9.1常见的金属材料题型专练--2026-2027学年九年级化学鲁教版 下册

鲁教版（2024）九年级下册 9.1　常见的金属材料 题型专练 【题型1】常见金属的物理性质及用途 【典例】下列金属常温下为液态的是（　　） A.铁 B.汞 C.铜 D.锌 【举一反三1】固定房门的“门吸”是金属材料。该金属能被磁铁吸引，其制作材料可能含有(　　) A.铜    B.铝    C.铁    D.锌 【举一反三2】镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成镁镍合金，再经如图所示的真空蒸馏，可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是（　　） A.合金的硬度一般比其组成金属的小 B.镁的沸点比镍的高 C.真空蒸馏过程中，镁原子间的间隙发生改变 D.坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中 【举一反三3】认真阅读下列材料，回答有关问题。 明矾，化学式为KAl（SO4）2•12H2O，可溶于水，常用于净水，其原理是明矾在水中可以电离出钾离子、铝离子、硫酸根离子，其中铝离子在水中生成氢氧化铝胶体。氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种效果较好的絮凝净水剂。但铝元素在人体内过量富集时可能会引起阿尔茨海默病，因此自来水厂加入的絮凝剂常改用聚合氯化铵或聚合氯化铁等。 （1）氢氧化铝的化学式为 　          　。 （2）絮凝剂聚合氯化铵由氯化铵（NH4C1）制备而成，氯化铵中氮元素的化合价为 　     　价。 （3）铝在生活生产中有广泛应用，你认为下列用法必须加以控制的是 　     　（填字母代号）。 A．用铝箔包装糖果 B．用铝合金制高压电线 C．口服含铝药物 【举一反三4】请回答下列有关金属材料的问题。 （1）通过锤打可将金属加工成不同形状的金属制品，这是利用了金属的___________性。 （2）钢与纯铁比较，具有的优点有_____________。 （3）硬铝用于制造火箭、飞机的外壳，利用了硬铝_______小、_______大等优良性能。 【举一反三5】柯柯和悦悦设计了如右图的实验来比较铜、铝、铁三种金属的导热性。金属棒的一端在酒精灯上加热，一段时间后另一端的石蜡受热熔化，小针掉落。小针掉落的先后反映了金属棒导热能力的强弱。请你从对比实验的角度，说说图中实验设计有无需要改进之处。 【举一反三6】阅读短文，回答问题： 探月工程发现月球上有一定量的钛酸亚铁矿，钛酸亚铁矿的主要成分为，通过研究嫦娥五号月壤不同矿物中的氢含量，提出一种全新的基于高温氧化还原反应生产水的方法。科研人员发现，月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照，储存了大量氢。氢元素以氢原子的形式嵌在中，氢原子在月壤中可以稳定存在。我国科学家利用氢和氧化亚铁，在高温条件下制得了水和铁。当温度升高至以上时，月壤将会熔化，反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。 (1)中Ti元素化合价为+4价，中Fe化合价为：　　　　；图中铁原子的质子数是：　　　　。 (2)　　　　，请写出电解水的化学方程式：　　　　　　　，“人造空气”中除有大量少量之外，还有　　　　　　　 (3)为了使(2)中制得的铁硬度更大，耐腐蚀性更强，可以将铁制成　　　　。 【题型2】合金与合金的性质 【典例】中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”，即“中华人民共和国中央人民政府之印”，代表着熠熠生辉的共和国符号。它由铜胎铸字，不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是(　　) A.硬度较大 B.熔点较高 C.不溶于水 D.形状美观 【举一反三1】下列有关金属的说法正确的是(　　) A.常温下金属均为银白色固体 B.氧化铝属于合金的一种，有着广泛的用途 C.大多数金属元素在自然界中以化合物的形式存在 D.锈蚀后的铁制品没有回收价值，可以直接遗弃 【举一反三2】山西航空：我省高度重视航空航天产业发展，并建立了山西航空产业综合馆。飞机制造过程中会大量使用铝合金和钛合金，合金属于 　     　材料。铝合金和钛合金用于制造飞机利用了其具有 　        　的优良特性。 【举一反三3】用线段将下列物质与有关的描述连接起来。 青铜 不易生锈的铁合金 不锈钢 易生锈 硬铝 人类最早使用的合金 生铁 质轻、强度高 【举一反三4】下列说法是否正确?若错误应当怎样改正? (请结合实例说明) (1)所有金属都有银白色光泽。 (2)所有金属的熔点都比水高，密度都比水大。 (3)所有金属的导电性和导热性都相同。 (4)合金的性质跟组成它的金属性质相同。 (5) 合金的熔点通常比组成它的金属高，硬度通常比组成它的金属小。 【题型3】合金的用途 【典例】下列有关金属材料的说法，不正确的是(　　) A.家用电器中都有金属材料 B.钢在纯氧中完全燃烧会有二氧化碳生成 C.纯铝比硬铝更适合制作飞机外壳承力框架 D.在日常生活和工农业生产中，大量使用的是合金，而非纯金属。 【举一反三1】合金的应用和发展印证了人类文明的进步。下列有关合金的说法不正确的是(　　) A.人类生产和使用铁器早于青铜器 B.生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金 C.不锈钢属于金属材料 D.合金拓宽了金属材料的应用范围 【举一反三2】下列有关金属材料的说法错误的是(　　) A. 生铁的含碳量比钢的含碳量高 B. 多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属的抗腐蚀性能更好 C. 铝是活泼金属,所以铝制品在空气中易腐蚀 D. 铜的导电性良好, 因此可用于制作导线 【举一反三3】化学就在我们身边，它与我们的生活息息相关。 请从“硬铝、二氧化碳、石墨、氮气、生石灰、铜丝”中选择适当的物质填空： (1)可用于制造飞机、轮船的是________。 (2)可用于制铅笔芯的是________。 (3)可用于人工降雨和灭火的物质________。 (4)常用作食品干燥剂的是________。 (5)可用于医疗上冷冻血液的制冷剂是________。 (6)可用于制作导线的是________。 【举一反三4】“化”说金属。 (1)铝及其合金常用于高压电缆，主要利用铝优良的　　　　。国之重器运－20飞机的制造大量使用铝合金，它利用了铝合金　　　　(填序号)的优点。 A. 密度小 B. 熔点高 C. 硬度大 D. 抗腐蚀性能好 (2)“福建舰”是我国首艘弹射型航空母舰，制造航母的主要材料是钢。钢与纯铁比，其硬度更　　　　(选填“大”或“小”)。 (3)《太清丹经要诀》中记载了制取“彩色金”的方法：将雄黄(As4S4)和锡粉(Sn)混合，“密固，入风炉吹之。令锅同火色，寒之。开，黄色似金”。 ①“彩色金”中　　　　(选填“含”或“不含”)金元素(Au)。 ②制取“彩色金”发生反应的化学方程式为As4S4＋2Sn 4As＋2X，X的化学式为　　　　。 (4)青铜是金属冶铸史上最早的合金，其主要成分是铜和锡。表中的A和B分别表示铜和青铜中的一种。《吕氏春秋》记载：“金(铜单质)柔锡(锡单质)柔，合两柔则刚”，据此判断A是　　　　。 物质 A B 硬度 2.5～3 5～6.6 【举一反三5】阅读科普短文, 回答问题: 打铁花 “打铁花”是一种传统的民间焰火表演艺术,其原理主要涉及生铁的熔化、氧化还原反应以及铁水的抛射过程。首先,将生铁加热至熔化。将生铁碎片投入火炉内的熔铁罐中,熔铁罐是用上等胶泥制作而成的。为提高加热效率,需要使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气。约半个时辰,熔铁罐里便会泛起铁水,其温度高达 1 600 ℃。 打铁花表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中,铁水液滴表面和内部都会发生剧烈的氧化还原反应。液滴表面在高温下被强烈氧化,形成一层固态外壳。液滴中的碳在高温下与氧气反应生成一氧化碳气体。液滴表面的固体外壳在内部气体的压力作用下爆裂,形成四处飞溅的铁花。 综上所述,打铁花现象的产生是重力、热能、氧化共同作用的结果。在古老的工艺中,这一景象不仅展示了匠人的技艺,也体现了自然力的美妙作用。 (1)生铁熔化为铁水属于　　　　(填“物理”或“化学”)变化,从微观角度分析,该变化的微观实质是　　　　。 (2)使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气可提高加热效率,其原理是　　　　。 (3)熔铁罐用的胶泥具有的性质是　　　　(写一点即可)。 (4)表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中后,发生反应的化学方程式为　　　　(写 1 个)。 (5)打铁花时形成四处飞溅的铁花与生铁中含有的　　　　有关。 【举一反三6】金属钛(Ti)是航空、军工、电力等方面的必需材料，具有奇特的性能，被誉为“未来金属”。以金红石(主要成分是TiO2)为原料制备金属钛的工艺流程如图所示，请回答下列问题。 (1)金红石属于　　　　(选填“纯净物”或“混合物”)。 (2)电解槽中发生反应的化学方程式为：　　　　。 (3)氯化炉中发生反应的化学方程式为2Cl2＋TiO2＋2C TiCl4＋2X，X的化学式为　　　　，钛元素的化合价　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。 (4)还原炉中发生反应的条件是高温和氩气氛围，氩气的作用是　　　　。 (5)钛合金与人体有很好的相容性，因此医疗上可用来制造　　　　。 【题型4】工业炼铁的原理及装置 【典例】下列关于金属的正确的是（　　） A.人类使用金属铝的年代早于铜、铁 B.“真金不怕火炼”表明金（Au）在高温条件下也很难与氧气反应 C.通过高炉炼得的铁为纯铁 D.钨的熔点高，可用于制造保险丝 【举一反三1】下列有关正确的是（　　） A.高炉炼铁实质是利用焦炭将铁从它的氧化物中还原出来 B.合金的熔点比组成它的金属熔点低，纯铁的熔点比生铁的熔点高 C.“钻木取火”是通过摩擦生热提高木材的着火点 D.置换反应中一定有单质和化合物参加，所以有单质和化合物参加的反应一定都是置换反应 【举一反三2】化学与生活息息相关。 （1）中医药是中华民族的瑰宝之一，许多的中药材都有特殊的气味，从微观角度分析能闻到中药味的原因是 　          　；保存中药材常用生石灰防潮，其原理是 　                  　（用化学方程式表示）； （2）桂林产的罗汉果采用真空包装可延长其保质期，其原理是 　                  　； （3）工业上利用一氧化碳把铁从赤铁矿中还原出来，利用了一氧化碳的 　     　性； （4）电解水是太空舱供氧的一种方式，与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是 　        　。 【举一反三3】某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如下图所示。 写出上述反应（1）、（2）、（3）的化学方程式。 【题型5】还原反应、还原剂、氧化剂 【典例】木炭与氧化铜在高温条件下发生反应，一氧化碳与氧化铜在加热条件下发生反应。关于这两个反应，下列说法不正确的是(　　) A.气体生成物相同 B.固体的颜色变化相同 C.木炭和一氧化碳都属于氧化剂 D.氧化铜都发生了还原反应 【举一反三1】碳在一定条件下能与CuO反应：C+2CuO2Cu+CO2↑，发生还原反应的物质是（　　） A.C B.CuO C.Cu D.CO2 【举一反三2】有元素化合价变化的化学反应叫氧化还原反应。其中所含某元素化合价降低的反应物是氧化剂，所含某元素化合价升高的反应物是还原剂。在3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中，氧化剂是(　　) A.Cu B.HNO3 C.Cu(NO3)2 D.NO 【举一反三3】初中阶段：物质得氧和失氧的反应是氧化还原反应；高中阶段：凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。元素化合价升高的为还原剂，发生氧化反应；元素化合价降低的为氧化剂，发生还原反应；氧化反应和还原反应同时发生的，这样的反应称为氧化还原反应。请回答下列问题： (1)根据化合价改变判断下列化学反应中，属于氧化还原反应的是___________ (选填字母序号)，该反应的还原剂是___________ (填化学式)。 A.CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ B.Fe+CuSO4═Cu+FeSO4 C.H2CO3CO2↑+H2O D.CaO+H2O═Ca(OH)2 (2)下列反应中，氧化反应与还原反应在同一元素中进行的是___________。(选填字母序号) A.Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O B.4P+5O22P2O5 C.Zn+CuCl2═Cu+ZnCl2 D.3NO2+H2O═2HNO3+NO (3)在化学的学习过程中，为方便推测某些复杂物质的化学性质，可将其化学式改用常见物质的化学式表示。如碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]可改为Cu(OH)2•CuCO3。 ①举重运动员常用碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]粉末抹在手掌以增大摩擦力，参照以上方法，碱式碳酸镁的化学式可改写为______________________。 ②某些茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠(可表示为2Na2CO3•H2O2)。将过碳酸钠溶入水中有大量气泡产生，其原因是：______________________。 【举一反三4】中华文明源远流长，蕴含着深邃的哲学智慧和丰富的实践经验。 (1)姜夔“高花未吐，暗香已远”蕴含科学道理，从分子角度分析“暗香已远”的原因是　　　　　　。 (2)“漉海盐千斛，裁冈枣万株”，出自清代顾炎武的《莱州》。这里的“漉海盐”指的是通过晒海水来制盐的过程，“盐”主要指氯化钠，氯化钠是由　　　　构成的。 (3)刘禹锡《浪淘沙》中写道：“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”。其中的“淘”和“漉”相当于化学实验中的　　　　操作。 (4)《本草经集注》记载：“强烧之，紫青烟起…云是真硝石也”。“硝石”主要成分是KNO3，KNO3中氮元素的化合价为　　　　。 (5)苏轼“投泥泼水愈光明”中“投泥泼水”反映的化学原理是，该反应中发生还原反应的物质是　　　　。“愈光明”指的是　　　　(填写物质化学式)燃烧的结果。 (6)《天工开物》记载：“煤饼烧石成灰”。“石”主要成分是CaCO3，“灰”指CaO，“烧石成灰”可用化学方程式表示为　　　　，该反应属于　　　　(填基本反应类型)。 【举一反三5】芯片是电脑、智能家电等的核心部件，生产芯片的半导体材料有硅、锗(Ge)、砷化镓(GaAs) 等，应用比较广泛的是硅。如图是工业上以石英砂(主要成分是SiO2) 为原料制取高纯硅的一种工艺流程。回答下列问题。 (1)制造芯片要用到高纯硅，硅属于　　　　(填“金属”或“非金属”)元素。 (2)地壳中硅元素的含量仅次于　　　　 元素，在生产过程中将石英砂粉碎的目的是　　　　。 (3)焦炭在反应I中体现出　　　　(填“还原”或“氧化”)性。 (4)在使用氢气前，应先检验氢气的　　　　  。 【举一反三6】木炭是生活中常见物质，回答以下有关木炭的问题。 (1)木炭燃烧时，木炭和氧气的质量比约为1：2，则生成气体为　　　　(填“纯净物”或“混合物”)。 (2)实验1中两支试管装满红棕色气体，向其中分别加入等质量的金刚石和木炭，一段时间后，可观察到　　　　(填字母)。 A．试管中红棕色消失 B．同时打开两个弹簧夹，烧杯中的水进入试管 C．试管中红棕色消失 D．同时打开两个弹簧夹，烧杯中的水进入试管 (3)实验2中，木炭发生　　　　(填“氧化反应”或“还原反应”)。其中金属网罩的作用是　　　　。 【题型6】含杂质物质的化学反应的有关计算 【典例】某炼铁厂用赤铁矿石冶炼生铁。若要炼得1 120 t含铁90%的生铁,需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是(　　) A.1 500 t　    B.1 440 t C.1 800 t　    D.1 980 t 【举一反三1】某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%，则该矿石样品中Fe2O3的质量分数为（　　） A.95%                      B.85%                      C.90%                      D.80% 【举一反三2】黄铜是一种重要的金属材料，是铜和锌的合金，可以用于制造机器、电器零件及日常用品。为了测定某黄铜样品中铜的质量分数，取 10 g 该黄铜样品粉末加入稀硫酸中，恰好完全反应，产生氢气 0.1 g。试求： （1）该黄铜样品中锌的质量。 （2）该黄铜样品中铜的质量分数。 【举一反三3】某炼铁厂采购了一批含 480 万吨氧化铁的赤铁矿，若不计生产过程中铁的损耗，则这批赤铁矿生产的生铁中含铁多少万吨？ 【题型7】木炭还原氧化铜实验 【典例】按如图进行实验，有关说法及错误的是（　　） A.烘干的木炭粉末与CuO 粉末须混合均匀 B.网罩的作用是集中火焰，提高温度 C.可观察到澄清石灰水变浑浊 D.产生的气体一定没有CO 【举一反三1】按如图进行实验，下列分析或结论正确的是（　　） A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始 B.实验结束应立即倒出粉末 C.木炭能使氧化铜还原为铜 D.固体减少的质量一定等于生成CO2的质量 【举一反三2】按下列图1所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验时试管中固体的质量随加热时间的变化如图2所示。下列分析正确的是(　　) A.M点可观察到红色固体开始变黑 B.M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 C.N点对应的固体物质只有两种 D.实验结束时应先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 【举一反三3】我国青铜器的铸造和使用具有悠久的历史，探寻铜锈的奥秘有利于保护青铜文物。火的使用促进了炼铜技术的发展。采用火法炼铜时，木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，写出反应的化学方程式：　　　　　　。 【举一反三4】化学是一门以实验为基础的学科，请回答问题。 (1)小涛设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量(反应原理可简化为暖宝宝贴中铁粉生锈消耗氧气)，实验装置如图1所示。待反应结束、装置冷却至室温后，打开弹簧夹，观察到从量筒中流入集气瓶中的水的体积为46mL。 ①计算测得空气中氧气的含量为　　　　。 ②若量筒读数时，实验开始前俯视读数，结束后仰视读数，则测得空气中氧气的含量　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (2)图2为探究碳单质与氧化铜反应的实验。打开弹簧夹，用酒精喷灯加热混合物几分钟。然后先撤出导管，停止加热，用弹簧夹夹紧乳胶管，待试管a冷却。 ①实验中试管a内观察到的现象是　　　　。 ②停止加热后，用弹簧夹夹紧乳胶管的目的是　　　　。 【举一反三5】某化学兴趣小组对木炭粉和氧化铜反应的实验装置进行了如图改进，请回答下列问题： (1)判断木炭粉与氧化铜已经反应的依据是　　　　。 (2)与传统装置相比，该装置的优点是　　　　(写一个)。 【题型8】一氧化碳的性质与用途 【典例】元素化合价和物质类别是认识物质的两个重要维度。下图为碳及其化合物的价类二维图，下列说法不正确的是(　　) A.M点物质无毒，但不能供给呼吸 B.C点物质与N点物质均可用于冶炼金属 C.M点物质与N点物质在一定条件下能相互转化 D.M点物质能使被石蕊溶液染成紫色的干燥小花变红 【举一反三1】在一定条件下，下列物质不能把铜从氧化铜中还原来的是（　　） A.木炭 B.氢气 C.一氧化碳 D.氧气 【举一反三2】科学研究发现，金星大气的成分之一是三氧化二碳()，实验证明的化学性质与CO相似。下列关于的叙述错误的是(　　) A.组成：由CO和混合而成 B.用途：可用于冶金工业 C.性质：有可燃性 D.分类：属于氧化物 【举一反三3】甲、乙、丙是初中化学常见的物质，三种物质都含有同一种元素，它们之间有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件略去)。 (1)若甲、乙、丙都含有地壳中含量最多的元素，甲、乙组成元素相同，丙是单质，则甲转化为丙的化学方程式为　　　　。 (2)若甲、乙、丙都含有碳元素，甲为单质，乙、丙组成元素相同，乙是有毒气体，则乙转化为丙的化学方程式为　　　　，丙的一种用途为　　　　。 【举一反三4】同学们在学习中以结构图的形式对一氧化碳的相关知识进行了梳理，请你一同完成以下内容。 (1)一氧化碳由　　　　构成。 (2)一氧化碳的物理性质是　　　　(写一条)。 (3)一氧化碳的用途是　　　　(写一条)，有关反应的化学方程式是　　　　。 (4)一氧化碳在使用时的注意事项是　　　　。 【举一反三5】我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代江西人宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知：Zn的冶炼温度为904℃，沸点为906℃。)请结合图文信息，分析思考，解决问题： (1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是　　　　　。 (2)高温炉内，碳酸锌()在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和一种可燃气体，反应的化学方程式为　　　　　。该反应生成物中碳元素的化合价为　　　　价。 【题型9】一氧化碳还原氧化铜实验 【典例】下列说法与如图所示装置相符的是(　　) ① 说明一氧化碳具有还原性 ② 说明一氧化碳氧化后的产物是二氧化碳 ③ 有效地防止了一氧化碳对空气的污染 ④ 既能说明一氧化碳具有可燃性，又充分地利用了能源 A.①②    B.①②③ C.②③④    D.全部 【举一反三1】木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示。 下列说法正确的是（　　） A.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应 B.两个实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变 C.两个实验中都可观察到红色固体变黑 D.两个实验的操作中都要防止液体倒吸 【举一反三2】碳元素对人类有十分重要的意义。碳和碳的化合物是化学研究的重要内容。 (1)“低碳行动”中的“碳”指的是　　　　(填“C”“CO”或“”)。 (2)如图是元素周期表中的一格。碳原子核外电子数为　　　　。 (3)关于金刚石和石墨的说法中，不正确的是　　　　(填字母)。 a.金刚石和石墨都属于碳的单质 b.石墨转化为金刚石属于物理变化 c.它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳 d.金刚石和石墨里碳原子排列方式不同 (4)二氧化碳的资源化利用是指二氧化碳转化为有价值的产品或材料的过程，我国科学家首次实现二氧化碳和氢气在一定条件下直接合成乙醇，该反应同时生成水，写出反应的化学方程式　　　　　　。 (5)如图为兴趣小组利用一氧化碳还原氧化铜的装置图。下列说法正确的是　　　　(填字母)。 A．操作：因为一氧化碳具有可燃性，所以实验开始时先向装置中通入一氧化碳气体，后点燃酒精灯 B．现象：玻璃管中红色粉末变黑，瓶内澄清石灰水变浑浊 C．结论：一氧化碳具有还原性 D．改进：因为一氧化碳会污染环境，所以该实验应增加尾气处理装置 (6)用下图实验研究的性质。 ①可证明能与水反应的现象是　　　　，密度比空气的大的现象是　　　　。 ②燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是　　　　。 【举一反三3】用如图所示装置验证CO的部分性质。 回答问题： （1）实验过程中玻璃管内固体的颜色变化是 　 　　　　　 　　　　　 　。 （2）写出一氧化碳还原氧化铜的化学方程式 　 　　　　　 　　　　　 　　　　　   　。 （3）上述实验验证一氧化碳具有的化学性质是 　 　　　　　 　　　　　　。 【举一反三4】古代中国炼铜工艺处于世界鼎盛地位，其中一种“竖炉法“炼铜是现代炼铁工艺的启蒙。其主要原理是利用二氧化碳产生一氧化碳，再利用一氧化碳还原氧化铜。下图为该方法的模拟装置，请回答下列问题(图中部分固定装置已略去)。 (1)实验步骤如下：　　　　    ；装入炭粉和氧化铜；通入二氧化碳，让装置中充满二氧化碳气体；点燃a处和b处酒精喷灯和酒精灯；实验结束后先熄灭火源，再持续通入二氧化碳直至冷却。 (2)实验分析：当b处出现　　　　    现象时，说明有铜生成；能否根据c处现象判定一氧化碳与氧化铜发生了反应　　　　    (填“能”或“不能“)。b中玻璃管进入c中的气体成分是　　　　    。持续通入二氧化碳直至玻璃管冷却的原因是　　　　    。 (3)如玻璃管中纯净氧化铜质量为Wg，全部反应后，b处固体质量为Mg，c处混合物增加的质量为Ng，请选择使用W、M、N等符号列式表示氧化铜中铜、氧元素物质的量之比　　　　(仅列式)。 (4)用流程图也可以表示上述炼铜过程(反应条件省略)，请你改进流程，使得尾气得到充分利用。请你直接在流程图中作图　　　　    。 【题型10】一氧化碳、二氧化碳性质的比较 【典例】下列有关碳和碳的氧化物说法正确的是(　　) A.二氧化碳分子比一氧化碳分子多一个氧原子 B.一氧化碳和二氧化碳都能直接用于冶炼金属 C.金刚石、石墨的化学性质具有较大的差异 D.石墨具有导电性，可以作电极 【举一反三1】CO2和CO具有相同的(　　) A.相对分子质量             B.元素种类 C.碳元素的质量分数       D.分子种类 【举一反三2】比较二氧化碳和一氧化碳的性质，填写下表。 选择氧气、二氧化碳或一氧化碳填空，并写出有关反应的化学方程式。 【举一反三3】(1)能使带火星的木条复燃的是          ，能用于灭火的是          。 (2)绿色植物进行光合作用吸收的是          ，释放的是          ；能产生温室效应的气体是          。 (3)能在空气中燃烧的是          ，反应的化学方程式为                       。 (4)能使澄清石灰水变浑浊的是          ，反应的化学方程式为                    ;将                      通入紫色石蕊溶液，溶液变成红色， 它与水反应的化学方程式为                                               。 (5)能使氧化铜还原成铜的是          ，反应的化学方程式为                        。 (6)影视舞台上经常见到云雾缭绕的景象，为产生这种景象，可以使用固态             ；吸烟对人体有害，燃着的香烟产生的烟气中含有几百种有害物质，其中能与人体血液中的血红蛋白结合的有毒气体是          。 【题型11】碳三角及其转化关系 【典例】如图为H2O的转化和利用。下列说法不正确的是(　　) A.转化①中水分子间的空隙变大 B.转化②中产生、的体积比为 C.转化③需要吸收热量 D.转化④是自然界中将太阳能转化为化学能 【举一反三1】碳及部分含碳化合物之间的转化关系如下图所示。下列有关说法错误的是(　　) A.X可为碳酸，Y可为稀盐酸 B.反应①可以通过碳与氧化铜反应实现 C.反应②的化学方程式为：CO2+C2CO D.上述转化中，涉及的氧化物最多有2种 【举一反三2】如图所示为一个正在燃烧的煤炉的示意图： (1)煤炉中煤层上方的蓝色火焰是由　　　　(填物质名称)燃烧产生的，其反应的化学方程式为　　　　。 (2)煤炉的进气口在煤炉的下方。在进气口，煤的燃烧一般都很充分，其反应的化学方程式为　　　　。 (3)煤炉中的一氧化碳有两个来源： ① 煤的不充分燃烧，反应的化学方程式为　　　　。 ② 　　　　(填化学方程式)。 【举一反三3】请写出实现下列转化的八个反应的化学方程式。 (1)                            ；(2)                           ； (3)                            ；(4)                           ； (5)                            ；(6)                           ； (7)                            ；(8)                           。 【题型12】古代冶炼金属 【典例】《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。下列有关说法正确的是(　　) A.“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素 B.“淘洗铁砂”：铁砂(主要成分为Fe3O4)能溶于水 C.“生熟炼铁”：炼铁过程中CO将Fe3O4还原成铁 D.“锤锻成钢”：在高温下将生铁锻打成钢，碳元素含量升高 【举一反三1】《天工开物》中记载了锡的冶炼方法：用木炭和锡砂(主要含SnO2)共同加热产生锡，反应的化学方程式为：C+SnO2Sn+CO2↑，其中最关键一步是“点铅勾锡”即加铅能使锡较易熔化流出。如图所示为我国古代炼锡的过程，下列有关说法不正确的是(　　) A.木炭和锡砂中的SnO2反应属于置换反应      B.木炭和锡砂中的SnO2反应是利用了碳的还原性      C.“点铅勾锡”是利用制成合金后熔点降低      D.我国古代也曾用铜置换锡的方法进行湿法冶炼 【举一反三2】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。 根据图文回答下列问题。 （1）常见的铁矿石有赤铁矿和 　            　（写一种）。 （2）不断鼓入空气的目的是 　       　。 （3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 　                  　。 （4）撒入潮泥灰主要作用是 　                  　。不断翻炒液态生铁，是为了降低 　      　元素的含量。 （5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 　   　，易于加工。 【举一反三3】我国古代科技璀璨夺目,金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。 (1)日常生活中,适合制作电缆的金属是　　　　(填字母)。 A. 金 B. 铜 C. 汞 D. 钨 (2)明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法,如图 a。 ①原料锡砂中的 和木炭高温反应得到锡和二氧化碳,化学方程式为　　　　； ②炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是　　　　。 (3)图b为古代炼锌工艺原理示意图,炉甘石成分是 , 高温易分解生成 。 ①泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量,泥罐内煤粉的主要作用是　　　　； ②已知锌的沸点为 ,泥罐下部温度可达 ,上部约为 ,该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于　　　　(填字母)； A. 结晶 B. 蒸发 C. 蒸馏 D. 升华 ③必须冷却后才能取锌,是为了防止发生反应:　　　　(写化学方程式)。 (4)湿法冶金利用置换反应。向 、 混合液中加入 粉,充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属,则滤液中一定不含的金属阳离子是　　　　。 【举一反三4】明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤，装载入一泥罐内……逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定，毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程的分解模拟如图所示。请回答下列问题。 (1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是　　　　。 (2)碳酸锌(类似碳酸钙)在高温炉内发生分解反应，分解后的产物与煤的主要成分反应，生成锌和其他物质，分解后的产物发生反应的化学方程式为：　　　　，该反应过程中碳元素的化合价　　　　(选填“不变”“降低”或“升高”)。 (3)冷凝器中发生　　　　(选填“化学”或“物理”)变化。 【举一反三5】我国早在南北朝时就开始冶炼黄铜,黄铜是铜和锌的合金 ( ),它可用来制造电器零件及日用品。小华利用一瓶稀盐酸和相关的仪器,测定黄铜样品的组成(不考虑黄铜中的其他杂质)。将 稀盐酸分三次加入 黄铜样品粉末中,每次充分反应后,测定生成氢气的质量,实验数据见下表: 项目 第一次 第二次 第三次 连续加入盐酸的体积/mL 10 10 10 生成氢气的质量/g 0.08 0.08 0.04 (1)从上表数据分析,小华用 合金粉末总共收集到氢气　　　　 。 (2)求该合金中铜的质量分数。(写出计算过程) 【题型13】一氧化碳还原氧化铁实验 【典例】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.实验中玻璃管里粉末由红色逐渐变成黑色，且石灰水变浑浊      B.工业炼铁的原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，其中CO作还原剂      C.反应前后Fe的化合价由+3价变为0价      D.开始时应先预热玻璃管，然后集中在氧化铁下方加热，再通入一氧化碳 【举一反三1】利用如图所示的实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是(　　) A.实验时应先点燃酒精灯后通CO B.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 C.充分加热,a处固体由黑色变为红棕色 D.可用水吸收尾气中的CO,以免污染空气 【举一反三2】探究炼铁原理的实验装置如图。在V形管内反应的化学方程式为____________(写出一个即可);从环境保护的角度考虑,处理尾气的方法为_____________________________。 【举一反三3】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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，反应过程中化合价降低的元素是　　　　。 (2)探究炼铁原理的实验装置如图1所示，左侧V形玻璃管中的现象为 　　　　　　　　　　。从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法为 　　　　　。 (3)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2所示。制备Fe(CO)5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　　　　。 【题型14】金属材料 【典例】2024年春运遇上暴雪，绿皮火车牵引高铁送游子回家，彰显中国智慧与力量。以下绿皮火车材料中属于金属材料的是（　　） A.特种钢车身 B.布制窗帘 C.门窗橡胶密封条 D.中空玻璃 【举一反三1】常温下为紫红色固体的是(　　) A.锌 B.铁 C.铜 D.银 【举一反三2】我国是茶文化的发源地。唐代陆羽《茶经》中记载：“风炉以铜铁铸之……底一窗以为通飓漏烬之所……风能兴火，火能熟水。”“漉水囊……其格以生铜铸之。” （1）“铜铁”属于 　     　（填“金属”或“非金属”）材料。 （2）“飓”（即风）提供燃烧所需的 　     　。 （3）“火能熟水”说明燃烧 　     　（填“吸收”或“放出”）热量。 （4）“漉水囊”可将茶叶与茶水分离，类似于基本实验操作中的 　     　。 【举一反三3】某金属材料的一些性质如下表所示，试推测该材料的可能用途，并与同学进行讨论。 熔点 1 000 ℃ 密度 4 g/cm3 强度 高 导电性 良好 导热性 良好 抗腐蚀性 优异 【题型15】常见的金属矿物 【典例】《千里江山图》是北宋王希孟创作，其颜料选用各色天然矿石加工而成。一些矿石的主要成分及颜色如下表。下列说法错误的是（　　） A.Cu2（OH）2CO3由四种元素组成 B.HgS可由反应S+Hg＝HgS来制取，该反应属于化合反应 C.As2S3中As元素的化合价为+3 D.Fe2O3既是一种氧化物，也是一种合金 【举一反三1】炼铁时用到的一些铁矿石(括号内为主要成分的化学式)如图所示。若测得其中杂质的百分含量均相同。从环保和产率看，你选择的优良矿石是(　　) A. B. C. D. 【举一反三2】《千里江山图》是北宋王希孟创作的绢本设色画，描绘了祖国的锦绣河山，其颜料原料为各色天然矿石。一些矿石的主要成分及颜色如下表所示。 矿石 主要成分 颜色 蓝铜矿 Cu3（OH）2（CO3）2 蓝色 孔雀石 Cu2（OH）2CO3 绿色 雌黄 As2S3 黄色 赭石 Fe2O3 红棕色 （1）四种矿石主要成分中，属于氧化物的是　　　　。 （2）蓝铜矿和孔雀石的主要成分在组成上具有的相同点是　　　　   。 【举一反三3】常见的金属矿石如图所示，回答下列相关问题。 (1)从物质分类角度来看，以上矿石的主要成分属于氧化物的是___________(填字母)。 (2)赤铁矿的主要成分 Fe₂O₃中铁元素的质量分数为____________。 (3)钢铁因含硫、磷元素而会变脆，不利于制作加工。据此分析，炼铁所用的铁矿石不宜采用____________(填字母)。 【题型16】金属矿物与金属冶炼综合 【典例】我国古代常用灰吹法炼银。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，下列说法不正确的是(　　) A.银铅块属于混合物 B.自然界中的银都是以化合物的形式存在 C.PbO中Pb显+2价 D.灰吹法炼银过程包含化学变化 【举一反三1】我国古代常用灰吹法炼银（如图），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.银比铅活泼 B.银铅块属于混合物 C.PbO中Pb的化合价为+2 D.灰吹法炼银过程含有化学变化 【举一反三2】认真阅读下列材料，回答有关问题。 （1）我国的青铜文化历史悠久。西汉时期的湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜，该反应的化学方程式 　                  　。 （2）金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐（如图所示），泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是 　         　。反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是 　           　。 【举一反三3】我国古代将炉甘石（主要成分：ZnCO3），赤铜矿（主要成分：Cu2O）和木炭粉为原料制得黄铜（铜和锌的合金，外观似黄金），其生产流程如下： 反应Ⅰ：ZnCO3ZnO+CO2↑； 反应Ⅱ：2ZnO+C2Zn+CO2↑、赤铜和木炭反应。 （1）反应Ⅰ的基本反应类型是 　       　。 （2）炉甘石、赤铜矿和木炭都需要粉碎，目的是 　                  　。 【举一反三4】小金利用如图所示的装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。 (1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是　　　　。 (2)完全反应后，两组实验的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组实验的生成物进行以下实验。 步骤 操作 甲组现象 乙组现象 1 称量黑色粉末质量 m1 g m2 g 2 取黑色粉末，用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引 3 取黑色粉末，加入稀盐酸 全部溶解， 有大量气泡 无明显现象 4 取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液 有红色 物质生成 无明显现象 ①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式为：　　　　。 ②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为　　　　，这可成为支持上述猜想的新证据。 (3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的　　　　(填写化学性质)。 【举一反三5】“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　　　　　　　　。 鲁教版（2024）九年级下册 9.1　常见的金属材料 题型专练（参考答案） 【题型1】常见金属的物理性质及用途 【典例】下列金属常温下为液态的是（　　） A.铁 B.汞 C.铜 D.锌 【答案】B 【解析】铁在常温下为固态，故A错误；汞在常温下为液态，故B正确；铜在常温下为固态，故C错误；锌在常温下为固态，故D错误。 【举一反三1】固定房门的“门吸”是金属材料。该金属能被磁铁吸引，其制作材料可能含有(　　) A.铜    B.铝    C.铁    D.锌 【答案】C 【举一反三2】镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成镁镍合金，再经如图所示的真空蒸馏，可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是（　　） A.合金的硬度一般比其组成金属的小 B.镁的沸点比镍的高 C.真空蒸馏过程中，镁原子间的间隙发生改变 D.坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中 【答案】C 【解析】 合金的硬度一般比其组成金属的大，A 不正确。 用真空蒸馏分离镁和镍，且镁先变成气态被收集，可推断出镁的沸点比镍的低，B不正确。 真空蒸馏过程中，镁由液态变为气态，原子间的间隙会发生改变，C 正确。 坡莫合金中含铜，铜不与稀硫酸反应，所以坡莫合金不能完全溶解于足量稀硫酸中，D不正确。 【举一反三3】认真阅读下列材料，回答有关问题。 明矾，化学式为KAl（SO4）2•12H2O，可溶于水，常用于净水，其原理是明矾在水中可以电离出钾离子、铝离子、硫酸根离子，其中铝离子在水中生成氢氧化铝胶体。氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种效果较好的絮凝净水剂。但铝元素在人体内过量富集时可能会引起阿尔茨海默病，因此自来水厂加入的絮凝剂常改用聚合氯化铵或聚合氯化铁等。 （1）氢氧化铝的化学式为 　          　。 （2）絮凝剂聚合氯化铵由氯化铵（NH4C1）制备而成，氯化铵中氮元素的化合价为 　     　价。 （3）铝在生活生产中有广泛应用，你认为下列用法必须加以控制的是 　     　（填字母代号）。 A．用铝箔包装糖果 B．用铝合金制高压电线 C．口服含铝药物 【答案】（1）Al（OH）3；（2）﹣3；（3）AC。 【解析】（1）铝元素显+3价，氢氧根显﹣1价，书写化学式时，一般正价的写在左边，负价的写在右边，根据化合物中各元素化合价代数和为零，氢氧化铝的化学式为Al（OH）3； （2）氯化铵的化学式为NH4Cl，其中氢元素的化合价为+1价，氯元素的化合价为﹣1价。设氮元素的化合价为x，根据化合物中各元素化合价的代数和为零，则有：x+（+1）×4+（﹣1）＝0，x＝﹣3； （3）包装糖果时，糖果可能与铝发生化学反应，通过消化系统进入人体，在人体内过量富集，应加以控制需要加以控制，A符合题意；用铝合金制造的高压电线不会进入人体，不会对人体健康产生直接影响，不需要加以控制，B不符合题意；对于口服含铝药物，需要严格控制其用量和使用方法，以避免铝的过量摄入，必须加以控制，C符合题意。故选：AC。 【举一反三4】请回答下列有关金属材料的问题。 （1）通过锤打可将金属加工成不同形状的金属制品，这是利用了金属的___________性。 （2）钢与纯铁比较，具有的优点有_____________。 （3）硬铝用于制造火箭、飞机的外壳，利用了硬铝_______小、_______大等优良性能。 【答案】 (1)延展　(2)硬度大、抗腐蚀性能好　(3)密度　硬度 【举一反三5】柯柯和悦悦设计了如右图的实验来比较铜、铝、铁三种金属的导热性。金属棒的一端在酒精灯上加热，一段时间后另一端的石蜡受热熔化，小针掉落。小针掉落的先后反映了金属棒导热能力的强弱。请你从对比实验的角度，说说图中实验设计有无需要改进之处。 【答案】不合理。根据对比实验的要求，应使用长短、粗细相同的铜棒、铝棒、铁棒，在其一端分别用等量的石蜡(热熔再冷却)固定长短、粗细相同的小针。并用酒精灯的外焰同时在三根金属棒另一端(距离石蜡相同长度的位置)加热，以小针掉落的时间来判断铜棒、铝棒和铁棒的导热性。(提示：图中金属棒的长短不同、小针的长短不同) 【举一反三6】阅读短文，回答问题： 探月工程发现月球上有一定量的钛酸亚铁矿，钛酸亚铁矿的主要成分为，通过研究嫦娥五号月壤不同矿物中的氢含量，提出一种全新的基于高温氧化还原反应生产水的方法。科研人员发现，月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照，储存了大量氢。氢元素以氢原子的形式嵌在中，氢原子在月壤中可以稳定存在。我国科学家利用氢和氧化亚铁，在高温条件下制得了水和铁。当温度升高至以上时，月壤将会熔化，反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。 (1)中Ti元素化合价为+4价，中Fe化合价为：　　　　；图中铁原子的质子数是：　　　　。 (2)　　　　，请写出电解水的化学方程式：　　　　　　　，“人造空气”中除有大量少量之外，还有　　　　　　　 (3)为了使(2)中制得的铁硬度更大，耐腐蚀性更强，可以将铁制成　　　　。 【答案】 (1)+2　26 (2)2H　　大量氮气、少量水蒸气 (3)合金 【解析】 （1）中Ti元素化合价为+4价，O元素化合价为-2价，设铁元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，得，即铁元素的化合价为+2价； 根据元素周期表一格可知，左上角的数字表示原子序数，即铁的原子序数为26，在原子中，质子数=原子序数，即铁原子的质子数是26； （2）氢原子在月壤中可以稳定存在，我国科学家利用氢和氧化亚铁，在高温条件下制得了水和铁，则化学方程式为； 水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，反应的化学方程式为； 空气成分按体积分数计算是：氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%，还有其他气体和杂质约占0.03%。则“人造空气”中除有大量O2、少量CO2之外，还有大量氮气、少量水蒸气； （3）合金与组成其的纯金属相比：硬度大、熔点低、耐腐蚀性强，则为了使(2)中制得的铁硬度更大，耐腐蚀性更强，可以将铁制成合金。 【题型2】合金与合金的性质 【典例】中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”，即“中华人民共和国中央人民政府之印”，代表着熠熠生辉的共和国符号。它由铜胎铸字，不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是(　　) A.硬度较大 B.熔点较高 C.不溶于水 D.形状美观 【答案】A 【解析】铜胎因为不容易变形，所以可以表面雕刻各种图案，使用起来也不容易破损，主要就是利用了硬度大这一特性，故选A。 【举一反三1】下列有关金属的说法正确的是(　　) A.常温下金属均为银白色固体 B.氧化铝属于合金的一种，有着广泛的用途 C.大多数金属元素在自然界中以化合物的形式存在 D.锈蚀后的铁制品没有回收价值，可以直接遗弃 【答案】C 【解析】常温下大多数金属为银白色固体，铜是紫红色，金是黄色，故A说法错误；氧化铝属于纯净物，合金是混合物，故B说法错误；大多数金属元素在自然界中以化合物的形式存在，故C说法正确；锈蚀后的铁制品要积极回收利用，既能节约资源，又能够保护环境，故D说法错误。 【举一反三2】山西航空：我省高度重视航空航天产业发展，并建立了山西航空产业综合馆。飞机制造过程中会大量使用铝合金和钛合金，合金属于 　     　材料。铝合金和钛合金用于制造飞机利用了其具有 　        　的优良特性。 【答案】金属；抗腐蚀性好。 【解析】合金属于金属材料，铝合金和钛合金具有抗腐蚀性好、硬度大、强度大、密度小等优良特性。 【举一反三3】用线段将下列物质与有关的描述连接起来。 青铜 不易生锈的铁合金 不锈钢 易生锈 硬铝 人类最早使用的合金 生铁 质轻、强度高 【答案】 【举一反三4】下列说法是否正确?若错误应当怎样改正? (请结合实例说明) (1)所有金属都有银白色光泽。 (2)所有金属的熔点都比水高，密度都比水大。 (3)所有金属的导电性和导热性都相同。 (4)合金的性质跟组成它的金属性质相同。 (5) 合金的熔点通常比组成它的金属高，硬度通常比组成它的金属小。 【答案】 (1)错误。所有的金属都有金属光泽，大部分为银白色。但也有不同颜色，如金属铜是紫红色的，金是亮黄色的 (2)错误。大部分金属的熔点比水高，密度比水大，但是汞的熔点比水低，锂、钠、钾等的密度比水小 (3)错误。所有金属都有导电性和导热性，但程度不相同，如导电性：银>铜>铝>铁 (4)错误。合金具有与金属类似的物理共性，但跟组成它的金属相比，导电导热性能、熔点、硬度、密度等都有差别。有些合金的化学性质与组成它的金属也有不同，可能更耐腐蚀等 (5)错误。合金与组成它的金属相比，通常是硬度增大、熔点降低。如焊锡的熔点比锡和铅的低 【题型3】合金的用途 【典例】下列有关金属材料的说法，不正确的是(　　) A.家用电器中都有金属材料 B.钢在纯氧中完全燃烧会有二氧化碳生成 C.纯铝比硬铝更适合制作飞机外壳承力框架 D.在日常生活和工农业生产中，大量使用的是合金，而非纯金属。 【答案】C 【解析】家用电器均有导线，导线中有金属材料，则家用电器中都有金属材料，A选项正确；钢中含少量碳，碳在纯氧中完全燃烧会有二氧化碳生成，B选项正确；硬铝比纯铝硬度大，更适合制作飞机外壳承力框架，C选项错误；在日常生活和工农业生产中，大量使用的是合金，而非纯金属，D选项正确。 【举一反三1】合金的应用和发展印证了人类文明的进步。下列有关合金的说法不正确的是(　　) A.人类生产和使用铁器早于青铜器 B.生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金 C.不锈钢属于金属材料 D.合金拓宽了金属材料的应用范围 【答案】A 【解析】人类使用铁器要晚于青铜器，故A错误；生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金，只是两者碳含量不同；不锈钢是合金，属于金属材料，且合金的应用非常广泛。 【举一反三2】下列有关金属材料的说法错误的是(　　) A. 生铁的含碳量比钢的含碳量高 B. 多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属的抗腐蚀性能更好 C. 铝是活泼金属,所以铝制品在空气中易腐蚀 D. 铜的导电性良好, 因此可用于制作导线 【答案】C 【举一反三3】化学就在我们身边，它与我们的生活息息相关。 请从“硬铝、二氧化碳、石墨、氮气、生石灰、铜丝”中选择适当的物质填空： (1)可用于制造飞机、轮船的是________。 (2)可用于制铅笔芯的是________。 (3)可用于人工降雨和灭火的物质________。 (4)常用作食品干燥剂的是________。 (5)可用于医疗上冷冻血液的制冷剂是________。 (6)可用于制作导线的是________。 【答案】(1)硬铝　 (2)石墨　 (3)二氧化碳　 (4)生石灰　 (5)氮气　 (6)铜丝 【解析】(1)用于制造飞机、轮船的是硬铝；(2)用于制铅笔芯的是石墨；(3)用于人工降雨和灭火的是二氧化碳；(4)用于食品干燥剂的是生石灰；(5)用于医疗冷冻血液的制冷剂是氮气；(6)用于制作导线的是铜丝。 【举一反三4】“化”说金属。 (1)铝及其合金常用于高压电缆，主要利用铝优良的　　　　。国之重器运－20飞机的制造大量使用铝合金，它利用了铝合金　　　　(填序号)的优点。 A. 密度小 B. 熔点高 C. 硬度大 D. 抗腐蚀性能好 (2)“福建舰”是我国首艘弹射型航空母舰，制造航母的主要材料是钢。钢与纯铁比，其硬度更　　　　(选填“大”或“小”)。 (3)《太清丹经要诀》中记载了制取“彩色金”的方法：将雄黄(As4S4)和锡粉(Sn)混合，“密固，入风炉吹之。令锅同火色，寒之。开，黄色似金”。 ①“彩色金”中　　　　(选填“含”或“不含”)金元素(Au)。 ②制取“彩色金”发生反应的化学方程式为As4S4＋2Sn 4As＋2X，X的化学式为　　　　。 (4)青铜是金属冶铸史上最早的合金，其主要成分是铜和锡。表中的A和B分别表示铜和青铜中的一种。《吕氏春秋》记载：“金(铜单质)柔锡(锡单质)柔，合两柔则刚”，据此判断A是　　　　。 物质 A B 硬度 2.5～3 5～6.6 【答案】 (1)导电性　ACD (2)大 (3)①不含 ②SnS2 (4)铜 【举一反三5】阅读科普短文, 回答问题: 打铁花 “打铁花”是一种传统的民间焰火表演艺术,其原理主要涉及生铁的熔化、氧化还原反应以及铁水的抛射过程。首先,将生铁加热至熔化。将生铁碎片投入火炉内的熔铁罐中,熔铁罐是用上等胶泥制作而成的。为提高加热效率,需要使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气。约半个时辰,熔铁罐里便会泛起铁水,其温度高达 1 600 ℃。 打铁花表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中,铁水液滴表面和内部都会发生剧烈的氧化还原反应。液滴表面在高温下被强烈氧化,形成一层固态外壳。液滴中的碳在高温下与氧气反应生成一氧化碳气体。液滴表面的固体外壳在内部气体的压力作用下爆裂,形成四处飞溅的铁花。 综上所述,打铁花现象的产生是重力、热能、氧化共同作用的结果。在古老的工艺中,这一景象不仅展示了匠人的技艺,也体现了自然力的美妙作用。 (1)生铁熔化为铁水属于　　　　(填“物理”或“化学”)变化,从微观角度分析,该变化的微观实质是　　　　。 (2)使用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气可提高加热效率,其原理是　　　　。 (3)熔铁罐用的胶泥具有的性质是　　　　(写一点即可)。 (4)表演者通过特定的技巧将高温铁水抛向空中后,发生反应的化学方程式为　　　　(写 1 个)。 (5)打铁花时形成四处飞溅的铁花与生铁中含有的　　　　有关。 【答案】 (1)物理　原子间的间隔发生了改变 (2)使焦炭更充分地燃烧,释放出更多的热量 (3)耐高温(合理即可) (4) (或 ) (5)碳 【举一反三6】金属钛(Ti)是航空、军工、电力等方面的必需材料，具有奇特的性能，被誉为“未来金属”。以金红石(主要成分是TiO2)为原料制备金属钛的工艺流程如图所示，请回答下列问题。 (1)金红石属于　　　　(选填“纯净物”或“混合物”)。 (2)电解槽中发生反应的化学方程式为：　　　　。 (3)氯化炉中发生反应的化学方程式为2Cl2＋TiO2＋2C TiCl4＋2X，X的化学式为　　　　，钛元素的化合价　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。 (4)还原炉中发生反应的条件是高温和氩气氛围，氩气的作用是　　　　。 (5)钛合金与人体有很好的相容性，因此医疗上可用来制造　　　　。 【答案】 (1)混合物 (2)MgCl2 Mg＋Cl2↑ (3)CO　不变 (4)作保护气 (5)人造骨 【题型4】工业炼铁的原理及装置 【典例】下列关于金属的正确的是（　　） A.人类使用金属铝的年代早于铜、铁 B.“真金不怕火炼”表明金（Au）在高温条件下也很难与氧气反应 C.通过高炉炼得的铁为纯铁 D.钨的熔点高，可用于制造保险丝 【答案】B 【解析】人类使用最早的金属材料是铜，然后是铁，较晚的是铝，人类使用金属铝的年代晚于铜、铁，故A错误；“真金不怕火炼”表明金（Au）在高温条件下也很难与氧气反应，故B正确；通过高炉炼得的铁为生铁，而不是纯铁，故C错误；合金的熔点比各成分的熔点低，武德合金的熔点较低，可用于制造保险丝，故D错误。 【举一反三1】下列有关正确的是（　　） A.高炉炼铁实质是利用焦炭将铁从它的氧化物中还原出来 B.合金的熔点比组成它的金属熔点低，纯铁的熔点比生铁的熔点高 C.“钻木取火”是通过摩擦生热提高木材的着火点 D.置换反应中一定有单质和化合物参加，所以有单质和化合物参加的反应一定都是置换反应 【答案】B 【解析】高炉炼铁实质是利用一氧化碳等还原剂将铁从它的氧化物中还原出来，故A错误；一般情况下，合金的熔点比组成它的金属的熔点低，生铁是铁的合金，则纯铁的熔点比生铁的熔点高，故B正确；“钻木取火”是通过摩擦生热提高木材的温度，从而达到木材的着火点，着火点是物质的固有属性，一般情况下不会改变，故C错误；有单质和化合物参加的反应不一定都是置换反应，如碳和二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳，属于化合反应，故D错误。 【举一反三2】化学与生活息息相关。 （1）中医药是中华民族的瑰宝之一，许多的中药材都有特殊的气味，从微观角度分析能闻到中药味的原因是 　          　；保存中药材常用生石灰防潮，其原理是 　                  　（用化学方程式表示）； （2）桂林产的罗汉果采用真空包装可延长其保质期，其原理是 　                  　； （3）工业上利用一氧化碳把铁从赤铁矿中还原出来，利用了一氧化碳的 　     　性； （4）电解水是太空舱供氧的一种方式，与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是 　        　。 【答案】（1）分子在不断运动；CaO+H2O＝Ca（OH）2；（2）隔绝氧气，防止发生缓慢氧化而变质； （3）还原；（4）氧气或O2。 【解析】（1）能闻到中药味的原因是分子在不断运动，中药中有一些物质的分子因运动而扩散到空气中；保存中药材常用生石灰防潮，其原理是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：CaO+H2O＝Ca（OH）2； （2）桂林产的罗汉果采用真空包装可延长其保质期，其原理是隔绝氧气，防止发生缓慢氧化而变质； （3）工业上利用一氧化碳把铁从赤铁矿中还原出来，一氧化碳在化学反应中得到氧元素，利用了一氧化碳的还原性； （4）水通电时，负极产生氢气，正极产生氧气，体积比为2：1，与电源正极相连的玻璃管内产生的气体是氧气（或O2）。 【举一反三3】某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如下图所示。 写出上述反应（1）、（2）、（3）的化学方程式。 【答案】 （1）2C＋O2（充足）点燃2CO2　（2）CO2＋C高温2CO　（3）Fe2O3＋3CO高温 2Fe+3CO2 【题型5】还原反应、还原剂、氧化剂 【典例】木炭与氧化铜在高温条件下发生反应，一氧化碳与氧化铜在加热条件下发生反应。关于这两个反应，下列说法不正确的是(　　) A.气体生成物相同 B.固体的颜色变化相同 C.木炭和一氧化碳都属于氧化剂 D.氧化铜都发生了还原反应 【答案】C 【解析】木炭和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，一氧化碳和氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳。两个反应的生成物均为二氧化碳；木炭和氧化铜的颜色为黑色，铜为红色，两个反应中，固体均由黑色变成红色；两个反应中，氧化铜中的氧均被夺取，发生了还原反应。 【举一反三1】碳在一定条件下能与CuO反应：C+2CuO2Cu+CO2↑，发生还原反应的物质是（　　） A.C B.CuO C.Cu D.CO2 【答案】B 【解析】碳在一定条件下能与CuO反应：C+2CuO2Cu+CO2↑，在此反应中碳得氧发生了氧化反应，是还原剂；氧化铜失氧发生了还原反应，是氧化剂。 【举一反三2】有元素化合价变化的化学反应叫氧化还原反应。其中所含某元素化合价降低的反应物是氧化剂，所含某元素化合价升高的反应物是还原剂。在3Cu+8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中，氧化剂是(　　) A.Cu B.HNO3 C.Cu(NO3)2 D.NO 【答案】B 【解析】反应前铜单质的化合价为0，硝酸根离子的化合价为﹣1价，则硝酸铜中铜的化合价为+2价，反应中铜元素化合价升高，故铜为该反应的还原剂；在硝酸中氮元素的化合价为+5，在NO中氮元素的化合价为+2价，反应后氮元素的化合价下降，则HNO3为氧化剂。 【举一反三3】初中阶段：物质得氧和失氧的反应是氧化还原反应；高中阶段：凡是有元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。元素化合价升高的为还原剂，发生氧化反应；元素化合价降低的为氧化剂，发生还原反应；氧化反应和还原反应同时发生的，这样的反应称为氧化还原反应。请回答下列问题： (1)根据化合价改变判断下列化学反应中，属于氧化还原反应的是___________ (选填字母序号)，该反应的还原剂是___________ (填化学式)。 A.CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ B.Fe+CuSO4═Cu+FeSO4 C.H2CO3CO2↑+H2O D.CaO+H2O═Ca(OH)2 (2)下列反应中，氧化反应与还原反应在同一元素中进行的是___________。(选填字母序号) A.Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O B.4P+5O22P2O5 C.Zn+CuCl2═Cu+ZnCl2 D.3NO2+H2O═2HNO3+NO (3)在化学的学习过程中，为方便推测某些复杂物质的化学性质，可将其化学式改用常见物质的化学式表示。如碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]可改为Cu(OH)2•CuCO3。 ①举重运动员常用碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]粉末抹在手掌以增大摩擦力，参照以上方法，碱式碳酸镁的化学式可改写为______________________。 ②某些茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠(可表示为2Na2CO3•H2O2)。将过碳酸钠溶入水中有大量气泡产生，其原因是：______________________。 【答案】(1)B；Fe； (2)AD； (3)①Mg(OH)2⋅MgCO3；②过氧化氢分解产生氧气。 【解析】(1)氧化还原反应中元素的化合价会发生变化，物质所含元素化合价升高的物质发生氧化反应，作还原剂；A.CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，该反应中，各元素的化合价均没有发生改变，不属于氧化还原反应；B.Fe+CuSO4═Cu+FeSO4↑，该反应中，铁、铜元素的化合价发生改变，属于氧化还原反应，其中铁元素的化合价由0价升高至+2价，发生氧化反应，因此铁做还原剂；C.H2CO3CO2↑+H2O，该反应中，各元素的化合价均没有发生改变，不属于氧化还原反应；D.CaO+H2O═Ca(OH)2，该反应中，各元素的化合价均没有发生改变，不属于氧化还原反应；(2)氧化还原反应中元素的化合价会发生变化，氧化反应与还原反应在同一元素中进行，A.Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O，该反应中氯气中氯元素的化合价部分由0价升高至+1价，部分由0价降低至﹣1价，氧化反应与还原反应在同一元素中进行；B.4P+5O22P2O5，该反应中磷元素、氧元素的化合价均发生了变化，化合价变化在两种元素之间； C.Zn+CuCl2═Cu+ZnCl2，该反应中锌元素、铜元素的化合价均发生了变化，化合价变化在两种元素之间； D.3NO2+H2O═2HNO3+NO，该反应中，二氧化氮中氮元素的化合价部分由+4价升高至+5价，部分由+4价降低至+2价，氧化反应与还原反应在同一元素中进行；故选AD；(3)在化学的学习过程中，为方便推测某些复杂物质的化学性质，可将其化学式改用常见物质的化学式表示。如碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]可改为Cu(OH)2•CuCO3。①碱式碳酸镁的化学式为：[Mg2(OH)2CO3]，碱式碳酸镁的化学式可改写为Mg(OH)2⋅MgCO3；②某些茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠(可表示为2Na2CO3•H2O2)，将过碳酸钠溶解入水中有大量气泡产生，其原因是过氧化氢分解产生氧气。 【举一反三4】中华文明源远流长，蕴含着深邃的哲学智慧和丰富的实践经验。 (1)姜夔“高花未吐，暗香已远”蕴含科学道理，从分子角度分析“暗香已远”的原因是　　　　　　。 (2)“漉海盐千斛，裁冈枣万株”，出自清代顾炎武的《莱州》。这里的“漉海盐”指的是通过晒海水来制盐的过程，“盐”主要指氯化钠，氯化钠是由　　　　构成的。 (3)刘禹锡《浪淘沙》中写道：“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”。其中的“淘”和“漉”相当于化学实验中的　　　　操作。 (4)《本草经集注》记载：“强烧之，紫青烟起…云是真硝石也”。“硝石”主要成分是KNO3，KNO3中氮元素的化合价为　　　　。 (5)苏轼“投泥泼水愈光明”中“投泥泼水”反映的化学原理是，该反应中发生还原反应的物质是　　　　。“愈光明”指的是　　　　(填写物质化学式)燃烧的结果。 (6)《天工开物》记载：“煤饼烧石成灰”。“石”主要成分是CaCO3，“灰”指CaO，“烧石成灰”可用化学方程式表示为　　　　，该反应属于　　　　(填基本反应类型)。 【答案】(1)分子在不断运动 (2)氯离子(或Cl-)、钠离子(或Na+)、 (3)过滤 (4)+5 (5)水(或H2O)　CO、H2(或H2、CO) (6)　分解反应 【解析】(3)过滤是用于分离不溶性固体与液体的方法，“淘” 和 “漉” 是将不溶性的沙子等杂质与金分离，相当于化学实验中的过滤操作； (4)在KNO3中，钾元素显+1价，氧元素显−2价，设氮元素的化合价为x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零，则(+1)+x+(−2)×3=0，解得x=+5； (5)在中，H2O失去氧，发生还原反应，发生还原反应的物质是H2O； “愈光明”是因为生成的H2和CO都是可燃性气体，它们燃烧使火焰更明亮，这里指的是H2和CO燃烧的结果； (6)烧石成灰发生的反应是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为；该反应是由一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应。 【举一反三5】芯片是电脑、智能家电等的核心部件，生产芯片的半导体材料有硅、锗(Ge)、砷化镓(GaAs) 等，应用比较广泛的是硅。如图是工业上以石英砂(主要成分是SiO2) 为原料制取高纯硅的一种工艺流程。回答下列问题。 (1)制造芯片要用到高纯硅，硅属于　　　　(填“金属”或“非金属”)元素。 (2)地壳中硅元素的含量仅次于　　　　 元素，在生产过程中将石英砂粉碎的目的是　　　　。 (3)焦炭在反应I中体现出　　　　(填“还原”或“氧化”)性。 (4)在使用氢气前，应先检验氢气的　　　　  。 【答案】(1)非金属 (2)氧(或O)　增大反应物接触面积，使反应更快、更充分 (3)还原 (4)纯度 【解析】(2)地壳中硅元素的含量仅次于氧元素，在生产过程中将石英砂粉碎的目的是增大反应物接触面积，使反应更快、更充分； (3)反应I焦炭和二氧化硅在1300℃～1400℃下反应生成Si和CO，焦炭在反应I中得到氧，被氧化，则焦炭在反应I中体现出来的化学性质是还原性； (4)氢气具有可燃性，与空气混合遇明火会发生爆炸，为了防止氢气与氧气混合发生爆炸，在使用氢气前，应先检验氢气的纯度。 【举一反三6】木炭是生活中常见物质，回答以下有关木炭的问题。 (1)木炭燃烧时，木炭和氧气的质量比约为1：2，则生成气体为　　　　(填“纯净物”或“混合物”)。 (2)实验1中两支试管装满红棕色气体，向其中分别加入等质量的金刚石和木炭，一段时间后，可观察到　　　　(填字母)。 A．试管中红棕色消失 B．同时打开两个弹簧夹，烧杯中的水进入试管 C．试管中红棕色消失 D．同时打开两个弹簧夹，烧杯中的水进入试管 (3)实验2中，木炭发生　　　　(填“氧化反应”或“还原反应”)。其中金属网罩的作用是　　　　。 【答案】(1)混合物 (2)CD (3)氧化反应　使酒精灯火焰集中，提高加热温度 【解析】(1)木炭和氧气燃烧反应生成二氧化碳，反应的化学方程式为：，木炭和氧气的质量比约为1：2，说明木炭不完全燃烧，可能生成一氧化碳，生成的气体为混合物； (2)活性炭具有吸附性，NO2气体被活性炭吸附，所以n瓶气体变为无色；由于n瓶中的压强小于外界大气压强，打开弹簧夹，水进入n中，n中的液面上升，而石墨没有吸附性，所以m中无变化，故选CD； (3)木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应中木炭得到氧，生成二氧化碳，发生了氧化反应；金属网罩的作用是使酒精灯火焰集中，提高加热温度。 【题型6】含杂质物质的化学反应的有关计算 【典例】某炼铁厂用赤铁矿石冶炼生铁。若要炼得1 120 t含铁90%的生铁,需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是(　　) A.1 500 t　    B.1 440 t C.1 800 t　    D.1 980 t 【答案】C 【解析】设需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为x。 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160　　　　　112 80%×x　　　 1 120 t×90% 【举一反三1】某赤铁矿样品中铁元素的质量分数为63%，则该矿石样品中Fe2O3的质量分数为（　　） A.95%                      B.85%                      C.90%                      D.80% 【答案】C 【解析】 Fe2O3中Fe的质量分数为56×2÷（56×2+16×3）=112÷160=70％，63%÷70％=.90%。 【举一反三2】黄铜是一种重要的金属材料，是铜和锌的合金，可以用于制造机器、电器零件及日常用品。为了测定某黄铜样品中铜的质量分数，取 10 g 该黄铜样品粉末加入稀硫酸中，恰好完全反应，产生氢气 0.1 g。试求： （1）该黄铜样品中锌的质量。 （2）该黄铜样品中铜的质量分数。 （1）解：设黄铜样品中锌的质量为x，则： Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑ 65　　　　　　　　          2 x　　　　　　　　　        0.1g ， x=3.25g 答：该黄铜样品中锌的质量为3.25g。 （2）铜的质量分数为×100%=67.5%。 【答案】答：该黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。 【举一反三3】某炼铁厂采购了一批含 480 万吨氧化铁的赤铁矿，若不计生产过程中铁的损耗，则这批赤铁矿生产的生铁中含铁多少万吨？ 【答案】 【题型7】木炭还原氧化铜实验 【典例】按如图进行实验，有关说法及错误的是（　　） A.烘干的木炭粉末与CuO 粉末须混合均匀 B.网罩的作用是集中火焰，提高温度 C.可观察到澄清石灰水变浑浊 D.产生的气体一定没有CO 【答案】D 【解析】为使反应充分，木炭粉末与CuO粉末须混合均匀；A正确；酒精灯网罩的作用是提高温度；B正确；木炭粉末与CuO粉末反应产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；C正确；木炭粉末与CuO粉末反应产生二氧化碳，当碳粉过量时可能会产生一氧化碳；D错误。 【举一反三1】按如图进行实验，下列分析或结论正确的是（　　） A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始 B.实验结束应立即倒出粉末 C.木炭能使氧化铜还原为铜 D.固体减少的质量一定等于生成CO2的质量 【答案】C 【解析】导管口刚有气泡冒出不能说明反应开始，因为刚开始排出的是试管内的空气，故A错误；实验结束应不能立即倒出粉末，因为铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜，故B错误；木炭具有还原性，能使氧化铜还原为铜，故C正确；根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，故D错误。 【举一反三2】按下列图1所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验时试管中固体的质量随加热时间的变化如图2所示。下列分析正确的是(　　) A.M点可观察到红色固体开始变黑 B.M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 C.N点对应的固体物质只有两种 D.实验结束时应先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 【答案】B 【解析】木炭还原氧化铜是黑色的氧化铜被还原成红色的铜，M点固体质量仍然不变，说明反应还未开始，不能观察到固体颜色变化，且开始反应后应是黑色固体开始变红，A错误；木炭还原氧化铜的化学方程式为，根据质量守恒定律，M→P 的过程中，固体减少的质量就是生成二氧化碳气体的质量，B正确；N点时反应正在进行中，对应的固体物质有未反应完的氧化铜、生成的铜以及未反应完的木炭，不止两种，C错误；实验结束时应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止石灰水倒吸进入试管，使试管炸裂，D错误。 【举一反三3】我国青铜器的铸造和使用具有悠久的历史，探寻铜锈的奥秘有利于保护青铜文物。火的使用促进了炼铜技术的发展。采用火法炼铜时，木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，写出反应的化学方程式：　　　　　　。 【答案】 【举一反三4】化学是一门以实验为基础的学科，请回答问题。 (1)小涛设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量(反应原理可简化为暖宝宝贴中铁粉生锈消耗氧气)，实验装置如图1所示。待反应结束、装置冷却至室温后，打开弹簧夹，观察到从量筒中流入集气瓶中的水的体积为46mL。 ①计算测得空气中氧气的含量为　　　　。 ②若量筒读数时，实验开始前俯视读数，结束后仰视读数，则测得空气中氧气的含量　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (2)图2为探究碳单质与氧化铜反应的实验。打开弹簧夹，用酒精喷灯加热混合物几分钟。然后先撤出导管，停止加热，用弹簧夹夹紧乳胶管，待试管a冷却。 ①实验中试管a内观察到的现象是　　　　。 ②停止加热后，用弹簧夹夹紧乳胶管的目的是　　　　。 【答案】(1)20%　偏大 (2)黑色固体变红色　防止空气进入试管a，铜再次被氧化 【解析】(1)①暖宝宝贴中铁粉生锈消耗氧气，使得装置内压强减小，则反应结束冷却至室温后打开弹簧夹，量筒中的水被吸入集气瓶中，则进入集气瓶中水的体积为铁粉生锈消耗的氧气体积，则该实验计算测得空气中氧气的含量为； ②若量筒读数时，实验开始前俯视读数，会导致读数偏大，结束后仰视读数，会导致读数偏小，则计算出进入集气瓶中水的体积偏大，使得测得空气中氧气的含量偏大； (2)①碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，则实验中试管a内观察到的现象是黑色固体变红色； ②铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，则停止加热后，用弹簧夹夹紧乳胶管的目的是防止空气进入试管a，铜再次被氧化。 【举一反三5】某化学兴趣小组对木炭粉和氧化铜反应的实验装置进行了如图改进，请回答下列问题： (1)判断木炭粉与氧化铜已经反应的依据是　　　　。 (2)与传统装置相比，该装置的优点是　　　　(写一个)。 【答案】 (1)黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊　 (2)装置简单(或使用试剂较少等合理答案均可)　 【题型8】一氧化碳的性质与用途 【典例】元素化合价和物质类别是认识物质的两个重要维度。下图为碳及其化合物的价类二维图，下列说法不正确的是(　　) A.M点物质无毒，但不能供给呼吸 B.C点物质与N点物质均可用于冶炼金属 C.M点物质与N点物质在一定条件下能相互转化 D.M点物质能使被石蕊溶液染成紫色的干燥小花变红 【答案】D 【解析】M点对应的物质属于氧化物，碳元素的化合价为+4价，氧元素显-2价，为二氧化碳，二氧化碳无毒，但不能供给呼吸，Ａ正确；C点物质属于碳单质，N点对应的物质属于氧化物，碳元素的化合价为+2价，氧元素显-2价，为一氧化碳，碳和一氧化碳均具有还原性，均可用于冶炼金属，Ｂ正确；M点物质与N点物质分别是二氧化碳、一氧化碳，CO和CO2在一定条件下可以相互转化，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，Ｃ正确；M点物质为二氧化碳，但二氧化碳不能使被石蕊溶液染成紫色的干燥小花变红，Ｄ错误。 【举一反三1】在一定条件下，下列物质不能把铜从氧化铜中还原来的是（　　） A.木炭 B.氢气 C.一氧化碳 D.氧气 【答案】D 【解析】木炭具有还原性，在一定条件下能将氧化铜还原成铜单质，故A错误；氢气具有还原性，在一定条件下能将氧化铜还原成铜单质，故B错误；一氧化碳具有还原性，在一定条件下能将氧化铜还原成铜单质，故C错误；氧气不具有还原性，不能把铜从氧化铜中还原来，故D正确。 【举一反三2】科学研究发现，金星大气的成分之一是三氧化二碳()，实验证明的化学性质与CO相似。下列关于的叙述错误的是(　　) A.组成：由CO和混合而成 B.用途：可用于冶金工业 C.性质：有可燃性 D.分类：属于氧化物 【答案】A 【解析】由化学式可知，三氧化二碳由碳元素和氧元素组成；三氧化二碳的化学性质与CO相似，具有还原性，可用于冶金工业；三氧化二碳的化学性质与CO相似，具有可燃性； 由化学式可知，三氧化二碳是碳元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物。 【举一反三3】甲、乙、丙是初中化学常见的物质，三种物质都含有同一种元素，它们之间有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件略去)。 (1)若甲、乙、丙都含有地壳中含量最多的元素，甲、乙组成元素相同，丙是单质，则甲转化为丙的化学方程式为　　　　。 (2)若甲、乙、丙都含有碳元素，甲为单质，乙、丙组成元素相同，乙是有毒气体，则乙转化为丙的化学方程式为　　　　，丙的一种用途为　　　　。 【答案】(1) (2)　灭火(合理即可) 【解析】(1)若甲、乙、丙都含有地壳中含量最多的元素，地壳中含量最多的元素是氧元素，即它们均含氧元素，甲、乙组成元素相同，丙是单质，甲能转化为乙和丙，乙、丙能相互转化，可推出甲为过氧化氢，乙为水，丙为氧气。 甲转化为丙的反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：； (2)若甲、乙、丙都含有碳元素，甲为单质，则甲为碳，乙、丙组成元素相同，乙是有毒气体，甲能转化为乙、丙，乙、丙能相互转化，可推出乙为一氧化碳，丙为二氧化碳，则乙转化为丙的反应为一氧化碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：；丙为二氧化碳，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，密度比空气大，可用于灭火。 【举一反三4】同学们在学习中以结构图的形式对一氧化碳的相关知识进行了梳理，请你一同完成以下内容。 (1)一氧化碳由　　　　构成。 (2)一氧化碳的物理性质是　　　　(写一条)。 (3)一氧化碳的用途是　　　　(写一条)，有关反应的化学方程式是　　　　。 (4)一氧化碳在使用时的注意事项是　　　　。 【答案】(1)一氧化碳分子(或CO) (2)无色、无味、难溶于水 (3)作燃料　 (4)防止泄漏(合理即可) 【解析】(1)一氧化碳是由非金属元素组成的化合物，由一氧化碳分子构成； (2)颜色、气味、溶解性等均不需要通过化学变化就能表现出来，均属于物理性质，故一氧化碳的物理性质是：无色、无味、难溶于水等； (3)一氧化碳具有可燃性，可用作燃料；有关反应为一氧化碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：。 【举一反三5】我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代江西人宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知：Zn的冶炼温度为904℃，沸点为906℃。)请结合图文信息，分析思考，解决问题： (1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是　　　　　。 (2)高温炉内，碳酸锌()在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和一种可燃气体，反应的化学方程式为　　　　　。该反应生成物中碳元素的化合价为　　　　价。 【答案】(1)增大反应物接触面积，加快反应速率 (2)　+2 【解析】(1)将炉甘石敲碎，可使反应物的颗粒变小，增大了炉甘石与煤等反应物的接触面积，从而使反应能更充分、快速地进行； (2)碳酸锌(ZnCO3)与煤的主要成分碳(C)在高温条件下反应生成锌(Zn)和一种可燃气体，根据元素守恒可知，该可燃气体为一氧化碳(CO)，化学方程式为；在一氧化碳(CO)中，氧元素化合价为-2价，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零，设碳元素化合价为x，则ｘ＋(－２)×１＝０，解得x=+2。 【题型9】一氧化碳还原氧化铜实验 【典例】下列说法与如图所示装置相符的是(　　) ① 说明一氧化碳具有还原性 ② 说明一氧化碳氧化后的产物是二氧化碳 ③ 有效地防止了一氧化碳对空气的污染 ④ 既能说明一氧化碳具有可燃性，又充分地利用了能源 A.①②    B.①②③ C.②③④    D.全部 【答案】D 【举一反三1】木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示。 下列说法正确的是（　　） A.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应 B.两个实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变 C.两个实验中都可观察到红色固体变黑 D.两个实验的操作中都要防止液体倒吸 【答案】D 【解析】木炭还原氧化铜时发生的是置换反应，一氧化碳发生的不是置换反应，故A错误；两个实验的相关反应中，碳元素、铜元素的化合价发生改变，故B错误；一氧化碳、木炭还原氧化铜具有相同的现象：黑色变红色，故C错误；木炭还原氧化铜时要防止液体倒吸，一氧化碳还原氧化铜的实验也需要防止液体倒吸，选项D正确。 【举一反三2】碳元素对人类有十分重要的意义。碳和碳的化合物是化学研究的重要内容。 (1)“低碳行动”中的“碳”指的是　　　　(填“C”“CO”或“”)。 (2)如图是元素周期表中的一格。碳原子核外电子数为　　　　。 (3)关于金刚石和石墨的说法中，不正确的是　　　　(填字母)。 a.金刚石和石墨都属于碳的单质 b.石墨转化为金刚石属于物理变化 c.它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳 d.金刚石和石墨里碳原子排列方式不同 (4)二氧化碳的资源化利用是指二氧化碳转化为有价值的产品或材料的过程，我国科学家首次实现二氧化碳和氢气在一定条件下直接合成乙醇，该反应同时生成水，写出反应的化学方程式　　　　　　。 (5)如图为兴趣小组利用一氧化碳还原氧化铜的装置图。下列说法正确的是　　　　(填字母)。 A．操作：因为一氧化碳具有可燃性，所以实验开始时先向装置中通入一氧化碳气体，后点燃酒精灯 B．现象：玻璃管中红色粉末变黑，瓶内澄清石灰水变浑浊 C．结论：一氧化碳具有还原性 D．改进：因为一氧化碳会污染环境，所以该实验应增加尾气处理装置 (6)用下图实验研究的性质。 ①可证明能与水反应的现象是　　　　，密度比空气的大的现象是　　　　。 ②燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是　　　　。 【答案】(1) (2)6 (3)b (4) (5)ACD (6)2干燥紫色石蕊纸花不变色，1和3湿润紫色石蕊纸花变红　3比1处的湿润石蕊试纸先变红　不能燃烧且不支持燃烧 【解析】(1)“低碳行动”是指减少生活作息时所耗用的能量，从而减低碳(特别是二氧化碳)的排放，旨在减少二氧化碳的排放，以应对全球变暖等环境问题，这里的“碳”指的是CO2； (2)在元素周期表中，左上角的数字表示原子序数，碳原子序数为6，在原子中，原子序数=质子数=核外电子数，则碳原子核外电子数为6； (3)金刚石和石墨都是由碳元素组成的纯净物，属于单质，a正确； 石墨和金刚石是两种不同的物质，石墨转化为金刚石有新物质生成，属于化学变化，b错误； 它们都是碳的单质，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，完全燃烧后的产物都是CO2，c正确； 金刚石和石墨物理性质不同的原因是碳原子排列方式不同，d正确。 (5)一氧化碳具有可燃性，一氧化碳与空气混合，在加热条件下可能会发生爆炸，所以实验开始时应先向装置中通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，后点燃酒精灯，防止发生爆炸，Ａ正确； 一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则现象应该是玻璃管中黑色粉末变红，瓶内澄清石灰水变浑浊，Ｂ错误； 一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，在该反应中一氧化碳得到氧，表现出还原性，Ｃ正确； 一氧化碳有毒，会污染环境，所以该实验应增加尾气处理装置，防止一氧化碳扩散到空气中，Ｄ正确。 (6)①二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变色，二氧化碳与水反应会生成碳酸，碳酸具有酸性，能使紫色石蕊溶液变红；在这个实验中，1和3湿润紫色石蕊纸花变红，2干燥紫色石蕊纸花不变色，可证明二氧化碳能与水反应现象；二氧化碳的密度比空气大，所以在实验装置中，二氧化碳会先下沉到下面的试管中，则3比1处的湿润石蕊试纸先变红，能证明二氧化碳密度比空气大；②燃着的木条熄灭，说明二氧化碳具有不能燃烧且不支持燃烧的性质。 【举一反三3】用如图所示装置验证CO的部分性质。 回答问题： （1）实验过程中玻璃管内固体的颜色变化是 　 　　　　　 　　　　　 　。 （2）写出一氧化碳还原氧化铜的化学方程式 　 　　　　　 　　　　　 　　　　　   　。 （3）上述实验验证一氧化碳具有的化学性质是 　 　　　　　 　　　　　　。 【答案】（1）黑色逐渐变成红色；（2）CO+CuOCu+CO2；（3）还原性、可燃性。 【解析】（1）一氧化碳和氧化铜在加热时生成铜和二氧化碳，玻璃管内固体的颜色变化是黑色逐渐变成红色。 （2）由上述分析可知，一氧化碳还原氧化铜的化学方程式是CO+CuOCu+CO2。 （3）由一氧化碳将氧化铜还原成铜、尾气中含有一氧化碳将一氧化碳点燃处理可知，一氧化碳具有的化学性质是还原性、可燃性。 【举一反三4】古代中国炼铜工艺处于世界鼎盛地位，其中一种“竖炉法“炼铜是现代炼铁工艺的启蒙。其主要原理是利用二氧化碳产生一氧化碳，再利用一氧化碳还原氧化铜。下图为该方法的模拟装置，请回答下列问题(图中部分固定装置已略去)。 (1)实验步骤如下：　　　　    ；装入炭粉和氧化铜；通入二氧化碳，让装置中充满二氧化碳气体；点燃a处和b处酒精喷灯和酒精灯；实验结束后先熄灭火源，再持续通入二氧化碳直至冷却。 (2)实验分析：当b处出现　　　　    现象时，说明有铜生成；能否根据c处现象判定一氧化碳与氧化铜发生了反应　　　　    (填“能”或“不能“)。b中玻璃管进入c中的气体成分是　　　　    。持续通入二氧化碳直至玻璃管冷却的原因是　　　　    。 (3)如玻璃管中纯净氧化铜质量为Wg，全部反应后，b处固体质量为Mg，c处混合物增加的质量为Ng，请选择使用W、M、N等符号列式表示氧化铜中铜、氧元素物质的量之比　　　　(仅列式)。 (4)用流程图也可以表示上述炼铜过程(反应条件省略)，请你改进流程，使得尾气得到充分利用。请你直接在流程图中作图　　　　    。 【答案】(1)检查装置的气密性 (2)黑色固体变红　不能　一氧化碳和二氧化碳(或CO、CO2)　防止被还原出的较热的铜重新被氧化(合理即可) (3)(或) (4) 【解析】(1)完成实验时，连接好装置后，要检查装置的气密性，若气密性良好，再装入试剂进行实验； (2)氧化铜为黑色，生成铜为红色，所以当b处出现黑色固体变红的现象时，说明有铜生成；c中澄清石灰水变浑浊，不能说明一氧化碳与氧化铜发生了反应，有可能是通入的二氧化碳气体导致的；由于一部分未反应的一氧化碳随气流逸出玻璃管，所以进入c中气体的成分为一氧化碳和二氧化碳的混合气体；当黑色固体完全变红，反应结束，熄灭火源后，玻璃管内生成的是较热的铜，马上停止通入二氧化碳，空气进入玻璃管，较热的铜会与空气中氧气反应，重新被氧化，所以持续通入二氧化碳直至玻璃管冷却的原因是：防止被还原出的较热的铜重新被氧化； (3)氧化铜由氧元素和铜元素组成，完全反应后剩余固体为铜，根据质量守恒定律，化学反应前后元素质量不变，生成铜的质量即为氧化铜中铜元素的质量，所以氧化铜中铜元素的质量与氧元素的质量比的计算式为：或。 (4)由于尾气中含有一氧化碳，可以再利用，故将尾气回收后用来再次还原氧化铜 ，即节省了原料，又防止了空气污染，图示如图：。 【题型10】一氧化碳、二氧化碳性质的比较 【典例】下列有关碳和碳的氧化物说法正确的是(　　) A.二氧化碳分子比一氧化碳分子多一个氧原子 B.一氧化碳和二氧化碳都能直接用于冶炼金属 C.金刚石、石墨的化学性质具有较大的差异 D.石墨具有导电性，可以作电极 【答案】D 【解析】二氧化碳的化学式为CO2，一氧化碳的化学式为CO，一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子，故A错误；一氧化碳具有还原性，可以用于冶炼金属，二氧化碳没有还原性，不能用于冶炼金属，故B错误；金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，它们的化学性质相似，它们的碳原子排列方式不同，故物理性质有较大差异，故C错误；石墨具有导电性，可以作电极，故D正确。 【举一反三1】CO2和CO具有相同的(　　) A.相对分子质量             B.元素种类 C.碳元素的质量分数       D.分子种类 【答案】B 【举一反三2】比较二氧化碳和一氧化碳的性质，填写下表。 【答案】 选择氧气、二氧化碳或一氧化碳填空，并写出有关反应的化学方程式。 【举一反三3】(1)能使带火星的木条复燃的是          ，能用于灭火的是          。 (2)绿色植物进行光合作用吸收的是          ，释放的是          ；能产生温室效应的气体是          。 (3)能在空气中燃烧的是          ，反应的化学方程式为                       。 (4)能使澄清石灰水变浑浊的是          ，反应的化学方程式为                    ;将                      通入紫色石蕊溶液，溶液变成红色， 它与水反应的化学方程式为                                               。 (5)能使氧化铜还原成铜的是          ，反应的化学方程式为                        。 (6)影视舞台上经常见到云雾缭绕的景象，为产生这种景象，可以使用固态             ；吸烟对人体有害，燃着的香烟产生的烟气中含有几百种有害物质，其中能与人体血液中的血红蛋白结合的有毒气体是          。 【答案】(1)氧气　二氧化碳 (2)二氧化碳　氧气　二氧化碳 (3)一氧化碳　 (4)二氧化碳　CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O　二氧化碳　CO₂+H₂O=H₂CO₃ (6)二氧化碳　一氧化碳 【题型11】碳三角及其转化关系 【典例】如图为H2O的转化和利用。下列说法不正确的是(　　) A.转化①中水分子间的空隙变大 B.转化②中产生、的体积比为 C.转化③需要吸收热量 D.转化④是自然界中将太阳能转化为化学能 【答案】B 【解析】转化①是水的三态变化，水由液态变为气态时，分子间的间隔变大；在转化②电解水的过程中，根据化学方程式，产生O2、H2的体积比为1：2；转化③如果是水与C在高温条件下反应生成CO和H2，是需要吸收热量的；转化④是光合作用，光合作用是自然界中将太阳能转化为化学能的过程。 【举一反三1】碳及部分含碳化合物之间的转化关系如下图所示。下列有关说法错误的是(　　) A.X可为碳酸，Y可为稀盐酸 B.反应①可以通过碳与氧化铜反应实现 C.反应②的化学方程式为：CO2+C2CO D.上述转化中，涉及的氧化物最多有2种 【答案】D 【解析】碳酸分解生成二氧化碳和水，稀盐酸能够与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，则X可为碳酸，Y可为稀盐酸；碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，将碳转化为二氧化碳，即反应①可以通过碳与氧化铜反应实现；由图可知，反应②是二氧化碳和碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：CO2+C2CO；上述转化中，涉及的氧化物有二氧化碳、一氧化碳和水。 【举一反三2】如图所示为一个正在燃烧的煤炉的示意图： (1)煤炉中煤层上方的蓝色火焰是由　　　　(填物质名称)燃烧产生的，其反应的化学方程式为　　　　。 (2)煤炉的进气口在煤炉的下方。在进气口，煤的燃烧一般都很充分，其反应的化学方程式为　　　　。 (3)煤炉中的一氧化碳有两个来源： ① 煤的不充分燃烧，反应的化学方程式为　　　　。 ② 　　　　(填化学方程式)。 【答案】 (1)一氧化碳　2CO＋O2 2CO2　 (2)C＋O2 CO2　 (3)2C＋O2 2CO　CO2＋C 2CO　 【举一反三3】请写出实现下列转化的八个反应的化学方程式。 (1)                            ；(2)                           ； (3)                            ；(4)                           ； (5)                            ；(6)                           ； (7)                            ；(8)                           。 【答案】(1)2C+O22CO (2)2CO+O22CO2 (3)CO2+C2CO (4)C+O2CO2 (5)H2O+CO2H2CO3 (6)H2CO3H2O+CO2↑ (7)CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O (8)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O 【题型12】古代冶炼金属 【典例】《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。下列有关说法正确的是(　　) A.“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素 B.“淘洗铁砂”：铁砂(主要成分为Fe3O4)能溶于水 C.“生熟炼铁”：炼铁过程中CO将Fe3O4还原成铁 D.“锤锻成钢”：在高温下将生铁锻打成钢，碳元素含量升高 【答案】C 【举一反三1】《天工开物》中记载了锡的冶炼方法：用木炭和锡砂(主要含SnO2)共同加热产生锡，反应的化学方程式为：C+SnO2Sn+CO2↑，其中最关键一步是“点铅勾锡”即加铅能使锡较易熔化流出。如图所示为我国古代炼锡的过程，下列有关说法不正确的是(　　) A.木炭和锡砂中的SnO2反应属于置换反应      B.木炭和锡砂中的SnO2反应是利用了碳的还原性      C.“点铅勾锡”是利用制成合金后熔点降低      D.我国古代也曾用铜置换锡的方法进行湿法冶炼 【答案】D 【解析】锡的活动性比铜强，因此不能用铜置换锡的方法进行湿法冶炼，D错误。 【举一反三2】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。 根据图文回答下列问题。 （1）常见的铁矿石有赤铁矿和 　            　（写一种）。 （2）不断鼓入空气的目的是 　       　。 （3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 　                  　。 （4）撒入潮泥灰主要作用是 　                  　。不断翻炒液态生铁，是为了降低 　      　元素的含量。 （5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 　   　，易于加工。 【答案】（1）磁铁矿（合理即可）；（2）提高炉温；（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2或Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；（4）将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去；碳或C；（5）低。 【解析】（1）常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿或菱铁矿（合理即可）； （2）不断鼓入空气的目的是使碳与氧气反应，放热，提高炉温； （3）高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。高温条件下四氧化三铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2； （4）撒入潮泥灰主要作用是将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去，生铁和钢的区别是含碳量不同，不断翻炒液态生铁，使生铁中碳与氧气接触反应生成二氧化碳，降低碳元素的含量得到钢。 （5）合金的熔点低于组成它的纯金属，钢的熔点比纯铁低，易于加工。 【举一反三3】我国古代科技璀璨夺目,金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。 (1)日常生活中,适合制作电缆的金属是　　　　(填字母)。 A. 金 B. 铜 C. 汞 D. 钨 (2)明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法,如图 a。 ①原料锡砂中的 和木炭高温反应得到锡和二氧化碳,化学方程式为　　　　； ②炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是　　　　。 (3)图b为古代炼锌工艺原理示意图,炉甘石成分是 , 高温易分解生成 。 ①泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量,泥罐内煤粉的主要作用是　　　　； ②已知锌的沸点为 ,泥罐下部温度可达 ,上部约为 ,该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于　　　　(填字母)； A. 结晶 B. 蒸发 C. 蒸馏 D. 升华 ③必须冷却后才能取锌,是为了防止发生反应:　　　　(写化学方程式)。 (4)湿法冶金利用置换反应。向 、 混合液中加入 粉,充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属,则滤液中一定不含的金属阳离子是　　　　。 【答案】 (1)B (2)① 　②形成合金后熔点降低　 (3)①作还原剂　 (4)银离子(或 ) 【举一反三4】明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤，装载入一泥罐内……逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定，毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程的分解模拟如图所示。请回答下列问题。 (1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是　　　　。 (2)碳酸锌(类似碳酸钙)在高温炉内发生分解反应，分解后的产物与煤的主要成分反应，生成锌和其他物质，分解后的产物发生反应的化学方程式为：　　　　，该反应过程中碳元素的化合价　　　　(选填“不变”“降低”或“升高”)。 (3)冷凝器中发生　　　　(选填“化学”或“物理”)变化。 【答案】 (1)增大反应物　间的接触面积，加快化学反应的速率 (2)2ZnO＋C 2Zn＋CO2↑　升高 (3)物理 【举一反三5】我国早在南北朝时就开始冶炼黄铜,黄铜是铜和锌的合金 ( ),它可用来制造电器零件及日用品。小华利用一瓶稀盐酸和相关的仪器,测定黄铜样品的组成(不考虑黄铜中的其他杂质)。将 稀盐酸分三次加入 黄铜样品粉末中,每次充分反应后,测定生成氢气的质量,实验数据见下表: 项目 第一次 第二次 第三次 连续加入盐酸的体积/mL 10 10 10 生成氢气的质量/g 0.08 0.08 0.04 (1)从上表数据分析,小华用 合金粉末总共收集到氢气　　　　 。 (2)求该合金中铜的质量分数。(写出计算过程) 【答案】 (1) 0.2 (2)解:设该合金中锌的质量为 。 65　　　　　2 　　　　　0.2 g 该合金中铜的质量分数为 答:该合金中铜的质量分数为 。 【题型13】一氧化碳还原氧化铁实验 【典例】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.实验中玻璃管里粉末由红色逐渐变成黑色，且石灰水变浑浊      B.工业炼铁的原理是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，其中CO作还原剂      C.反应前后Fe的化合价由+3价变为0价      D.开始时应先预热玻璃管，然后集中在氧化铁下方加热，再通入一氧化碳 【答案】D 【解析】实验开始时先通入一氧化碳，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，D错误。 【举一反三1】利用如图所示的实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是(　　) A.实验时应先点燃酒精灯后通CO B.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 C.充分加热,a处固体由黑色变为红棕色 D.可用水吸收尾气中的CO,以免污染空气 【答案】B 【解析】实验时应先通入一氧化碳,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,b处可用澄清石灰水检验生成的二氧化碳;一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,装置a处固体由红棕色变黑;一氧化碳难溶于水且不与水反应,不可用水吸收尾气中的一氧化碳。 【举一反三2】探究炼铁原理的实验装置如图。在V形管内反应的化学方程式为____________(写出一个即可);从环境保护的角度考虑,处理尾气的方法为_____________________________。 【答案】Fe2O3+3CO2Fe+3CO2[或Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O]　将尾气点燃(或进行收集) 【举一反三3】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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，反应过程中化合价降低的元素是　　　　。 (2)探究炼铁原理的实验装置如图1所示，左侧V形玻璃管中的现象为 　　　　　　　　　　。从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法为 　　　　　。 (3)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2所示。制备Fe(CO)5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)铁元素　(2)红棕色固体逐渐变黑　将尾气点燃　(3)排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸　CO 【解析】(1)由化学方程式可知，铁元素从+3价变为0价，则反应过程中化合价降低的元素是铁元素。 【题型14】金属材料 【典例】2024年春运遇上暴雪，绿皮火车牵引高铁送游子回家，彰显中国智慧与力量。以下绿皮火车材料中属于金属材料的是（　　） A.特种钢车身 B.布制窗帘 C.门窗橡胶密封条 D.中空玻璃 【答案】A 【解析】特种钢是钢的一种，是铁的合金，属于金属材料，故A正确；布制窗帘是用布制成的，布可能是用棉或合成纤维制成的，不属于金属材料，故B错误；门窗橡胶密封条是用合成橡胶制成的，合成橡胶属于三大合成材料之一，故C错误；中空玻璃的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，故D错误。 【举一反三1】常温下为紫红色固体的是(　　) A.锌 B.铁 C.铜 D.银 【答案】C 【举一反三2】我国是茶文化的发源地。唐代陆羽《茶经》中记载：“风炉以铜铁铸之……底一窗以为通飓漏烬之所……风能兴火，火能熟水。”“漉水囊……其格以生铜铸之。” （1）“铜铁”属于 　     　（填“金属”或“非金属”）材料。 （2）“飓”（即风）提供燃烧所需的 　     　。 （3）“火能熟水”说明燃烧 　     　（填“吸收”或“放出”）热量。 （4）“漉水囊”可将茶叶与茶水分离，类似于基本实验操作中的 　     　。 【答案】（1）金属；（2）氧气；（3）放出；（4）过滤。 【解析】（1）金属材料包括纯金属以及它们的合金，则铜铁属于金属材料。 （2）“飓”（即风）提供燃烧所需的氧气。 （3）“火能熟水”，温度升高，说明燃烧放出热量。 （4）过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法，“漉水囊”可将茶叶与茶水分离，类似于基本实验操作中的过滤。 【举一反三3】某金属材料的一些性质如下表所示，试推测该材料的可能用途，并与同学进行讨论。 熔点 1 000 ℃ 密度 4 g/cm3 强度 高 导电性 良好 导热性 良好 抗腐蚀性 优异 【答案】 该金属材料可用于航空航天、生物医疗等领域(或其他合理答案) 【题型15】常见的金属矿物 【典例】《千里江山图》是北宋王希孟创作，其颜料选用各色天然矿石加工而成。一些矿石的主要成分及颜色如下表。下列说法错误的是（　　） A.Cu2（OH）2CO3由四种元素组成 B.HgS可由反应S+Hg＝HgS来制取，该反应属于化合反应 C.As2S3中As元素的化合价为+3 D.Fe2O3既是一种氧化物，也是一种合金 【答案】D 【解析】Cu2（OH）2CO3由铜、氢、氧、碳四种元素组成，故A说法正确；HgS可由反应S+Hg＝HgS来制取，该反应符号“多变一”的特点，属于化合反应，故B说法正确；As2S3中硫元素的化合价为﹣2，根据在化合物中正负化合价代数和为0的原则，则As元素的化合价为+3，故C说法正确；Fe2O3是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，属于氧化物，氧化铁是由一种物质组成的，属于纯净物，不是合金，故D说法错误； 【举一反三1】炼铁时用到的一些铁矿石(括号内为主要成分的化学式)如图所示。若测得其中杂质的百分含量均相同。从环保和产率看，你选择的优良矿石是(　　) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】A项，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，矿石中含铁元素，冶炼时产生的大气污染物相对较少，但氧化铁中铁元素的质量分数为70%含铁量小于四氧化三铁，所以错误；B项，菱铁矿的主要成分是FeCO3，铁元素质量分数为48.3%，含铁量较少，所以错误；C项，黄铁矿的主要成分是FeS2，冶炼时会产生大量的二氧化硫，造成空气污染和酸雨，所以错误；D项，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，矿石中含铁元素，冶炼时产生的大气污染物相对较少，四氧化三铁中铁元素的质量分数为72.4%，含铁量最高，所以正确。选D。 【举一反三2】《千里江山图》是北宋王希孟创作的绢本设色画，描绘了祖国的锦绣河山，其颜料原料为各色天然矿石。一些矿石的主要成分及颜色如下表所示。 矿石 主要成分 颜色 蓝铜矿 Cu3（OH）2（CO3）2 蓝色 孔雀石 Cu2（OH）2CO3 绿色 雌黄 As2S3 黄色 赭石 Fe2O3 红棕色 （1）四种矿石主要成分中，属于氧化物的是　　　　。 （2）蓝铜矿和孔雀石的主要成分在组成上具有的相同点是　　　　   。 【答案】 (1)Fe2O₃　(2)宏观上元素种类相同，都含有铜、碳、氢、氧元素；微观上，均含有Cu2+ 、OH- 和 CO32- 【举一反三3】常见的金属矿石如图所示，回答下列相关问题。 (1)从物质分类角度来看，以上矿石的主要成分属于氧化物的是___________(填字母)。 (2)赤铁矿的主要成分 Fe₂O₃中铁元素的质量分数为____________。 (3)钢铁因含硫、磷元素而会变脆，不利于制作加工。据此分析，炼铁所用的铁矿石不宜采用____________(填字母)。 【答案】(1)AC (2)70% (3)B 【解析】氧化物是含有两种元素，其中一种元素是氧元素的化合物，故选AC；铁元素的质量是112，氧化铁的化学量为160，故铁元素的质量分数为70% ；考虑到环保问题，不用黄铁矿，因为会产生二氧化硫。 【题型16】金属矿物与金属冶炼综合 【典例】我国古代常用灰吹法炼银。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，下列说法不正确的是(　　) A.银铅块属于混合物 B.自然界中的银都是以化合物的形式存在 C.PbO中Pb显+2价 D.灰吹法炼银过程包含化学变化 【答案】B 【解析】银铅块中含有矿物银和铅，属于混合物，故A正确；银的化学性质稳定，自然界中的银不都是以化合物的形式存在，也有以单质形式存在的，故B错误；PbO中氧元素显-2价，依据化合物中各元素的化合价的代数和为零，则Pb显+2价，故C正确；根据题意，过程中铅被氧化成PbO，有新物质生成，属于化学变化，故D正确。 【举一反三1】我国古代常用灰吹法炼银（如图），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.银比铅活泼 B.银铅块属于混合物 C.PbO中Pb的化合价为+2 D.灰吹法炼银过程含有化学变化 【答案】A 【解析】先让银铅互熔，然后让铅氧化成氧化铅，使其分离，因为铅被氧化，而银不被氧化，所以铅比银活泼，而不是置换，故A错误；银铅块中含有银、铅，属于混合物，故B正确；氧元素一般显﹣2价，设铅元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）＝0，则x＝+2价，故C正确；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，故D正确。 【举一反三2】认真阅读下列材料，回答有关问题。 （1）我国的青铜文化历史悠久。西汉时期的湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜，该反应的化学方程式 　                  　。 （2）金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐（如图所示），泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是 　         　。反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是 　           　。 【答案】（1）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（2）使其充分反应；CO2（或CO）。 【解析】（1）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；故答案为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu； （2）炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是使其充分反应；碳酸锌是由锌、碳、氧三种元素组成的，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，由质量守恒定律可知，该氧化物是二氧化碳，也可能是一氧化碳；故答案为：使其充分反应；CO2（或CO）。 【举一反三3】我国古代将炉甘石（主要成分：ZnCO3），赤铜矿（主要成分：Cu2O）和木炭粉为原料制得黄铜（铜和锌的合金，外观似黄金），其生产流程如下： 反应Ⅰ：ZnCO3ZnO+CO2↑； 反应Ⅱ：2ZnO+C2Zn+CO2↑、赤铜和木炭反应。 （1）反应Ⅰ的基本反应类型是 　       　。 （2）炉甘石、赤铜矿和木炭都需要粉碎，目的是 　                  　。 【答案】（1）分解反应；（2）增大反应物的接触面积，提高化学反应速率。 【解析】（1）反应Ⅰ是ZnCO3ZnO+CO2↑，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应。 （2）炉甘石、赤铜矿和木炭都需要粉碎，目的是增大反应物的接触面积，提高化学反应速率。 【举一反三4】小金利用如图所示的装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。 (1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是　　　　。 (2)完全反应后，两组实验的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组实验的生成物进行以下实验。 步骤 操作 甲组现象 乙组现象 1 称量黑色粉末质量 m1 g m2 g 2 取黑色粉末，用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引 3 取黑色粉末，加入稀盐酸 全部溶解， 有大量气泡 无明显现象 4 取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液 有红色 物质生成 无明显现象 ①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式为：　　　　。 ②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为　　　　，这可成为支持上述猜想的新证据。 (3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的　　　　(填写化学性质)。 【答案】 (1)在装置末端导管处，放置一盏燃着的酒精灯(合理即可) (2)①Fe＋2HClFeCl2＋H2↑ ②4.64 (3)还原性(或可燃性和还原性) 【举一反三5】“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)2O2↑+↑　(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 学科网（北京）股份有限公司 $