氧气,装置冷却至室温后,打开止水夹,由于集气瓶内压强减小,烧杯中的水会进入集气瓶,进入水的体积就是集气瓶内氧气的体积,可用于探究空气中氧气的含量,该方案能达到目的;
C、氢气和甲烷燃烧都生成水,干冷烧杯内壁都会出现水珠,仅通过此实验无法鉴别氢气和甲烷,该方案不能达到目的;
D、两支试管中的铁钉都与水接触,无法探究铁生锈是否与水有关,该方案不能达到目的。
故选B。
3.(2025·山东日照·中考真题)氢能是理想清洁能源,在一定条件下利用铁及其氧化物可循环制氢,所有反应物、生成物如图所示。下列说法错误的是
A.反应器I中发生两个还原氧化铁的反应
B.反应器III中发生化合反应
C.该循环过程中有3种元素的化合价发生变化
D.反应器Ⅱ中反应为
【答案】C
【详解】A.反应器I中,CO还原 Fe2O3,H2还原 Fe2O3,共两个还原氧化铁的反应,故A正确;
B.反应器III中,Fe3O4与O2反应生成 Fe2O3,符合“多变一”的反应特征,故B 正确;
C.循环中 Fe(化合价有+3、0等变化)、H(H2O中+1价与H2中0价)、C(CO中+2价与CO2中+4价)、O(O2中0价与化合物中-2价),共4种元素的化合价发生变化,故C错误;
D.反应器Ⅱ中,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和 H2,化学方程式为:,故D正确。
故选C。
4.(2025·山东烟台·中考真题)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质 ,所以自然界中的铁元素大多以 形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是 。
任务二:认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是 (写一种物质)溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有 (性质)。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入到冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是 。
【答案】(1) 比较活泼 化合物
(2)
(3)硫酸铜
(4)延展性
(5)
(6)隔绝氧气和水
【详解】(1)铁的化学性质比较活泼,容易与水、氧气等反应;所以自然界中的铁元素大多以化合物形式存在。
(2)一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式是;
(3)蓝色溶液可能是硫酸铜 溶液,因为铁能与硫酸铜发生置换反应,生成红色的铜和硫酸亚铁。
(4)铁锅胚锻打成型,是利用铁具有延展性 。
(5)依据质量守恒定律,反应前有铁(Fe)、氢(H )、氧(O)元素,反应后已知生成Fe3O4(含Fe、O元素 ),所以缺失的气体单质必含氢元素,即为氢气;铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式是;
(6)在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,原理是隔绝氧气和水。
5.(2024·山东青岛·中考真题)钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。
(1)早在春秋时期,我国就掌握了炼铁方法,其原理是,反应过程中化合价降低的元素是 。
(2)如今铁制品应用于生活的方方面面。如用铁锅做饭,主要因为铁具有 性。
(3)不锈钢不易生锈,铁容易生锈,二者性质不同的原因是 。请列举一条生活中防止铁锅生锈的方法 。铁制品生锈时应及时除锈,生产中可用盐酸除铁锈(主要成分是),反应的化学方程式为 。
(4)随着生产力的发展,我国炼铁技术又有新突破,是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,其制备的简易流程如图所示。
制备时,先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是 ,制备过程中可循环利用的物质是 。
【答案】(1)Fe/铁元素
(2)导热
(3) 物质的结构不同 擦干或涂油
(4) 排尽设备内空气,防止爆炸 CO
【详解】(1)Fe2O3中铁元素显+3价,生成的Fe中铁元素显0价,化合价降低;CO中碳元素显+2价,生成的CO2中碳元素显+4价,化合价升高;氧元素均显-2价,化合价不变,故填Fe或铁元素;
(2)铁具有导热性,可用铁锅做饭;
(3)不锈钢是铁、铬合金,铬氧化后会生成一层致密的氧化物薄膜起保护作用,不锈钠的耐腐蚀性比纯金属强,是因为不锈钢是在铁中加入了铬,改变了物质的结构,化学性质发生改变;生活中,洗净铁锅后要及时擦干或涂上食用油,可以防止铁生锈;铁锈的主要成分是 Fe2O3 与盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为;
(4)CO不纯时点燃易爆炸,先往设备中通入一段时间CO,是为了排尽设备内的空气,防止CO不纯爆炸;CO与海绵铁能反应,Fe(CO)5 能转化为CO,则CO可循环利用。
6.(2025·海南·中考真题)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3~6秒即可完成传统高炉5~6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高温
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
【详解】A、在传统高炉炼铁中,焦炭(C)通过反应最终转化成一氧化碳(CO),然后主要由CO将铁矿石还原成铁,错误,A选项符合题意;
B、状铁矿砂接触面积大,喷入高温还原塔内,可实现快速还原,正确,B选项不符合题意;
C、闪速炼铁技术,由于其反应条件和工艺特点,能够更有效地处理低品位铁矿石,可以在一定程度上降低对铁矿石品位的依赖,提高低品位铁矿石的利用率,正确,C选项不符合题意;
D、闪速炼铁技术,为保证铁矿砂能充分被还原,通入过量氢气,氢气作为还原剂参与反应,反应后未反应的氢气会随着炉烟气排出,由于氢气具有可燃性,可将氢气进行回收利用,正确,D选项不符合题意。
故选:A。
7.(2024·天津·中考真题)金属材料在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)“天津之眼”摩天轮的轿厢使用铝合金材料,利用铝合金的性质是______(填序号)。
A.良好的导电、导热性
B.密度小且抗腐蚀性强
(2)工业上炼铁原理是利用一氧化碳与氧化铁在高温下反应,该反应的化学方程式为 。
(3)“乌铜走银”是我国特有的铜制工艺技术,迄今已有300余年的历史。该工艺的废料经初步处理后可得到硝酸银和硝酸铜的混合溶液,向其中加入一定量的金属锌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤液中含有的溶质为 (填化学式)。
(4)我国神舟载人飞船上的天线使用了钛镍合金,其中镍(Ni)和铁的金属活动性相近,该元素常见的化合价为+2价。将8g镍加入到一定量的硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到金属混合物8.5g,则该混合物中铜的质量为 g。
【答案】(1)B
(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(3)Zn(NO3)2
(4)6.4
【详解】(1)“天津之眼”摩天轮的轿厢使用铝合金材料,主要是利用了铝合金密度小且抗腐蚀性强的性质,这样可以减轻轿厢的重量,同时保证其在户外环境中的耐久性;良好的导电、导热性虽然也是铝合金的性质之一,但在这个情境中并不是主要的考虑因素。
故选B;
(2)工业上炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁在高温下反应,生成铁和二氧化碳。化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(3)金属活动顺序中,锌的活动性强于铜,铜的活动性强于银,硝酸银和硝酸铜混合溶液中加入锌,锌会先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,当硝酸银完全反应后,锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中含有锌,即锌过量,硝酸银和硝酸铜已经完全反应。因此,滤液中含有的溶质为硝酸锌Zn(NO3)2。
(4)设:该混合物中铜的质量为x。
x=6.4g。
8.(2025·山东·中考真题)暖身贴可持续发热,能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂(具有吸水、保水功能)、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
(1)验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出,进行实验。
步骤
操作
现象
结论
I
将磁铁靠近原料
部分黑色粉末被磁铁吸引
原料中含有铁粉
II
将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内,加入适量 振荡
黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色
(2)探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包,发现其中有红棕色物质,同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉(含等)生锈的原理相同。利用图1装置(夹持装置已略去)进行实验。
步骤I:组装好仪器后,需进行的操作为 。
步骤II:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠,向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤III:进行以下操作,测得装置内的体积分数和温度变化如图2,正确的操作顺序为 (用①②③④表示)
①推动注射器,向装置内注入蒸馏水,静置1000s。
②打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的空气,关闭止水夹a、b,静置1000s。
③打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
④打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
由实验可知,发热包的发热原理与铁钉生锈的原理 (选填“相同”或“不同”)。
(3)拓展应用
另取图1装置,加入未使用的发热包中原料,并注入少量蒸馏水。一段时间后,装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作___________(填标号)。
A.除味剂 B.脱氧剂 C.补铁剂
(4)反思交流
经过本次探究,结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊,我们要辩证地看待问题,让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。 。
【答案】(1)稀硫酸或稀盐酸
(2) 检验装置气密性 ②③④① 相同
(3)B
(4)
铁生锈有利有弊。例如,利:利用铁生锈放热可制作暖宝宝,为人们在寒冷时提供热量;弊:铁制品生锈会导致其损坏,如铁锅生锈会缩短使用寿命,造成资源浪费。
【详解】(1)铁能被磁铁吸引,实验步骤I中部分黑色粉末被磁铁吸引,说明原料中可能含有铁粉。 步骤Ⅱ 铁能与稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化亚铁和氢气,会观察到黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色。所以应向被磁铁吸引的黑色粉末中加入适量稀盐酸或稀硫酸振荡。
(2)步骤I:有气体参与的反应,在实验开始前需要检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验结果。所以组装好仪器后,需进行的操作为检查装置的气密性。
步骤III:要探究发热包的发热原理与铁钉生锈原理是否相同,需要先排除其他气体的干扰,所以充满干燥的空气,空气包含多种成分,观察整体情况,即操作②;然后充满干燥的二氧化碳,观察在没有氧气和水时装置内的情况,即操作③;单独探究氧气的影响,即操作④;最后注入蒸馏水,探究水和氧气共同作用的情况,即操作①。所以正确的操作顺序为②③④①;由实验中装置内氧气的体积分数下降且温度升高,这与铁钉生锈时消耗氧气并放热的现象一致,所以发热包的发热原理与铁钉生锈的原理相同。
(3)加入未使用的发热包中原料并注入少量蒸馏水后,装置内O2的体积分数降至2.8%,说明该原料能消耗氧气,因此可作脱氧剂(B)。除味剂一般利用吸附性,该原料不具备此性质;补铁剂需要含有能被人体吸收的铁元素,此处原料并非用于补铁,所以A、C不符合。故选B。
(4)铁生锈有利有弊。例如,利:利用铁生锈放热可制作暖宝宝,为人们在寒冷时提供热量;弊:铁制品生锈会导致其损坏,如铁锅生锈会缩短使用寿命,造成资源浪费。
9.(2024·江苏盐城·中考真题)2024年5月17日,中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线,顺利实现新能源汽车转型升级。
(1)汽车烤漆工艺既能助力汽车美观,更能防止车身生锈。其防锈原理是 。
(2)铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统,说明铜具有优良的 (填写物理性质)。
(3)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂()的锂电池为汽车提供动力,中显价,则Li元素的化合价为 价。
(4)生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是______(选填字母序号)。
A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大
B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低
C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好
(5)生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1000t含氧化铁()的赤铁矿石,理论上可以炼出纯铁的质量为 (写出计算过程)。
【答案】(1)隔绝氧气和水
(2)导电性
(3)+1
(4)ABC
(5)解:设产生铁的质量为x。
x=560t
答:可以炼出纯铁的质量为560t。
【详解】(1)铁在潮湿的空气中容易生锈,则烤漆的防锈原理是隔绝水和氧气;
(2)铜具有优良的导电性,则用于制作导线、铜质电路主板等;
(3)磷酸亚铁锂(LiFePO4)中磷酸根为-3价,铁元素化合价是+2,根据化合物中元素化合价代数和为零可知:x+(+2)+(-3)=0,x=+1,Li元素化合价是+1;
(4)A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大,正确;
B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低,正确;
C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好,正确;
故选:ABC。
(5)见答案。
1.(2024·甘肃兰州·中考真题)中国古代文献记载了丰富的化学知识。下列说法不正确的是
A.《周易》记载“泽中有火”,是指甲烷气体在池沼水面上起火的现象
B.《为侯景叛移梁朝文》记载“抽薪止沸,翦草除根”,蕴含着灭火的原理
C.《神农本草经》记载“水银…熔化(加热)还复为丹”,其中水银指金属汞
D.《本草纲目拾遗》记载“强水性最烈,能蚀五金(金银铜铅铁)”,强水为盐酸
【答案】D
【详解】A、湖泊池沼中腐烂的植物能产生沼气,沼气主要成分是甲烷,甲烷具有可燃性,则《周易》记载“泽中有火”,是指甲烷气体在池沼水面上起火的现象,说法正确,不符合题意;
B、《为侯景叛移梁朝文》记载“抽薪止沸,翦草除根”,蕴含着灭火的原理,其灭火原理是隔离可燃物,说法正确,不符合题意;
C、(神农本草经》记载“水银…熔化(加热)还复为丹”,其中水银指金属汞,说法正确,不符合题意;
D、《本草纲目拾遗》记载“强水性最烈,能蚀五金(金银铜铅铁)”,根据金属活动性顺序可知,金、银、铜的金属活动性比氢弱,因此金、银、铜均不能与盐酸反应,则该强水不是盐酸,说法错误,符合题意。
故选:D。
2.(2025·河南·中考真题)郑州古荥镇发现的汉代冶铁遗址,证实中原炼铁历史悠久。炼铁高炉内主要物质间转化关系如下图所示(“—”表示物质间能反应,“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知B为固体燃料,C为赤铁矿的主要成分。写出物质A在生产、生活中的一种用途: ;A转化为D的化学方程式为 ;C与D反应的化学方程式为 。
【答案】 灭火(合理即可)
【分析】因为已知B为固体燃料,C为赤铁矿的主要成分,则推断B是碳,C是氧化铁,D物质可以与氧化铁反应,碳也能与氧气不充分燃烧生成一氧化碳,故推断D是一氧化碳,一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳和碳在高温条件下反应生成一氧化碳,故A推断是二氧化碳,碳也能与氧气反应生成二氧化碳,代入物质符合图示转化关系。
【详解】①因为 A 是由碳反应生成且能转化为具有还原性的物质 D ,所以 A 是二氧化碳。二氧化碳在生产、生活中的用途有灭火等。
②由上述分析可知 A 是二氧化碳, D 是一氧化碳,二氧化碳和碳在高温条件下反应生成一氧化碳,化学方程式为:。
③C 是氧化铁, D 是一氧化碳,一氧化碳和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:。
3.(2025·云南·中考真题)阅读短文,回答问题。
《千里江山图》使用天然矿物颜料层层着色,历经千载依然厚重绮丽。
第一层以墨绘之。古人焚烧植物,收集火烟凝成的黑灰制得最早的炭黑。第二层以赭石上红色,其主要成分为Fe2O3.第三、四层均上绿色,此色从石绿取之,石绿的主要成分为。第五层上青色,此色取自石青,主要成分为。
矿物颜料为《千里江山图》增添了极大的色彩魅力,让这幅古画在历史长河中熠熠生辉。
(1)以墨绘画长久不变色,原因是常温下碳具有 性。
(2)赭石的主要成分中,金属元素的化合价为 。工业上也可用赭石和一氧化碳炼铁,其化学方程式为 。
(3)石绿在一定条件下会转化为石青,其化学方程式为,则X的化学式为 。
【答案】(1)稳定
(2) +3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)H2O
【详解】(1)以墨绘画长久不变色,原因是常温下碳具有稳定性;
(2)赭石主要成分为Fe2O3,氧化铁中的氧元素化合价为-2,根据化合物化合价代数和为0可得铁元素化合价为+3;
工业上一氧化碳和氧化铁高温下生成铁和二氧化碳,化学方程式为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目不变,反应前有6个Cu原子,6个H原子、4个C原子和17个O原子,反应后有6个Cu原子,4个H原子、4个C原子和16个O原子,故X有2个H原子、1个O原子,X的化学式为H2O。
4.(2025·黑龙江·中考真题)金属矿物是宝贵的自然资源。
(1)图一展示了古代炼铁的过程,其中将生铁炼成熟铁(钢)的原理是 。
(2)图二是现代高炉炼铁的过程,写出反应3的化学方程式 。
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%-40%,请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法 。
(4)某化工厂为回收废旧金属,向含有和的废液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣,滤渣中可能含有 (填化学式,下同),滤液中的溶质是 。
【答案】(1)降低含碳量
(2)
(3)刷漆、涂油(合理即可)
(4) Zn
【详解】(1)生铁含碳量为2%∼4.3%,钢的含碳量为0.03%∼2% ,将生铁炼成熟铁(钢)的原理是降低生铁中的含碳量。
(2)炼铁高炉中,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。
(3)金属锈蚀是金属与氧气、水等发生化学反应。刷漆、涂油可在金属表面形成保护膜,隔绝氧气和水;电镀能在金属表面镀上一层其他金属,防止金属锈蚀。
(4)金属活动性Zn>Cu>Ag,向含有AgNO3和Cu(NO3)2的废液中加入锌粉,锌先与AgNO3反应:,AgNO3反应完,若还有锌粉,锌再与Cu(NO3)2反应:。得到无色滤液,说明Cu(NO3)2完全反应,滤渣中一定有Ag、Cu,可能有过量的Zn;滤液中的溶质只有Zn(NO3)2。
5.(2025·贵州·中考真题)在推进中国式现代化建设的进程中,桥梁是贵州一张亮丽的名片。金属材料在桥梁建造中发挥着重要作用。
(1)桥梁的金属材料
①建造桥梁使用的金属材料主要有铁、锌、铝、钢丝、镀锌钢丝、镀锌铝钢丝等。其中属于合金的是 (选填一种)。
②将赤铁矿()、焦炭和石灰石一起加入高炉。在高温下,炉内和反应得到,反应的化学方程式为 。
(2)金属材料的制造
一种超高强度锌铝合金镀层钢丝生产的主要工序如下:
①“酸洗”时,将钢丝放入酸洗槽中除去钢丝表面的铁锈。若“酸洗”时间过长,铁会被稀盐酸腐蚀,原理是 (用化学方程式表示)。
②“镀锌”利用了锌的活动性强于铁为钢丝提供保护。验证金属活动性选用的试剂是 。
③“镀锌铝”时,镀层厚度随浸镀时间和温度变化关系如图,若需生产镀层厚度的锌铝镀层钢丝,最好控制时间和温度为 。
(3)金属材料腐蚀及防护
①在镀层中加入适量可调节镀层的耐腐蚀性能。取含质量分数为的镀层测试镀层腐蚀速率的结果如图,镀层的腐蚀速率随镀层中不同、质量分数变化的规律是 。
②某桥梁主缆采用钢丝,工程师为了缆索主缆不被腐蚀,设计了桥梁干燥系统如图。说明缆索主缆的防护原理 。
【答案】(1) 钢丝/镀锌钢丝/镀锌铝钢丝
(2) 铁片和硫酸锌溶液(合理即可) 600~800s,460℃
(3) Zn质量分数由95降低到93.5,Mg质量分数由0增大到1.5过程中,腐蚀速率下降;Zn质量分数由93.5降低到92,Mg质量分数由1.5增大到3过程中,腐蚀速率上升 利用干燥空气的流动,除去缆索主缆中的水、粉尘和其他污染物
【详解】(1)①铁、锌、铝属于纯金属,钢丝、镀锌钢丝、镀锌铝钢丝均属于合金;
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;
(2)①若“酸洗”时间过长,铁会被稀盐酸腐蚀,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为;
②活泼金属可以将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,则验证金属活动性Zn>Fe,可选用的试剂是铁片和硫酸锌溶液、锌片和硫酸亚铁溶液等;
③由镀层厚度随浸镀时间和温度变化关系图可知,若需生产镀层厚度900μm的锌铝镀层钢丝,最好控制时间和温度为600~800s,460℃;
(3)①分析图像可知,Zn质量分数由95降低到93.5,Mg质量分数由0增大到1.5过程中,腐蚀速率下降;Zn质量分数由93.5降低到92,Mg质量分数由1.5增大到3过程中,腐蚀速率上升;
②分析桥梁干燥系统图可知,其是利用干燥空气的流动,除去缆索主缆中的水、粉尘和其他污染物,从而达到对缆索主缆防护的目的。
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第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
考点一 常见金属矿石
1.(2024·广西·中考真题)广西铝土矿资源丰富.铝土矿的主要成分是
A.二氧化硅 B.氧化铝 C.四氧化三铁 D.碳酸钙
2.(2024·山东临沂·中考真题)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
3.(2024·江苏苏州·中考真题)下列有关金属的说法正确的是
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
4.(2023·黑龙江大庆·中考真题)已知A、D是生活中常见的金属,B是磁铁矿的主要成分,C是铝土矿的主要成分。它们之间的转化关系如图(部分产物已略去):
(1)B中金属元素的化合价有 。
(2)写出反应①的化学方程式 。
(3)化学反应除四种基本反应类型外,还有一类非常重要的反应——氧化还原反应,其特征是反应前后元素的化合价发生变化,不一定有氧的得失,则反应①②③中不属于氧化还原反应的是 。
(4)在和的混合溶液中,加入一定量的金属D,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定存在的金属有 。
考点二 工业炼铁的原理及装置
5.(2025·山东滨州·中考真题)中华民族在认识、改造和应用物质方面有着光辉灿烂的文明史。下列不属于化学变化的是
A.陶瓷烧制 B.工业炼铁
C.甲骨刻字 D.火药爆炸
6.(2025·吉林·中考真题)竖炉炼铁的工艺流程如图所示。催化反应室中发生的反应之一为:。下列分析正确的是
A.赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量 B.原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C.合成气中X的化学式为 D.赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
7.(2025·湖南长沙·中考真题)“双碳”背景下,“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。下图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。
(1)固化利用能减少的排放,防止 效应的进一步增强。
(2)电解水制氢气的化学方程式为 。
(3)“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是 。
8.(2025·四川·中考真题)利用赤铁矿石(主要成分为)炼铁的工艺流程示意图如下所示。回答下列问题:
(1)将矿石粉碎的目的是 。
(2)还原反应室中发生反应的化学方程式为 (任写一个)。
(3)催化反应室中发生的反应之一为。其中的化学式为 。
(4)燃烧室为还原反应室提供热量,其中的能量转化是将 能转化为热能。
(5)铁具有广泛的用途,举一例 。写出日常生活中防止铁制品生锈的一种方法 。
考点三 一氧化碳还原氧化铁实验
9.(2025·四川·中考真题)实验室利用如图装置模拟工业炼铁,有关说法错误的是
A.澄清石灰水可检验生成的
B.将尾气点燃,可防止污染空气
C.“炼铁”的化学方程式为
D.实验得到的固体产物能被磁铁吸引
10.(2025·四川凉山·中考真题)下列化学方程式和相应说法均正确的是
A.S+O2SO2硫在空气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
B.3CO+Fe2O32Fe+3CO2该反应属于置换反应
C.C+CO22CO该反应要吸收热量
D.Fe+ZnSO4=Zn+FeSO4该反应说明Fe的金属活动性比Zn强
11.(2024·山东临沂·中考真题)铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题:
(1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。
(2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺,该反应的化学方程式为 。
(3)由实验3可知,铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与 发生化学反应的过程。
12.(2024·山东滨州·中考真题)小明和同学们在学习了工业炼铁的原理后,想通过自制一氧化碳模拟工业炼铁的化学原理。
【查阅资料】①二氧化碳和炭粉在高温的条件下生成一氧化碳;
②饱和碳酸氢钠溶液不与二氧化碳反应;
③饱和碳酸氢钠溶液能吸收氯化氢气体;
④一氧化碳既不与氢氧化钠溶液反应也不与澄清石灰水反应;
【设计并进行实验】同学们设计并进行了下图所示的实验(装置气密性良好);
【实验分析】请结合实验完成下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 ;
(2)装置C的作用是 ;
(3)装置E中发生反应的化学方程式为 ;
(4)反应完毕,装置H中玻璃管内观察到的现象是 ,该反应的还原剂是 (填化学式);
(5)装置J中点燃的酒精灯的作用是 。
考点四 废弃金属对环境的影响及回收
13.(2025·江苏苏州·中考真题)在垃圾分类中,空的铝质易拉罐应属于
A.可回收物 B.有害垃圾
C.厨余垃圾 D.其他垃圾
14.(2025·山东烟台·中考真题)2025年世界环境日中国主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一主题的是
A.积极参与垃圾分类投放 B.深埋废旧电池防止污染
C.设计家庭低碳行动方案 D.回收化学实验后的废液集中处理
15.(2024·西藏·中考真题)青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是
A.将铁制品放在潮湿的空气里
B.在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C.废旧金属回收利用可以节约金属资源
D.有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
16.(2024·湖北武汉·中考真题)化学与生产生活息息相关。下列说法正确的是
A.废旧金属不可回收利用 B.油锅着火可用锅盖盖灭
C.青少年缺钙会引起贫血 D.石墨可用于切割大理石
17.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)垃圾是放错位置的资源,合理的垃圾分类与有效的垃圾回收和利用必不可少。
(1)“垃圾分类,从我做起”,下列四种可回收物中,能获得金属的是___________。
A.废纸板 B.塑料矿泉水瓶 C.废旧铁锅 D.破损的玻璃瓶
(2)回收利用废旧金属具有什么意义?(答一点即可)
(3)铁制垃圾箱常采用喷漆的方法进行防锈,其防锈原理是什么?
18.(2024·宁夏·中考真题)2024年5月1日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。
(1)纯铜可制作航母电缆,主要利用了其优良的 性。
(2)《天工开物》中记载了我国古代“淘洗铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼技术。现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁,反应的化学方程式为 。
(3)铁的合金比纯铁的应用更广泛,原因是 。
(4)废旧金属回收利用的意义在于 (写一条)。
(5)锰钢是建造航母常用的金属材料。已知锰加入稀硫酸中有气泡产生。实验室现有以下试剂:
①锰片②铜片③稀硫酸④硫酸铜溶液⑤硫酸锰溶液
请你选择一组试剂比较铜、锰的金属活动性强弱 (填序号)。
考点五 钢铁的锈蚀
19.(2024·甘肃兰州·中考真题)下列化学知识的应用或解释正确的是
A.金刚石硬度大,可用来裁玻璃 B.汽油除去油污是利用了乳化原理
C.铁生锈是因为铁与水或者氧气接触 D.红磷燃烧产生大量白雾,可用于制造烟雾弹
20.(2025·山东青岛·中考真题)下列做法有利于防止金属生锈的是
A.自行车淋雨后未及时擦干 B.给室外铁制篮球架刷油漆
C.将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D.经常用食盐水清洗铁制品
21.(2025·广西·中考真题)下列对铁片的处理方式中,容易导致其生锈的是
A.在表面喷漆 B.制成不锈钢 C.在表面涂油 D.泡在海水中
22.(2025·陕西·中考真题)下图实验均可完成空气中氧气含量的测定。关于甲、乙实验下列说法正确的是
A.反应条件相同 B.都会生成黑色固体
C.实验过程中乙实验更环保 D.红磷、铁粉的用量对实验结果不会产生影响
23.(2025·吉林长春·中考真题)铁和铁合金作为金属材料一直被广泛应用。
(1)钢是铁合金。钢的硬度比纯铁 。
(2)写出一种生活中的铁制品: 。
(3)铁能与空气中的水和 发生化学反应生成铁锈(主要成分是)。因此,生活中我们应采取相应措施防止铁制品生锈。
(4)用配制波尔多液时,不能使用铁制容器,原因是。铁可以把铜从溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜 。
考点六 金属的防锈措施
24.(2024·辽宁·中考真题)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
25.(2025·山东德州·中考真题)铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是
A.喷漆的栏杆 B.涂油的链条 C.未擦干的铁锅 D.不锈钢保温杯
26.(2025·四川乐山·中考真题)如图是某农家乐柴火灶示意图,下列叙述不正确的是
A.生火时,先点燃树叶再放入木柴,是因为树叶燃烧不需要氧气
B.将柴草放入炉灶后要架空,有利于柴草充分燃烧
C.为防止生锈应将使用后的铁锅擦干
D.燃烧时烟囱里的气体中氧气的体积分数小于21%
27.(2024·吉林·中考真题)蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳,其填充物的主要成分是:铁粉、食盐和活性炭等。
(1)全国资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和 反应。
(2)金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要 保存,防止铁粉生锈;
(3)结合上述问题,谈谈你对铁生锈利或弊的认识 。
28.(2025·四川广元·中考真题)我国古代很多发明创造与化学工艺有关。如图是西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯。
(1)雁鱼灯的灯体采用青铜材质,青铜与铜相比的优点是 (写一点即可)。
(2)将灯罩关闭即可将火焰熄灭,其原理是 。
(3)我国在西汉时期已经发现铁与硫酸铜溶液反应会生成铜,该反应的化学方程式为 。
(4)据《汉书》记载“高奴县有洧水可燃”,洧水即石油,石油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(5)雁鱼灯出土时表面某些部分存在绿色锈斑。该绿色锈斑的主要成分是碱式碳酸铜【】,可以推知,铜锈蚀的过程是金属铜与、 (填两种物质的化学式)发生反应的过程。
(6)时至今日,防止金属腐蚀仍是保护金属资源的重要途径,请提出一条防止金属腐蚀的建议 。
考点七 探究铁生锈的条件
29.(2025·江苏盐城·中考真题)下列实验中不会观察到的现象是
A.实验甲:点燃蜡烛刚熄灭时产生的白烟,蜡烛重新燃烧
B.实验乙:相互刻画,铝片上有划痕,铝合金片上没有划痕
C.实验丙:试管中液体变为紫红色
D.实验丁:几天后铁钉上出现锈斑
30.(2025·青海西宁·中考真题)模型认知是化学核心素养之一,下列化学模型不正确的是
A.铁制品锈蚀条件
B.微粒与元素的关系
C.反应类型之间的关系
D.实验室制取气体的一般思路和方法
31.(2025·上海·中考真题)讨论铁钉的生锈条件,设计如下实验,说明如何预防铁制品的生锈。
(1)完成下列表格:
画出正确的图:
现象
铁钉生锈
铁钉未生锈
结论:铁生锈与氧气、水有关。
(2)铁在空气中加热会生成四氧化三铁薄膜,写出化学方程式: ;
(3)铁可以在空气生成酥松的铁锈,而四氧化三铁可以防止生锈,那么四氧化三铁和氧化铁生成条件的区别是 ;
(4)防铁锈的方法 。
1.(2025·江苏苏州·中考真题)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录
实验编号
活性炭质量/g
食盐质量/g
温度上升值/℃
1
0
0
0.1
2
0.2
0
22.0
3
0.1
3.1
4
0.2
0.1
56.3
下列说法正确的是x
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
2.(2025·四川广安·中考真题)设计合理的实验方案是实验成功的保障。下列图示实验方案能达到目的的是
A.探究物质燃烧是否需要氧气
B.探究空气中氧气的含量
C.鉴别氢气和甲烷
D.探究铁生锈是否与水有关
A.A B.B C.C D.D
3.(2025·山东日照·中考真题)氢能是理想清洁能源,在一定条件下利用铁及其氧化物可循环制氢,所有反应物、生成物如图所示。下列说法错误的是
A.反应器I中发生两个还原氧化铁的反应
B.反应器III中发生化合反应
C.该循环过程中有3种元素的化合价发生变化
D.反应器Ⅱ中反应为
4.(2025·山东烟台·中考真题)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质 ,所以自然界中的铁元素大多以 形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是 。
任务二:认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是 (写一种物质)溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有 (性质)。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入到冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是 。
5.(2024·山东青岛·中考真题)钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。
(1)早在春秋时期,我国就掌握了炼铁方法,其原理是,反应过程中化合价降低的元素是 。
(2)如今铁制品应用于生活的方方面面。如用铁锅做饭,主要因为铁具有 性。
(3)不锈钢不易生锈,铁容易生锈,二者性质不同的原因是 。请列举一条生活中防止铁锅生锈的方法 。铁制品生锈时应及时除锈,生产中可用盐酸除铁锈(主要成分是),反应的化学方程式为 。
(4)随着生产力的发展,我国炼铁技术又有新突破,是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,其制备的简易流程如图所示。
制备时,先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是 ,制备过程中可循环利用的物质是 。
6.(2025·海南·中考真题)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3~6秒即可完成传统高炉5~6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高温
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
7.(2024·天津·中考真题)金属材料在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)“天津之眼”摩天轮的轿厢使用铝合金材料,利用铝合金的性质是______(填序号)。
A.良好的导电、导热性
B.密度小且抗腐蚀性强
(2)工业上炼铁原理是利用一氧化碳与氧化铁在高温下反应,该反应的化学方程式为 。
(3)“乌铜走银”是我国特有的铜制工艺技术,迄今已有300余年的历史。该工艺的废料经初步处理后可得到硝酸银和硝酸铜的混合溶液,向其中加入一定量的金属锌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤液中含有的溶质为 (填化学式)。
(4)我国神舟载人飞船上的天线使用了钛镍合金,其中镍(Ni)和铁的金属活动性相近,该元素常见的化合价为+2价。将8g镍加入到一定量的硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到金属混合物8.5g,则该混合物中铜的质量为 g。
8.(2025·山东·中考真题)暖身贴可持续发热,能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂(具有吸水、保水功能)、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
(1)验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出,进行实验。
步骤
操作
现象
结论
I
将磁铁靠近原料
部分黑色粉末被磁铁吸引
原料中含有铁粉
II
将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内,加入适量 振荡
黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色
(2)探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包,发现其中有红棕色物质,同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉(含等)生锈的原理相同。利用图1装置(夹持装置已略去)进行实验。
步骤I:组装好仪器后,需进行的操作为 。
步骤II:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠,向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤III:进行以下操作,测得装置内的体积分数和温度变化如图2,正确的操作顺序为 (用①②③④表示)
①推动注射器,向装置内注入蒸馏水,静置1000s。
②打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的空气,关闭止水夹a、b,静置1000s。
③打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
④打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
由实验可知,发热包的发热原理与铁钉生锈的原理 (选填“相同”或“不同”)。
(3)拓展应用
另取图1装置,加入未使用的发热包中原料,并注入少量蒸馏水。一段时间后,装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作___________(填标号)。
A.除味剂 B.脱氧剂 C.补铁剂
(4)反思交流
经过本次探究,结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊,我们要辩证地看待问题,让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。 。
9.(2024·江苏盐城·中考真题)2024年5月17日,中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线,顺利实现新能源汽车转型升级。
(1)汽车烤漆工艺既能助力汽车美观,更能防止车身生锈。其防锈原理是 。
(2)铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统,说明铜具有优良的 (填写物理性质)。
(3)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂()的锂电池为汽车提供动力,中显价,则Li元素的化合价为 价。
(4)生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是______(选填字母序号)。
A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大
B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低
C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好
(5)生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1000t含氧化铁()的赤铁矿石,理论上可以炼出纯铁的质量为 (写出计算过程)。
1.(2024·甘肃兰州·中考真题)中国古代文献记载了丰富的化学知识。下列说法不正确的是
A.《周易》记载“泽中有火”,是指甲烷气体在池沼水面上起火的现象
B.《为侯景叛移梁朝文》记载“抽薪止沸,翦草除根”,蕴含着灭火的原理
C.《神农本草经》记载“水银…熔化(加热)还复为丹”,其中水银指金属汞
D.《本草纲目拾遗》记载“强水性最烈,能蚀五金(金银铜铅铁)”,强水为盐酸
2.(2025·河南·中考真题)郑州古荥镇发现的汉代冶铁遗址,证实中原炼铁历史悠久。炼铁高炉内主要物质间转化关系如下图所示(“—”表示物质间能反应,“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知B为固体燃料,C为赤铁矿的主要成分。写出物质A在生产、生活中的一种用途: ;A转化为D的化学方程式为 ;C与D反应的化学方程式为 。
3.(2025·云南·中考真题)阅读短文,回答问题。
《千里江山图》使用天然矿物颜料层层着色,历经千载依然厚重绮丽。
第一层以墨绘之。古人焚烧植物,收集火烟凝成的黑灰制得最早的炭黑。第二层以赭石上红色,其主要成分为Fe2O3.第三、四层均上绿色,此色从石绿取之,石绿的主要成分为。第五层上青色,此色取自石青,主要成分为。
矿物颜料为《千里江山图》增添了极大的色彩魅力,让这幅古画在历史长河中熠熠生辉。
(1)以墨绘画长久不变色,原因是常温下碳具有 性。
(2)赭石的主要成分中,金属元素的化合价为 。工业上也可用赭石和一氧化碳炼铁,其化学方程式为 。
(3)石绿在一定条件下会转化为石青,其化学方程式为,则X的化学式为 。
4.(2025·黑龙江·中考真题)金属矿物是宝贵的自然资源。
(1)图一展示了古代炼铁的过程,其中将生铁炼成熟铁(钢)的原理是 。
(2)图二是现代高炉炼铁的过程,写出反应3的化学方程式 。
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%-40%,请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法 。
(4)某化工厂为回收废旧金属,向含有和的废液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣,滤渣中可能含有 (填化学式,下同),滤液中的溶质是 。
5.(2025·贵州·中考真题)在推进中国式现代化建设的进程中,桥梁是贵州一张亮丽的名片。金属材料在桥梁建造中发挥着重要作用。
(1)桥梁的金属材料
①建造桥梁使用的金属材料主要有铁、锌、铝、钢丝、镀锌钢丝、镀锌铝钢丝等。其中属于合金的是 (选填一种)。
②将赤铁矿()、焦炭和石灰石一起加入高炉。在高温下,炉内和反应得到,反应的化学方程式为 。
(2)金属材料的制造
一种超高强度锌铝合金镀层钢丝生产的主要工序如下:
①“酸洗”时,将钢丝放入酸洗槽中除去钢丝表面的铁锈。若“酸洗”时间过长,铁会被稀盐酸腐蚀,原理是 (用化学方程式表示)。
②“镀锌”利用了锌的活动性强于铁为钢丝提供保护。验证金属活动性选用的试剂是 。
③“镀锌铝”时,镀层厚度随浸镀时间和温度变化关系如图,若需生产镀层厚度的锌铝镀层钢丝,最好控制时间和温度为 。
(3)金属材料腐蚀及防护
①在镀层中加入适量可调节镀层的耐腐蚀性能。取含质量分数为的镀层测试镀层腐蚀速率的结果如图,镀层的腐蚀速率随镀层中不同、质量分数变化的规律是 。
②某桥梁主缆采用钢丝,工程师为了缆索主缆不被腐蚀,设计了桥梁干燥系统如图。说明缆索主缆的防护原理 。
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