8.3金属资源的利用和保护-2021-2022学年九年级化学人教版下册（含解析）

8.3金属资源的利用和保护
一、选择题（共16题）
1．世界地球日的主题为“珍爱美丽地球，守护自然资源”。下列做法不正确的是
A．绿色低碳出行 B．废旧电池深埋
C．开发清洁能源 D．分类回收垃圾
2．下列说法错误的是
A．道路洒水，减少扬尘 B．公交出行，低碳生活
C．金属回收，资源再生 D．深埋电池，消除污染
3．下列实验设计不能达到实验目的的是
A．探究可燃物燃烧需达到着火点
B．探究钢铁生锈需要氧气
C．验证生石灰遇水放热
D．验证质量守恒定律
4．如图是一氧化碳还原氧化铁的装置，下列叙述中不正确的是
A．酒精灯的作用是处理尾气
B．玻璃管内粉末由红色逐渐变成黑色
C．实验开始时应先加热再通CO
D．反应开始后，试管B中的石灰水会变浑浊
5．某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件，a管中装入少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气，调节L端与R端的液面高度一致，塞紧胶塞。一段时间后观察，下列推断错误的是
A．只有a管中的铁钉会锈蚀
B．该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关
C．L端与R端液面的高度仍然保持一致
D．若a管中铁钉事先用酸浸过，则锈蚀的速度会更快
6．下列做法不科学的是
A．书包带要做宽一些以增大受力面积从而减小压强
B．菜刀使用过后应立即擦干存放
C．家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
D．用燃着的木条检验液化石油气是否泄露
7．日常生活中的下列做法正确的是（　　）
A．用焚烧的方法清除街道上的落叶
B．食用苏打饼干以缓解胃酸过多症状
C．煤气泄漏时立即打电话求救
D．用清水洗涤去除铁器表面的锈渍
8．下列关于能源、资源叙述正确的是　　
A．空气是人类生产活动的重要资源，其中氮气的体积分数为
B．人类可以利用的淡水资源仅占全球总量的
C．石油炼制可以得到煤油、柴油、石蜡、沥青等
D．世界上已有的金属得到了回收利用
9．用如图装置进行 CO 与 Fe2O3的反应。下列说法错误的是
A．该实验装置应增加尾气处理装置
B．加热前应先通入 CO 以排尽装置内的空气
C．NaOH 溶液应改为Ca(OH)2溶液以检验产生的 CO2气体
D．该反应的实验现象为黑色粉末变红
10．为了探究铁制品锈蚀的条件，用普通铁钉、纯铁钉同时进行下面的四组实验，一段时间后只在实验I中观察到了红褐色的锈斑，其他均无明显变化。下列说法正确的是
A．I和Ⅱ说明铁制品锈蚀需要H2O
B．I和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要O2
C．I和Ⅳ说明H2O和O2同时存在时，铁制品不一定发生锈蚀
D．Ⅱ和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要O2和H2O
11．现有甲、乙、丙三种金属，采用将其中一种金属分别放入另外两种金属的化合物溶液中的方法进行实验，得到三种金属间的转化关系（如图所示）。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是
A．乙＞甲＞丙
B．乙＞丙＞甲
C．甲＞丙＞乙
D．丙＞乙＞甲
12．某赤铁矿样品中含Fe2O3的质量分数为80％，则赤铁矿样品中铁的质量分数为
A．80％
B．56％
C．20％
D．无法确定
13．生活中处处有化学，以下说法正确的是
①煤和石油是不可再生资源，通过综合利用以提高其利用率
②发现家中煤气泄漏应立即打开排气扇换气
③油锅着火，立即用大量的水救火
④为保护赖以生存的水资源，生活污水、工业废水要处理达标后再排放
⑤除去粗盐中难溶性杂质的实验步骤是溶解、过滤、蒸发
⑥铁锈是一层氧化物保护膜，铁锈最好不要除去
A．①②⑤ B．①④⑤ C．③④ D．⑤⑥
14．下列说法不符合事实的是（　　）
A．铁锈的主要成分是四氧化三铁
B．在常温下，镁比铝更容易与氧气发生化学反应
C．钢铁生锈是缓慢氧化
D．硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液，不宜用铁制容器
15．某学校化学兴趣小组学生设计了下面甲、乙两个实验方案并进行了探究实验。
甲：如图对铜片A的系列变化进行了探究实验；
乙：用如图装置做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物（已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O）。
（说明：氧化铜与稀硫酸反应方程式CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；CuSO4溶液为蓝色溶液。）
对于甲、乙实验下列推断不正确的是
A．甲实验中铜片表面上的黑色物质是CuO且方法1发生的反应类型是置换反应；乙实验中CO还原Fe2O3反应类型则不是置换反应
B．甲实验中方法2中现象为铜片上的黑色物质逐渐溶解，溶液变为蓝色；乙实验现是B装置中红棕色粉末逐渐变黑，C中溶液变浑浊
C．乙实验若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的；该实验从环境保护角度考虑，可在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯
D．甲实验中若方法1、方法2均完全反应，则铜片A、B、C的质量相等；乙实验中准备好后，先点燃B处酒精喷灯，后通入CO。
16．我国古代将赤铜（Cu2O）、炉甘石（ZnCO3）和木炭混合加热到800℃得到黄铜（铜锌合金）。若冶炼时所用Cu2O与ZnCO3的质量比为26:25，则所得黄铜的含铜量为
A．67.5% B．51% C．65% D．64%
二、综合题（共6题）
17．运用所学知识回答问题
（1）工业冶铁的原料有石灰石、铁矿石、___及焦炭，其中焦炭的作用有____、____。
（2）请你利用如图中提供的3个数据，自拟一道有关化学方程式的计算题，并写出解答过程___。
18．下图所示为实验室中常见气体的制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器(组装实验装置时，可重复选择仪器)。试根据题目要求，回答下列问题：
(1)在实验室中用石灰石和稀盐酸为原料，制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，并进行性质实验。(提示：二氧化碳中混有的HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液除去)
①所选仪器的连接顺序为___________(填写仪器序号字母)。
②生成二氧化碳时，所发生反应的化学方程式为___________。
③将少量CO2气体通入盛有氢氧化钠溶液的大烧杯中，烧杯中溶液的质量与之前相比会______(填序号)。
A 增大 B 减小 C 不变 D 无法判断
(2)欲用一氧化碳气体测定某氧化铁样品的纯度(样品中杂质不参加反应)。某同学所选装置的连接顺序为：一氧化碳气体→B→D。
①装置B中发生反应的化学方程式为___________。
②若经过充分反应，测得反应前、后装置D氢氧化钠溶液洗气瓶的质量增加6.6g，则原氧化铁样品中氧化铁的质量是___________g。
19．金属与合金
I．人类很早就开始使用金属，下列记载均与金属有关，请按要求填空。
①“金(即钢)柔锡柔，合两柔则刚。”
②何意百炼钢，化为绕指柔(“百炼钢”指生铁经过高温煅烧，反复锤炼成为钢)
③东晋《抱朴子》中记载：“以曾青涂铁，铁赤色如铜”(“曾青”即CuSO4溶液)。
④美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。(“首饰”、“印”指金制品)
(1)①～④，发生了化学变化的是_________(填编号)，其中发生置换反应的化学方程式为_________________________________。该反应中发生有效的相互作用而促使变化发生的微粒是(写出微粒符号)__________________。
(2)①说明合金与组成它的纯金属相比，具有的优点是____________________。
(3)② 中“百炼钢”指将生铁转化为钢，关于生铁和钢的说法正确的是_________。
A．生铁、钢都是混合物
B．钢可以完全溶解在足量稀盐酸中
C．在钢中加入玻璃纤维可得到既有玻璃般透明或半透明性，又有钢铁般强度的材料—玻璃钢
D．用赤铁矿治炼生铁时，矿石中的氧化铁发生了还原反应
(4)④说明金在自然界中以单质形式存在，其原因是__________________________。
现在，人们常用银、钯、铂三种金属制作首饰，如图，将银、铂戒指分别放入甲、乙两烧杯中，一段时间后取出，发现只有银戒指表面有明显变化，通过该实验判断银、铂、钯的金属活动性由强到弱顺序为_____________________(用符号表示)。
II．金属在现代社会有着更广泛的应用。我国自行研发的大型客机C919于今年5月成功试飞，其中就应用了很多金属材料。
(5)铁比铝的强度大，但制造大飞机机身却用铝合金而不用铁合金，主要原因是铝比铁具有更好的抗腐蚀性和_______________的优良性质。铁易锈蚀是铁与空气中的_______________作用的结果，铝比铁具有更好的抗腐蚀性。原因是_______________(用文字叙述)。
(6)铝的广泛使用，除因其具有优良性质外，还得益于炼铝技术水平的提高，下图是用铝土矿炼制铝的生产流程。
铝土矿的主要成分为Al2O3，现有含Al2O351%的铝土矿(其他成分不含铝)200t，经上述反应后可制得铝________t(假设上述各步反应中，铝元素一共损失10%。计算结果精确到小数点后一位)。
步骤④采用电解法炼铝，反应的化学方程式为_______________________________。
(7)金属锂和钛均不在初中学到的金属活动性顺序表中，某小组想通过金属与稀盐酸的反应比较锂、铝的活动性，进行实验时应控制的变量有_________________________。钛的活动性位于铜、铝之间，预测钛可能与_________、_________(写出两种不同类别物质的化学式)等物质反应。
20．我国的矿产资源是非常丰富的，可为我们提供生活必要的金属制品。
（1）实验室炼铁帮助我们认识铁的冶炼原理。
①反应开始后A中现象为_______________。B中的澄清石灰水变_______________。
②A中的反应原理为：_______________。（方程式表示）
③C处装置的目的是_______________。
（2）在工业生产上，炼铁设备高炉如图所示：
①高炉炼铁的主要原料有______________。
②在B区生成的焦炭转化成具有还原性气体一氧化碳的过程为______________。
③炼铁厂用含氧化铁480t的赤铁矿石炼铁，理论上可得到含有杂质4%的生铁质量为____________。
（3）人类制得并利用金属有着悠久的历史：
利用孔雀石冶炼铜的主要反应
①，该反应的类型是_________反应；
②，在该化学反应前后，铜元素化合价发生的变化情况是_________→_________。
21．铜及其化合物在生产、生活中都有广泛的应用。
一、铜的性质及其应用
兔首和鼠首均为青铜器(铜、锡合金)，表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈(铜锈俗称铜绿)。铜绿化学式是Cu2(OH)2CO3，它受热会分解生成三种氧化物。青铜器属于无机材料
(1)铜绿分解的化学方程式为_____。
(2)为了弄清铜生成铜绿的条件，某化学实验小组借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如下图所示(所用铜片洁净、光亮，试管内的“”为铜片)。
实验较长时间后，发现_____(填试管编号)试管中铜片最先生锈。小组讨论后发现实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是：Cu和______(写出试管中需要的物质)。可以省略不做的实验是试管_____(填试管编号)。
二、铜的制备研究
铜可采用如下方法制备：
方法一：火法炼铜：Cu2S+O22Cu+SO2
方法二：湿法炼铜：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
上述两种方法中，你认为哪种方法更好_____，原因是_____(写出1条原因即可)。辉铜矿的主要成分为Cu2S，常用于火法炼铜。若生成过程中铜元素的转化率为90%，生产64tCu需要含Cu2S 80%的辉铜矿_____t(取整数)。
(3)加入Na2CO3沉淀前须除去Fe3+，否则Fe2(SO4)3会与Na2CO3反应，产生一种气体，同时生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀，影响产品质量，6Na2CO3＋3Fe2(SO4)3＋6H2O=2NaFe3(OH)6(SO4)2＋6CO2↑＋5_____。
(4)加入Na2CO3沉淀时，反应液pH对产品中的SO42- 含量以及反应液中Cu2＋沉淀效率的影响如下图所示，第二次沉淀时溶液pH最好控制在_______。
(5)所制得的碱式碳酸铜的组成可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O。某研究小组设计如上图实验装置测定其中CuCO3的质量分数(不考虑植物油中溶解CO2产生的影响)。
实验步骤如下：①连接装置并 ；②准确称量样品的质量1.2g；③装药品，调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为10mL；④向锥形瓶内加入50mL(足量)的稀硫酸，充分反应；⑤冷却到室温；⑥再次调节量气装置两边液面相平，读取量气管刻度为172ml。
Ⅰ.请将上述实验步骤补充完整_______；
Ⅱ.装置B的作用是_______，少量植物油的作用是_______，C中的试剂是_______(填字母序号)；
a 碱石灰 b 浓硫酸 c 无水硫酸铜
Ⅲ.步骤⑥中调节液面相平的操作是将水准管_______(填“缓慢上移”或“缓慢下移”)。
Ⅳ.若标准状况下，每44g二氧化碳的体积为22.4L。根据实验数据计算产品中CuCO3的质量分数(写出计算过程)_______。(保留到0.1%)
V.若其他操作均正确，仅因下列因素可使测定结果偏小的是_______(填字母序号)；
A 步骤③中平视刻度，步骤⑥中仰视读数 B 硫酸的用量不足
C 量气管中未加植物油 D 步骤⑥中没有调节量气装置两边液面相平，直接读数
(6)碱式碳酸铜（xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O）的热分解研究。小组同学用热分析仪对固体进行热分解，获得相关数据，绘成的固体质量与分解温度的关系如下图。
(已知Cu(OH)2的分解温度小于CuCO3的分解温度。)
Ⅰ.通过计算可得x：y：z=_______；
Ⅱ.若将16.0g剩余固体继续加热到更高的温度，发现固体质量减少了1.6g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：_______。
22．某研究性小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验。
I．定性探究
在一定温度下，该小组同学用一氧化碳还原纯净的氧化铁（实验装置如图），从环保角度看，该小组设计的实验装置有不足之处，你认为该如何改进？_____，观察到玻璃管内固体由红色全部变为黑色。
小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家分头查阅资料。
（查阅资料）
（1）一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。
（2）一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。
（3）
性质 四氧化三铁 氧化亚铁 铁粉
颜色 黑色 黑色 黑色
能否被磁铁吸引 能 不能 能
（实验与猜想）
（1）该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体全部能被吸引，则该黑色固体中不可能含有_____。
（2）进行猜想：黑色固体可能
a．全部为铁 b．_____ c．_____
Ⅱ.定量探究
取上述研磨后的黑色固体20g，设计如下实验：
（1）小明同学的猜想_____（填“是”或“否”）成立。
（2）通过计算，确定20g黑色固体的成分及质量_____（请写出计算过程）。
（继续实验）
若要从以上探究所得FeSO4、CuSO4的混合溶液中回收铜和硫酸亚铁晶体，可设计如下实验方案：
（1）步骤①中，金属X是_____；
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是_____。发生反应的化学方程式为_____。
参考答案
1．B
【详解】
A、绿色低碳出行，可以减少化石燃料燃烧，不符合题意；
B、废旧电池深埋，会污染土壤，符合题意；
C、开发清洁能源，利于保护环境，不符合题意；
D、分类回收垃圾，利于资源再利用，不符合题意；
故选B。
2．D
【详解】
A、道路洒水，减少扬尘，会减少空气污染，故A正确；
B、公交出行，低碳生活，可减少化石能源的消耗，减少空气污染，故B正确；
C、金属回收，使资源再生，可以节约资源，减少污染，故C正确；
D、深埋电池，会污染土壤和水体，不会消除污染，故D错误。故选D。
3．D
【详解】
A、铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，水中的白磷不能燃烧，薄铜片上的白磷能与氧气接触，温度能达到着火点，水中的白磷不能与氧气接触，红磷温度没有达到着火点；可得出燃烧需要与氧气接触，且温度达到着火点，故选项能达到实验目的。
B、左边试管铁钉生锈，右边试管铁钉不生锈，说明铁生锈需要氧气，故选项能达到实验目的。
C、图中实验U型管的液面左端下降，右端上升，说明生石灰遇水放热了，故选项能达到实验目的。
D、实验过程中，碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳溢出，不能验证质量守恒定律，故选项不能达到实验目的。
故选：D。
4．C
【详解】
A、一氧化碳具有可燃性燃烧生成二氧化碳，一氧化碳有毒，所以要点燃后再排放，故A说正确，但不符合题意；
B、玻璃管内红棕色的氧化铁和一氧化碳反应生成黑色的铁和二氧化碳，故B正确，但不符合题意；
C、一氧化碳具有可燃性，不纯遇火可能会发生爆炸，实验开始时应先通CO排净玻璃管中的空气再加热，故C错误，符合题意；
D、氧化铁和一氧化碳反应生成黑色的铁和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故D正确，但不符合题意。
故选C。
5．C
【详解】
铁在与水和氧气并存时易生锈，故a中的铁钉生锈，则b中的铁钉不生锈，由于a中氧气被消耗，故压强变小，液面L端上升，R端下降；A、只有a管中的铁钉会锈蚀，故选项正确；B、该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关，故选项正确；C、L端液面上升，R端液面下降，故选项错误；D、酸能加速铁的生锈，故若将a管中的铁钉事先用酸浸过能加快铁的锈蚀，故选项正确。故选C。
6．D
【详解】
A、书包带要做宽一些以增大受力面积从而减小压强，压强是单位面积上的压力，故A正确；
B、菜刀使用过后应立即擦干存放，不易生锈，故B正确；
C、家庭电路中必须安装保险丝或空气开关，防止漏电或过度用电事故发生，故C正确；
D、不可用燃着的木条检验液化石油气是否泄露，液化石油气易燃烧，故D错误。
压力，增大受力面积从而减小压强。家庭电路中安装保险丝或空气开关是十分必要的。
7．B
【详解】
A、焚烧落叶会污染空气，不能用焚烧的方法清除街道上的落叶，故A不正确；
B、苏打和胃酸反应，能降低酸性，食用苏打饼干以缓解胃酸过多症状，故B正确；
C、煤气泄漏时立即关闭阀门，打开门窗通风，故C不正确；
D、铁生锈是铁和水和氧气共同作用的结果，不能用清水洗涤去除铁器表面的锈渍，故D不正确。故选B。
8．C
【详解】
A、空气的成分包括氮气、氧气、稀有气体等，空气是重要的资源，其中氮气的体积分数为，故选项错误；
B、地球上可利用的淡水资源不到全球淡水储量的，故选项错误；
C、石油炼制可以得到煤油、柴油、石蜡、沥青等，故选项正确；
D、目前世界上只有以上的废钢铁得到回收利用，故选项错误。故选C。
9．D
【详解】
A、一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳排放到空气中，会污染空气，故应增加尾气处理装置，不符合题意；
B、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故加热前，应先通入一氧化碳，排尽装置内的空气，不符合题意；
C、氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，无明显现象，要想检验生成的二氧化碳气体，应用氢氧化钙，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，不符合题意；
D、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验现象为：红色固体变黑，符合题意。
故选D。
10．C
【详解】
如图所示，实验I中普通铁钉与氧气、水接触会生锈，实验Ⅱ普通铁钉只与水接触，没有与氧气接触，不会生锈，实验Ⅲ普通铁钉只与氧气接触，没有与水接触，不会生锈，实验Ⅳ纯铁钉与氧气、水接触不会生锈，则有：
A、I和Ⅱ说明铁制品锈蚀需要氧气，A选项说法不正确，不符合题意；
B、I和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要水，B选项说法不正确，不符合题意；
C、I和Ⅳ说明H2O和O2同时存在时，铁制品不一定发生锈蚀，C选项说法正确，符合题意；
D、Ⅱ和Ⅲ实验不止一个变量，且二者均不生锈，不能说明铁制品锈蚀需要O2和H2O，D选项说法不正确，不符合题意。故选C。
11．C
【详解】
甲能与乙的化合物溶液反应生成乙，说明在金属活动性顺序里，甲位于乙之前，甲能与丙的化合物溶液反应生成丙，说明在金属活动性顺序里，甲位于丙之前，丙能与乙的化合物溶液反应生成乙，说明在金属活动性顺序里，丙位于乙之前，故三种金属的活动性由强到弱的顺序是：甲>丙>乙。
故选C。
12．B
【详解】
Fe2O3中Fe的质量分数为，则赤铁矿样品中铁的质量分数为80％×70％＝56％．
13．B
【详解】
①煤和石油是不可再生资源，通过综合利用以提高其利用率，单纯作为燃料使用是一种浪费，说法正确；
②发现家中煤气泄漏不能立即打开排气扇换气，因为会产生电火花点燃气体发生爆炸和火灾，说法错误；
③油锅着火，不能用水救火，油的密度小会浮在水面继续燃烧，说法错误；
④生活污水、工业废水要处理达标后再排放，有利于保护水资源，说法正确；
⑤除去粗盐中难溶性杂质的实验步骤是溶解、过滤、蒸发，说法正确；
⑥铁锈是一层氧化物保护膜，铁锈疏松多孔，会吸收水和氧气，最好除去，说法错误；
故选：B。
14．A
【详解】
A、铁锈的主要成分是氧化铁，符合题意；
B、在金属活动顺序中，镁排在铝的前面，所以在常温下镁比铝更容易与氧气发 生化学反应，不符合题意；
C、钢铁与空气中的氧气和水发生缓慢氧化而锈蚀，不符合题意；
D、在金属活动顺序中，铁排在铜的前面，铁能置换出硫酸铜中的铜，故配制波 尔多液不能在铁制容器内进行，不符合题意。故选A。
15．D
【详解】
A. 甲实验中铜片表面上的黑色物质是铜和氧气反应生成的CuO，且方法1发生的反应是氧化铜和氢气反应生成铜和水，该反应是置换反应；乙实验中CO还原Fe2O3反应类型则不是置换反应，正确；
B. 甲实验中方法2中氧化铜和稀硫酸反应，现象为铜片上的黑色物质逐渐溶解，溶液变为蓝色；乙实验中氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，现象是B装置中红棕色粉末逐渐变黑，C中溶液变浑浊，正确；
C. 装置A中的碱石灰可以吸收一氧化碳中可能混有的二氧化碳，乙实验若没有A装置，则该实验不能达到检验是否有二氧化碳气体生成的目的；该实验从环境保护角度考虑，可在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯，点燃未反应完全的一氧化碳，正确；
D. 甲实验中若方法1、方法2均完全反应，则铜片A、B的质量相等，C的质量最小，因为氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜，一部分的铜元素以硫酸铜的形式存在；乙实验中准备好后，应先通入CO，后点燃B处酒精喷灯，防止加热时发生爆炸，故错误；
故选：D。
16．D
【详解】
黄铜中的铜来自于赤铜、锌来自于炉甘石，所用Cu2O与ZnCO3的质量比为26：25。设赤铜的质量为26m，炉甘石的质量为25m。铜的质量为，锌的质量为，
铜的质量分数为÷（+）=64%。
故选D。
17．
（1） 空气 产生还原剂一氧化碳 产生热量、提高炉温
（2）97kg
自拟试题：要制得56kg含杂质3%的生铁需要含氧化铁的质量分数为80%的赤铁矿石多少kg？
解：设需要含80%的赤铁矿石的质量为x。
答：需要含80%的赤铁矿石的质量为97kg。
【分析】
（1）
工业冶铁的原料有石灰石、铁矿石、空气及焦炭，其中焦炭的作用有焦炭燃烧能释放热量，提供高温，同时能产生具有还原性的一氧化碳，故填：空气；产生还原剂一氧化碳；产生热量、提高炉温。
（2）
见答案。
18．AECF CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ A Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 8
【详解】
（1）①在实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置应选A，盐酸具有挥发性，制得的二氧化碳中混有氯化氢气体，氯化氢可用饱和碳酸氢钠溶液除去，浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，可用浓硫酸干燥二氧化碳，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，故所选仪器的连接顺序为AECF；
②石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为；
③将少量CO2气体通入盛有氢氧化钠溶液的大烧杯中，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，故烧杯中溶液的质量与之前相比会增大。
故选A；
（2）①装置B中一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为；
②经过充分反应，测得反应前、后装置D氢氧化钠溶液洗气瓶的质量增加6.6g，说明生成二氧化碳的质量是6.6g。
设原氧化铁样品中氧化铁的质量是x
x=8g。
19．②③ CuSO4+Fe=Cu+FeSO4 Fe 、Cu2+ 硬度大 AD 金的化学性质稳定 Ag〉Pd〉Pt 密度小 氧气、水(或O2 、H2O) 常温下，铝能与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜 48.6 盐酸的浓度(或盐酸的浓度和体积)、温度或金属的颗粒大小 O2 CuSO4
【详解】
I．(1)①“金(即钢)柔锡柔，合两柔则刚。”此过程没有生成新物质，属于物理变化；②何意百炼钢，化为绕指柔(“百炼钢”指生铁经过高温煅烧，反复锤炼成为钢)，此过程有生成新物质，属于化学变化；③东晋《抱朴子》中记载：“以曾青涂铁，铁赤色如铜”(“曾青”即CuSO4溶液)，此过程有生成新物质，属于化学变化；④美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来，此过程没有生成新物质，属于物理变化；③中发生了置换反应，化学方程式为：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4；由化学方程式可知，该反应中发生有效的相互作用而促使变化发生的微粒是：Fe 、Cu2+；
(2)①说明合金与组成它的纯金属相比，具有的优点是硬度大；
(3)A、生铁、钢是铁的合金，都是混合物，故正确；B、钢中含有少量的碳，不与酸反应，故错误；C、在塑料中加入玻璃纤维可得到既有玻璃般透明或半透明性，又有钢铁般强度的材料—玻璃钢，故错误；D、用赤铁矿治炼生铁时，矿石中的氧化铁发生了还原反应，故正确。故关于生铁和钢的说法正确的是：AD ；
(4)金在自然界中以单质形式存在，其原因是金的化学性质稳定；将银、铂戒指分别放入甲、乙两烧杯中，一段时间后取出，发现只有银戒指表面有明显变化，通过该实验判断银、铂、钯的金属活动性由强到弱顺序为：Ag〉Pd〉Pt。
II．(5)铝比铁密度小、耐腐蚀；铁易锈蚀是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果；铝具有很好的抗腐蚀性，是因为铝在空气中与氧气反应，在其表面生成一层致密的氧化膜，从而阻止铝进一步氧化；
(6)根据质量守恒定律可得：经上述反应后可制得铝的质量=200t51%100%×(1-90%)=48.6t；电解铝生成铝和氧气，反应的化学方程式为：；
(7) 某小组想通过金属与稀盐酸的反应比较锂、铝的活动性，进行实验时应控制的变量有：盐酸的浓度(或盐酸的浓度和体积)、温度或金属的颗粒大小；钛的活动性位于铜、铝之间，说明比铜活泼，根据金属的活动性可推知：可与氧气、硫酸铜溶液等物质反应。
20．
（1） 红色固体逐渐变黑 浑浊 引燃尾气中的一氧化碳，防止空气污染
（2） 铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 350t
（3） 分解 +2 0
【解析】
（1）
①A中一氧化碳和氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，氧化铁为红色固体，生成铁粉为黑色，所以A中的现象为：红色固体逐渐变黑；因为有二氧化碳生成，所以B中的澄清石灰水变浑浊；
②A中的反应原理为：；
③在氧化铁的还原过程中，需要提前通入一氧化碳排尽玻璃管内的空气，反应结束后需要继续通入一氧化碳至玻璃管冷却，另外反应过程中也有一少部分一氧气碳随气流逸出，一氧化碳有毒性，会污染空气，但一氧化碳有可燃性，在空气中燃烧生成二氧化碳，所以C装置的作用是：引燃尾气中的一氧化碳，防止空气污染。
（2）
①高炉炼铁的主要原料有：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气；
②在B区生成的焦炭转化成具有还原性气体一氧化碳的过程为：焦炭和二氧化碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，用方程式表示为：。
③解法一：设得到生铁的质量为。
答：得到含杂质4%的生铁350t。
解法二：根据氧化铁中的铁元素全部转化到生铁中，生铁的质量为：。
（3）
①的反应为一种物质反应生成三种物质，属于分解反应；
②在氧化铜中，铜元素显+2价，在单质铜中，铜元素显0价，所以铜元素的化合价变化情况是：+2→0。
21． D CO2和O2 ABC 方法二 能耗低 111 8.5 连接装置后补充检查装置气密性 除去二氧化碳中的水 防止二氧化碳溶于水 c 缓慢下移 0.62g÷1.2g×100%≈51.7% BCD 1:1:1
【详解】
一、铜的性质及其应用
(1)铜绿受热会分解生成三种氧化物，由黑色粉末可知是氧化铜，其余两种由质量守恒定律知剩余两种应是水和二氧化碳，铜绿分解的化学方程式为：
(2)实验较长时间后，发现D试管中铜片最先生锈，因为D试管中的铜与氧气、水和二氧化碳充分接触，容易生锈。故填：D；上图知实验缺少了把铜片置于装有干燥空气(或氧气和二氧化碳)的试管中，所以要补充的一个实验是：把铜片置于装有干燥空气(或氧气和二氧化碳)的试管中，放置对比观察；可以省略不做的实验是试管：ABC；故答案为：；D；氧气和二氧化碳；ABC；
二、铜的制备研究
上述两种方法中，你认为哪种方法更好方法二，原因是：能耗低；故答案为：能耗低；
设需要含Cu2S80%的辉铜矿的质量为x。
x≈111t，故答案为：111t；
(3)根据质量守恒定律可知，Fe原子反应前后各6个，C原子反应前后各6个，H原子反应前后各12个，Na原子反应前12个，反应后2个，S原子反应前9个，反应后4个，O原子反应前60个，反应后40个。反应前后Na原子相差10个，S原子相差5个，O原子相差20个，又化学计量数为5，故该化学式为；故答案为：；
(4)目的是制备高纯度碱式碳酸铜，所以溶液残留铜元素越低越好，所以溶液pH最好控制在8.5；故答案为：8.5；
(5)①该装置使用前必须密封进行，所以实验前一定要检查装置气密性；
Ⅱ.浓硫酸的吸水性可以除去二氧化碳中的水；少量植物油可以避免二氧化碳和水接触，防止二氧化碳溶于水；无水硫酸铜遇水变蓝，可以检验二氧化碳气体是否干燥完全；故答案为：连接装置后补充检查装置气密性；除去二氧化碳中的水；防止二氧化碳溶于水；
Ⅲ.液面越低压强越小，随着稀盐酸的注入，样品分解，量气管内的液面逐渐下降，为防止量气管内气体压强过大，可将水准管缓慢下移；故答案为：缓慢下移；
Ⅳ.生成二氧化碳的体积为172mL-10mL-50mL=112mL=0.112L。二氧化碳的质量为：0.112L×44g÷22.4L=0.22g。二氧化碳中碳元素的质量为：0.22g×12÷44=0.06g。二氧化碳中的碳全部来自于碳酸铜中的碳。因此碳酸铜的质量为0.06g×124÷12=0.62g。故碳酸铜的质量分数为：0.62g÷1.2g×100%≈51.7%；故答案为：0.62g÷1.2g×100%≈51.7%；
V.A.步骤⑥中仰视读数，所的二氧化碳体积比比实际大，故导致结果偏大；
B.硫酸用量不足，CuCO3未反应完，生成二氧化碳体积减少，故导致结果偏小；
C.量气管中未加植物油，二氧化碳溶于水，导致二氧化碳体积偏小，故导致结果偏小；
D.步骤⑥中没有调节量气装置两边液面相平，量气管内压强大，液面高，导致二氧化碳体积减小，故导致结果偏小；因此本题选BCD；
(6)Ⅰ.由题意结合图可知，最先受热分解的是结晶水，然后是氢氧化铜，最后是碳酸铜。减少的水的质量为(24.0-22.2)g=1.8g；氢氧化铜受热生成氧化铜，减少的质量相当于是减少的水的质量为(22.2-20.4)g=1.8g；碳酸铜受热生成氧化铜和二氧化碳，减少的质量相当于二氧化碳的质量为(20.4-16.0)g=4.4g。故减少的质量比为44x：18y：18z=4.4g：1.8g：1.8g。故x：y：z=1：1：1；故答案为：1：1：1；
Ⅱ.氧化铜加热后质量又会减少，应该是氧化铜中的氧元素转化为氧气，16g氧化铜的氧元素的质量=16g×16/80=3.2g，大于1.6g，说明是氧化铜中的部分氧元素转化为氧气，所以此过程中可能发生反应的化学方程式。故答案为：。
22．增加除去尾气的装置 FeO 全部是四氧化三铁 铁和四氧化三铁 否 黑色固体由Fe3O4和Fe组成，其中Fe3O4是14.4g,Fe是5.6g Fe 除去过量的铁 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
【详解】
I．一氧化碳有毒，用一氧化碳还原纯净的氧化铁（实验装置如图），从环保角度看，该小组设计的实验装置不足之处是没有尾气处理装置，应该增加除去尾气的装置。
[实验与猜想]
（1）黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中不可能含有氧化亚铁（FeO）。
（2）黑色固体粉末全部能被吸引，黑色固体粉末可能是全部为铁或全部为四氧化三铁或四氧化三铁与铁粉的混合物，进行猜想：黑色固体可能
a．全部为铁 b．全部是四氧化三铁 c．铁和四氧化三铁
Ⅱ.定量探究
（1）20g黑色固体粉末与足量的硫酸铜溶液充分反应后，得到硫酸亚铁溶液和铜，说明黑色粉末中含有铁，过滤得到的黑色固体是四氧化三铁，则金属混合物是铁和四氧化三铁的混合物；小明的猜想不成立。
（2）反应前后，固体质量增加了
设黑色固体中铁的质量为x
x=5.6g
四氧化三铁的质量为
故黑色固体由Fe3O4和Fe组成，其中Fe3O4是14.4g,Fe是5.6g。
[继续实验]
（1）步骤①中，过量的铁粉与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，故金属X是铁（Fe）。
（2）步骤②中，铁粉与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁；然后再加入过量的稀硫酸把铜粉和铁粉混合物中的铁粉除去，故加入过量稀硫酸的目的是除去过量的铁。发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。