10.3金属的冶炼与防护同步练习—2021_2022学年九年级化学京改版（2013）下册（word版 含解析）

10.3金属的冶炼与防护
一、选择题（共16 题）
1．（2011年湖北荆门，11题）铁钉在下列情况中，最容易生锈的是：
A．在干燥的空气中 B．在潮湿的空气中
C．浸没在自来水中 D．浸没在植物油中
2．下列关于资源、能源和环境的叙述中，不正确的是
A．煤、石油、天然气是不可再生的化石燃料
B．化学电池是将化学能直接转化为电能的装置
C．空气是一种重要的资源，其中氧气的质量分数约为21%
D．回收利用废旧金属，既可以保护环境，又能节约资源和能源
3．下列各种“铁”中，最容易生锈的是
A．表面喷有漆的铁 B．装液态氮气的铁容器
C．潮湿空气中的铁管 D．沉没在机油中的铁制零件
4．某气体可能含有水蒸气、CO、H2中的一种或几种。为了确定其成分，最佳的实验方案是将气体依次通过装置
A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲 C．丙、甲、乙、丙 D．丙、甲、丙、乙
5．下列有关金属的说法中不正确的是（ ）
A．目前世界年产量最高的金属元素是铁
B．不锈钢抗腐蚀性好，可用于制作医疗器械
C．银的导电性最好，大多数电线都是用银作材料
D．大多数金属元素在自然界中以化合物的形式存在
6．为了防止铁制品受腐蚀，下列采取的措施中不可行的是（ ）
A．保持铁制品表面的洁净和干燥 B．将铁制品浸在水里使其与空气隔绝
C．制成不锈钢 D．在铁制品表面刷漆
7．航母“山东舰”作为首艘国产航母，其制造过程中使用了大量的金属材料，下列关于金属材料的说法中正确的是（ ）
A．金属铝的化学性质比铁活泼，因此也更容易锈蚀
B．钢的含碳量比生铁高，所以应用更广泛
C．“真金不怕火炼”说明黄金的熔点非常高
D．金属资源的回收利用既保护了环境，又节约了金属资源
8．比较法是实验探究的重要方法。利用下图所示实验不能实现的探究目的是
A．甲中只要①②对比就可探究铁的锈蚀的原因
B．甲中①③对比可探究铁的锈蚀与水是否有关
C．乙可探究可燃物的燃烧是否需要达到着火点
D．乙可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触
9．菠菜中含有一种有机物——草酸。将草酸隔绝空气加热，使其完全分解，生成水和碳的氧化物。为了探究上述反应生成的碳的氧化物成分，某同学设计了如下图所示实验。下列说法不正确的是
A．乙装置对实验结果不产生影响，因此可以去掉乙装置以简化实验方案
B．丙装置玻璃管中若发生化学反应，则该反应不为置换反应
C．若甲试管内溶液变浑浊，丁试管内无明显现象，则该碳的氧化物成分为二氧化碳
D．若甲试管和丁试管内溶液都变浑浊，丙处玻璃管内的红色固体变成黑色，则该碳的氧化物成分为一氧化碳和二氧化碳
10．下列叙述中，不正确的是（　　）
A．在化学变化前后，二氧化锰的质量不会发生变化
B．在一氧化碳炼铁过程中，一氧化碳是还原剂
C．在潮湿的空气中，铁制品通常容易锈蚀
D．增大氧气的浓度，能够促进物质的充分燃烧
11．根据铁在空气中生锈的原理设计下图实验装置，可以测定空气中氧气的含量。下列说法错误的是
A．铁的锈蚀属于缓慢氧化，放出热量
B．若实验中铁粉量不足，则测量结果偏小
C．食盐能加快铁生锈，则食盐是铁生锈的催化剂
D．此实验测出氧气的体积分数是18.0%
12．下列叙述、对应的化学方程式、所属基本反应类型都正确的是（ ）
A．验证铁的活动性比铜强：2Fe +3CuCl2 = 2FeCl3 + 3Cu 置换反应
B．工业制二氧化碳：CaCO3CaO + CO2 ↑ 分解反应
C．用铁桶盛放稀盐酸：Fe+2HCl = FeCl2+H2↑ 置换反应
D．高炉炼铁：3CO + Fe2O33CO2 + 2Fe 置换反应
13．下列对金属和金属材料的认识中，错误的是
A．黄铜片和铜片互相刻画，铜片上会留下明显的划痕
B．回收废旧金属有利于节约金属资源
C．用铁、铝制作炊具主要是因为它们有良好的导热性
D．真金不怕火炼是因为金的熔点高
14．下列实验设计不能达到其对应实验目的是
A．测定空气里氧气的含量
B．检查装置的气密性
C．探究铁钉锈蚀的条件
D．蒸发食盐水
15．钢铁厂购进含氧化铁80%的赤铁矿1000t，可以炼取含杂质4%的生铁的质量（　　）
A．560t B．583t C．800t D．1400t
16．下列对金属和金属材料的认识中，不正确的是
A．不锈钢是永不生锈的铁合金
B．铁在潮湿的空气中容易生锈
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．回收废旧金属有利于节约金属资源
二、综合题（共6题）
17．某活动小组在实验室模拟铁矿石炼铁化学原理，如图所示。
（1）该活动小组将实验装置组装好后，设计了下列实验操作步骤：
①给硬质玻璃管加热②停止加热③通入一氧化碳气体④停止通入一氧化碳气体，正确的操作步骤是（填序号）________。
（2）硬质玻璃管中反应的化学方程式是___________。
（3）图中有一处明显错误，请说明改进方法：____________。
（4）某校化学实验课上，同学们用化学方法探究一种钢样品中铁的含量。同学们将11.4g钢样品和20.0g稀盐酸（足量）放入质量为120.0g烧杯中。在化学反应过程中对烧杯及其中的剩余物进行了四次称量。记录如下表：（最后结果保留一位小数）
反应时间 T0 T1 T2 T3
烧杯和药品质量/g 151.4 151.3 151.0 151.0
反应中产生氢气的质量是______g。
（5）请计算钢样品中铁的质量分数______。
18．酸、碱、盐在生产和生活中有广泛的应用。
（1）用小苏打（ NaHCO3）治疗胃酸过多的化学方程式_____。
（2）如图所示，40g10%的氢氧化钠溶液中加入稀硫酸，B点意义是_____，如果加入a克15%的稀硫酸pH值正好在图中B点，把稀硫酸换成a克15%的稀盐酸，pH值在图中的_____（选填“A”“B”或“C”）点。
（3）某校化学兴趣小组的同学，对课本中一氧化碳还原氧化铁的实验作了绿色化改进后制取单质铁（如图，K1、K2是活塞）
①关闭K1、开启K2，可以验证。
②CO还原Fe2O3的化学方程式为：_____。
③关闭K2开启K1，除去二氧化碳，再通过c瓶浓硫酸，可以将d口出来的气体再从a通入装置，该实验这样改进的主要优点是_____。
（4）某化学兴趣小组为测定某石灰石样品中碳酸钙的含量，取10.0g于烧杯中，再向其中加入稀盐酸50.0g，恰好完全反应（杂质不反应），反应后烧杯中物质的总质量为57.8g。
①生成CO2的质量为_____。
②求石灰石样品中碳酸钙的质量分数_____（写出计算过程）
19．钢铁是使用最多的金属材料。某兴趣小组同学对一废钢成分进行了探究。
问题1：这种钢属于哪种类型的钢？
（查阅资料）含碳量0.03%～0.3%，为低碳钢；含碳量0.3%～0.6%，为中碳钢；含碳量0.6%～2%，高碳钢。
（实验）将11.4 g去锈后的废钢样品加入盛有20.0 g稀盐酸（足量）的烧杯(烧杯质量为120 g)中。化学反应过程中对烧杯及其中的剩余物进行称量，记录如下表：
反应时间 t1 t2 t3
烧杯和药品质量/ g 151.3 151.0 151.0
（结论）通过计算分析：（最后结果保留一位小数）
(1)反应中产生氢气的质量是 g。
(2)假设残留在烧杯中的黑色固体全部是碳单质，则该样品属于哪种类型的钢？(写出计算过程)
问题2：回收金属对节约金属资源的意义。
（拓展）(3)若该样品为高碳钢(假设含碳量为2%)，钢铁厂冶炼100 kg这种钢，需要含Fe2O376%的赤铁矿石的质量是多少？
20．金属材料与我们的生活息息相关。请利用所学的化学知识回答以下问题：
⑴盐城首条时速250公里的高铁——徐宿淮盐铁路将于2019年12月底竣工投运，该高铁建成通车必将促进盐城经济的飞速发展。铁路和火车站建设都需要大量的钢铁，钢和生铁的最主要区别是 _______ 不同，在炼铁高炉中将赤铁矿（主要成分为氧化铁）还原为铁的化学方程式是 _______ 。
⑵日常生活中使用得最多的金属材料就是合金，一般来说，合金与组成它的纯金属相比，其性能会发生一些改变，例如改变之一是 _______ 。
⑶铁在潮湿的空气中很容易锈蚀。某同学设计了下图所示的装置探究铁锈蚀的条件。用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的装置中，放置一星期后观察现象，你认为下列推断错误的是 _______ （填字母序号）
A 装置Ⅰ的铁钉这一侧的液面上升 B 装置Ⅱ比装置Ⅰ中的铁钉腐蚀更严重
C 装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀 D 比较铁钉这一侧的液面，装置Ⅱ比装置I的高
⑷为了达到“变废为宝、节能减排”的目的，某废旧品公司从含有金属镁、铁、铜的粉末中，分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属，实验过程如下：
请回答：
操作a的名称是 _______ ；金属B是 _______ ；写出步骤②所涉及的化学反应的基本反应类型是 _______ ；实验步骤②中除了加入稀硫酸外，还可选用下列试剂 _______ （填序号）。
a．硫酸铜溶液 b．氯化钠溶液 c．硝酸银溶液
21．用如图装置在相应条件下完成下列实验。
实验一、探究燃烧条件（B中盛木炭粉）
①由A处通N2一段时间后，加热B，B、C无明显变化。
②待B冷却至室温，由A处通入O2一段时间，B、C无明显变化。
③由A处继续通入O2，加热B，木炭粉燃烧，C中溶液变浑浊。
结论：由①、③可知燃烧需要　　；由②、③可知燃烧需要　
结论:由①、③可知燃烧需要_________________________; 由②、 ③可知燃烧需要_________________________。
实验二、探究炼铁原理（ B中盛氧化铁粉末）
工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应，某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，（ 已知氢氧化钠溶液不与一-氧化碳反应，能与二氧化碳反应）
请按要求填空:
（1） B处发生的现象是_________________________。
（2）实验过程中，CO的作用有_________________________（填序号）。
①CO气体作为反应物
②实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸
③停止加热后防止C中的溶液倒吸人B中
（3）为了回收利用一氧化碳，需除去尾气中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，D处可连接下列装置中的___________________（ 填序号 ）最为合理。
实验三、探究蔗糖的组成（B中盛蔗糖）
[查找资料]绿色植物能进行光合作用,可产生葡萄糖（ C6H12O6），葡萄糖进一步转化为蔗糖。
[做出猜想]蔗糖的组成可能含有碳、氢元素或碳、氢、氧三种元素，猜想的依据是_______________。
[实验验证]小组同学将实验一图C装置进行了一些改动， 用来探究蔗糖的组成。实验开始先通入一会儿氮气，然后关闭弹簧夹，再点燃酒精灯给玻璃管加强热。
（1）观察到干冷的小烧杯_________________________，说明蔗糖含有氢元素和氧元素。
（2）观察到硬质玻璃管残留有黑色固体，经证明该黑色固体是单质碳。
[实验结论]蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成。
[拓展交流] （1）实验中，先通入一会儿氮气的原因是_________________。
（2）兴趣小组用定量方法准确测量出17.1g蔗糖与足量氧气反应后生成26.4g-二氧化碳及9.9g水，则蔗糖中碳氢元素质量比为_______________;据此可推测蔗糖的化学式为____________（选填字母）。
A C6H5NO2
B C8H18O6
C C12H22O11
22．金属铁及其合金是世界上年产量最高、应用最广泛的金属材料，也是我们初中重点学习的金属单质。
（1）金属的化学性质主要是由金属的活动性决定的。
用如图①②所示实验证明铝的活动性比铜强，观察到的现象是______，反应的化学方程式为______；用图中③实验可以直接证明铝比铜活泼，则X和Y溶液分别是______；
（2）某同学用如图装置，进行还原氧化铁的实验（图中夹持已略去），检查装置气密性，加入药品，在装置中充满二氧化碳后进行实验。
①缓缓通入CO2，点燃A处酒精喷灯，加热一段时间，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为______。
②点燃B处酒精喷灯，加热一段时间后B处玻璃管内观察到的实验现象是______，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为______。
③请解释储气装置C中收集到的气体及这些气体有剩余的原因是______。
④该实验说明______具有还原性
（3）工业上利用赤铁矿炼铁的过程如图所示：
炼铁原料的选择：图中缺少的炼铁原料是______，我们一般选择赤铁矿（主要成分Fe2O3）而不用黄铁矿（主要成分FeS2）来炼铁，原因是______；高炉炼铁的产物：将高炉气体的主要成分补充完整______，高炉炼铁的产物还有______；
（4）为了探究钢铁锈蚀的条件，取4枚洁净无锈的铁钉，分别放入4支试管中如图所示：
为了证明铁生锈需要同时接触水和氧气，我们必须进行的实验是______（填序号，下同）；若要证明其他条件相同时，有氯化钠存在会加速铁的锈蚀， 需要进行的实验是______；
（5）保护金属资源人人有责，我们保护金属资源的有效途径主要是：
①合理开釆，寻找替代品；②防止金属锈蚀；③______等。
参考答案
1．B
【详解】
A、铁与水和氧气充分接触，容易生锈，食盐水能促进铁生锈的速率．
B、铁浸在植物油中，植物油隔绝了空气和水，铁不容易生锈．
C、铁与空气中的氧气和水蒸气接触，较容易生锈．
D、铁与水和氧气充分接触，容易生锈．
故选B．
2．C
【详解】
A、煤、石油、天然气是不可再生的化石燃料，说法正确，不符合题意；
B、化学电池是将化学能直接转化为电能的装置，说法正确，不符合题意；
C、空气中氧气的体积分数约为21%，不是质量分数，说法错误，符合题意；
D、回收利用废旧金属，既可以保护环境，又能节约资源和能源，说法正确，不符合题意；
故选C。
3．C
【详解】
A、表面喷漆的铁隔绝了水和空气，不易生锈，错误；
B、氮气的化学性质不活泼，不与铁反应，故铁不易生锈，错误；
C、潮湿的空气中铁既与水接触又与空气接触，易生锈，正确；
D、机油中的铁既不能与水接触又不能与空气接触，故不易生锈，错误。故选C。
4．D
【详解】
三种气体有水蒸气时应先检验水蒸气，所以用无水硫酸铜，因白色的无水硫酸铜与水反应会生成蓝色的硫酸铜晶体；都具有还原性的氢气和一氧化碳可通过检验它们还原氧化铜后的产物进行区分，氢气还原氧化铜后会生成水，一氧化碳还原氧化铜后会生成二氧化碳，生成物有水要检验时，通常先检验，所以将气体通过灼热的氧化铜后连接的应是无水硫酸铜再连接澄清石灰水来检验二氧化碳。因为检验二氧化碳时要用到澄清石灰水，若先检验一氧化碳燃烧的产物再检验氢气燃烧的产物则说不清水倒底是氢气还原氧化铜生成的还是原来澄清石灰水带出来的。故选D。
5．C
【详解】
A.目前世界年产量最高的金属元素是铁，故选项说法正确；
B.不锈钢抗腐蚀性好，可用于制作医疗器械，故选项说法正确；
C.银的导电性最好，但价格较高，大多数电线不用银作材料，故选项说法错误；
D.除少数很不活泼的金属（如金、银等）以单质形式存在外，大多数金属元素在自然界中以化合物的形式存在，故选项说法正确。
故选：C。
6．B
【详解】
A、保持铁制品表面的洁净和干燥，能起到防锈的作用，故A正确；
B、不用时把铁制品浸在水里，水里溶有少量氧气，不能起到防锈的作用，故B错误；
C、制成不锈钢，改变金属内部结构，能起到防锈的作用，故C正确；
D、在铁制品表面刷漆可以使铁与水和氧气隔绝，能起到防锈的作用，故D正确；
故选B。
7．D
【详解】
A、金属铝的化学性质比铁活泼，但在常温下，铝与空气中氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化，而铁与氧气、水共同反应后生成的铁锈疏松多孔，不会阻止铁进一步生锈，因此铝比铁更耐腐蚀，故A错误；
B、钢的含碳量比生铁低，钢的含碳量为0.03%～2%，生铁的含碳量为2%～4.3%，故B错误；
C、“真金不怕火炼”说明黄金的化学性质很稳定，高温条件下也不与其它物质反应，故C错误；
D、金属资源的回收利用既保护了环境，又节约了金属资源，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A、②中植物油的作用是隔绝氧气，看铁在只和水接触的条件下能不能生锈，故不能实现的探究目的；B、③中铁钉只和氧气接触，①中铁钉和氧气以及水同时接触，一段时间后，③中铁钉没有锈蚀，而①中铁钉锈蚀，通过①③对比说明铁钉锈蚀的条件之一是铁钉与水接触，故能实现的探究目的；C、乙通过薄铜片上的白磷和红磷的燃烧对比可知，温度达到了白磷的着火点所以燃烧了，可探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度，故能实现的探究目的；D、乙通过薄铜片上的白磷和水中的白磷的燃烧对比可知，薄铜片上的白磷与氧气接触所以燃烧了，可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触，故能实现的探究目的。故选A。
9．A
【详解】
由题中信息知，将草酸隔绝空气加热，使其完全分解，生成水和碳的氧化物。A. 乙装置保证草酸分解产生的二氧化碳全部吸收，不可以去掉乙装置以简化实验方案。故A错误。B. 丙装置玻璃管中若发生化学反应，两种化合物反应，则该反应不为置换反应。故B正确。C. 若甲试管内溶液变浑浊，丁试管内无明显现象，则该碳的氧化物成分为二氧化碳。故C正确。
D. 若甲试管和丁试管内溶液都变浑浊，丙处玻璃管内的红色固体变成黑色，则该碳的氧化物成分为一氧化碳和二氧化碳。故D正确。
10．A
【解析】
试题分析：A中只有当二氧化锰作为催化剂的时候，它的质量不会发生变化，但如果是反应物，它的质量会发生改变，B中 一氧化碳在炼铁的过程中，作为还原剂，能将铁还原出来，C中在潮湿的空气中有氧气和水，铁制品在有氧气和水存在的条件下，容易生锈，D中物质充分燃烧的条件就是要与氧气充分的接触，增大氧气的浓度，可以是物质和氧气充分的接触，物质可以充分的燃烧，故选A
11．C
【详解】
A、铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气发生缓慢氧化的过程，反应放出热量，选项A正确；
B、实验中铁粉量必须足量，才能将氧气消耗完，否则不能完全消耗氧气，测量结果偏小，选项B正确；
C、氯化钠是电解质，在其水溶液中铁容易形成原电池发生电化学腐蚀，因此食盐能加快铁生锈，但食盐不是催化剂，选项C不正确；
D、水进入27mL，说明消耗了27mLO2，氧气的体积分数为：×100%=18.0%，选项D正确。
故选C。
12．B
【详解】
A、该化学方程式书写不正确，铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，故选项错误；
B、工业制二氧化碳是高温条件下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，反应方程式正确，该反应属于“一变多”的反应，属于分解反应，故选项正确；
C、铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，是置换反应，但是不能用铁桶盛放稀盐酸，故该选项错误；
D、高炉炼铁方程式完全正确，但该反应不是置换反应，故选项错误；
故选B。
13．D
【详解】
A. 合金的硬度一般大于其组分金属，黄铜片和铜片互相刻画，铜片上会留下明显的划痕，正确；
B. 回收废旧金属有利于节约金属资源，正确；
C. 用铁、铝制作炊具主要是因为它们有良好的导热性，正确；
D. 真金不怕火炼是因为金的化学性质非常不活泼，故错误；
故选：D。
14．C
【详解】
A、足量的红磷在空气中燃烧，生成五氧化二磷固体，消耗氧气，待装置冷却至室温后，压强减小，进入集气瓶内水的体积即是消耗掉的氧气的体积，可以用来测定空气中氧气的含量，不符合题意；
B、检查装置的气密性，将导管放入水中，用手紧握试管，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果试管口有气泡冒出，说明气密性良好，不符合题意；
C、一段时间后，两个试管中的铁钉均不生锈，无法探究铁锈蚀的条件，符合题意；
D、蒸发时，应用玻璃棒不断搅拌，以防局部温度过高，造成液滴飞溅，操作正确，不符合题意。
故选C。
15．B
【详解】
设得到生铁的质量为x，
利用关系式法：
由铁原子守恒，得到关系式为
解得x≈583t。
常规法：
解得x≈583t。
故选：B。
16．A
【详解】
A、达到了不锈钢生锈的条件，会生锈，错误；
B、铁在潮湿的空气中与水和氧气并存容易生锈，正确；
C、赤铁矿的主要成分是Fe2O3，正确；
D、回收废旧金属有利于节约金属资源，正确；
故选：A。
17．③①②④ 点燃尾气或利用小气球收集尾气 0.4g 98.2%
【详解】
（1）CO还原Fe2O3的实验中CO具有可燃性故加热前要先通CO将装置内原有空气排尽防止爆炸，反应结束后熄灭酒精灯后硬质玻璃管冷会导致压强变小，会引起倒吸现象，所以实验结束时应该先熄灭酒精灯等冷却后再停止通CO，故正确的操作步骤是（填序号）：③①②④；
（2）硬质玻璃管中反应为CO高温还原Fe2O3其化学方程式是 ；
（3）CO为有毒气体，直接排放会污染空气，故图中有一处明显错误为缺少尾气处理装置，请说明改进方法为：点燃尾气或利用小气球收集尾气。
（4）由题目条件和表格数据可知反应前物质总质量为151.4g，反应后最终质量为151.0g，根据质量守恒定律反应前后总质量不变可知生成的氢气质量为151.4g-151.0g=0.4g。
（5）解：设样品中铁的质量为x。
，得x=11.2g，则钢样品中铁的质量分数为 。
18．NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑ 恰好完全反应 C 节约药品且减少大气污染 2.2g 50%
【详解】
（1）用小苏打（ NaHCO3）治疗胃酸过多是碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠和水以及二氧化碳，对应的化学方程式为 NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑；
（2）如图1所示，40g10%的氢氧化钠溶液中加入稀硫酸，B点意义是恰好完全反应，如果加入a克15%的稀硫酸pH值正好在图中B点，则：
a≈32.7g；
设需要的15%的稀盐酸的质量为y，
y≈24.3g＜32.7g，故稀盐酸会过量，pH值在图中的 C点；
（3）①关闭K1、开启K2，可以验证，导致澄清石灰水变浑浊，所以验证：生成物为二氧化碳；
②CO还原Fe2O3是一氧化碳和氧化铁在高温下生成铁和二氧化碳，对应的化学方程式为：；
③关闭K2开启K1，除去二氧化碳，再通过c瓶浓硫酸，可以将d口出来的气体再从a通入装置，该实验这样改进的主要优点是 节约药品且减少大气污染；
（4）根据质量守恒定律可得，生成CO2的质量为10.0g+50.0g﹣57.8g＝2.2g，设石灰石样品中碳酸钙的质量分数为z，
z＝50%。
19．(1) 0.4 (2)属于高碳钢(3) 184.2 kg
【解析】
试题分析：(1) 由质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量不变，所以氢气的质量为：反应前物质的总质量-反应后剩余物的总质量即11.4g+20g+120g-151.0g=0.4g；
(2)设钢样品中含铁的质量为。
Fe + 2HCl ="===" FeCl2+ H2 ↑
56 2
0.4g
=得=11.2g
钢样含碳量=×100%=1.8%
属于高碳钢
(3)100kg×(1－2%)×÷76%=184.2kg
20．含碳量 硬度增大或抗腐蚀性增强或熔点降低（或其他合理答案） D 过滤 铜（或Cu） 置换反应 a
【详解】
（1）钢和生铁的最主要区别是含碳量不同，在炼铁高炉中将赤铁矿（主要成分为氧化铁）还原为铁，氧化铁和一氧化碳在高温下生成二氧化碳和铁，方程式为：；
（2）合金与组成它的纯金属相比，抗腐蚀性增强，熔点降低，硬度增大；
（3）A、铁钉能消耗氧气使得左边的压强变小，液面上升，故A正确；
B、铁在酸性条件下加快了锈蚀，故B正确；
C、浓硫酸具有吸水性，使得铁钉不能和水蒸气接触不能生锈，故C正确；
D、浓盐酸具有挥发性，与铁钉反应生成氢气，使得左边压强增大，因此液面会下降，故D错误；
（4）镁、铁铜三种金属与磁铁，铁能被吸引，所以金属A是铁，剩余两种金属中加入稀硫酸，根据活动性顺序，只有镁在氢之前，铜在氢之后，因此，镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，进行过滤可以得到硫酸镁溶液；因此操作a是过滤；金属和酸的反应是置换反应，除了稀硫酸外还可以选用硫酸铜溶液。
21．可燃物与氧气接触 温度达到着火点 固体由红色变成黑色 ①②③ c 质量守恒定律 内壁有水珠出现 排尽空气，防止对氢元素、氧元素的探究产生影响 72:11 C
【详解】
实验一、（1）①可燃物在氮气中加热不燃烧，③可燃物在氧气中加热燃烧，由①、③可知燃烧需要可燃物与氧气接触；②可燃物通入氧气未加热不燃烧，③可燃物通入氧气加热燃烧，由②、③可知燃烧需要温度达到着火点；结论:由①、③可知燃烧需要可燃物与氧气充分接触；由②、 ③可知燃烧需要可燃物与氧气充分接触；
实验二、工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳；
（1） B处发生的反应的现象是固体由红色变成黑色；
（2）实验过程中，CO的作用：
①CO气体作为反应物和氧化铁反应，选项正确；
②加热可燃性气体与空气的混合物易发生爆炸，实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，选项正确；
③停止加热后要继续通入一氧化碳，防止生成的铁再被氧化，B中压强不减少， C中的溶液不会倒吸人B中，选项正确；故选①②③。
（3）a中气体从长管进入溶液中被溶液吸收，然后从短管中排除广口瓶，选项错误；b中两个管都短，即不能充分吸收，也不能收集，选项错误；
c中在二氧化碳被吸收的同时，一氧化碳保存在集气瓶内，排出去的是液体，能回收利用一氧化碳，除去尾气中的二氧化碳，选项正确；故选c；
实验三、[做出猜想]根据质量守恒定律，化学变化中元素的种类不发生改变。蔗糖的组成可能含有碳、氢元素或碳、氢、氧三种元素。
（1）观察到干冷的小烧杯内壁有水珠出现，说明蔗糖含有氢元素和氧元素；
[拓展交流]（1）实验中，先通入一会儿氮气的原因是排尽空气（氧气、水蒸气），防止对氢元素、氧元素的探究产生影响；
（2）据质量守恒定律可知反应前后元素的种类、质量不变，用定量方法准确测量出17.1g蔗糖与足量氧气反应后生成26.4g-二氧化碳及9.9g水，则蔗糖中碳的质量为：26.4g×=7.2g； 氢元素质量为：9.9g×=1.1g；碳、氢元素的质量比为7.2g:1.1g=72:11；据此可推测蔗糖中氧元素质量为17.1g-7.2g-1.1g=8.8g，蔗糖中碳、氢、氧的原子个数比为： =12:22:11，化学式为C12H22O11，故选C。
22．试管①中有气泡生成，试管②中无明显现象。 2Al + 3H2SO4＝ Al2(SO4)3 + 3H2↑ X为铝，Y为硫酸铜溶液（或X为铜，Y为硫酸铝溶液） 红棕色粉末变黑 CO未充分反应有剩余，有CO2生成 木炭和CO 焦炭 赤铁矿比黄铁矿含铁量更高，且黄铁矿炼铁会产生大量二氧化硫气体 N2、CO、CO2 生铁 ①②③ ③④ 回收利用废旧金属
【详解】
（1）金属活动性顺序铝大于铜，铝能与稀硫酸反应，产生气泡，铜不能；故填：试管①中有气泡生成，试管②中无明显现象；
反应的化学方程式为：2Al + 3H2SO4 ＝ Al2(SO4)3 + 3H2↑；
根据金属活动性靠前的金属可以将靠后的金属从它的化合物溶液中置换出来，试管③中为单质X和溶液Y，若要验证金属活动性顺序铝大于铜，则可以选X为铝，Y为硫酸铜溶液（或X为铜，Y为硫酸铝溶液）；
（2）①A装置的作用是将二氧化碳经木炭高温还原为一氧化碳，为B装置提供反应物；故A装置中发生的化学反应方程式为：；
②A装置生成的CO进入B装置作为还原剂经高温将红棕色的氧化铁还原生成黑色的铁粉；故B处观察到的现象为：红棕色粉末变黑；
反应化学方程式为：；
③C装置收集到的气体为CO和CO2；CO作为反应物未充分反应有剩余，CO2作为生成物；
④该实验用到了木炭去还原二氧化碳，用到了CO去还原氧化铁；故体现了木炭和CO的还原性；
（3）工业用赤铁矿炼铁的原料为：赤铁矿、焦炭、石灰石、空气；故缺少焦炭；
赤铁矿中铁元素的质量分数为70%，黄铁矿（FeS2）中铁元素的质量分数为46.7%，且黄铁矿中含硫元素，产物中会有二氧化硫，污染空气，所以工业上常用赤铁矿而少用黄铁矿；
高炉气体中主要含有N2、CO、CO2；
高炉炼铁的产物为生铁；
（4）通过试管①②中铁钉不生锈，试管③中铁钉生锈，可以得出铁钉生锈需要同时与空气和水共同接触；故填：①②③；
试管③④中铁钉都会生锈，且试管④中铁钉生锈更快，唯一变量为食盐；故填：③④；
（5）保护金属资源的途径有：①合理开采寻找替代品 ②防止金属锈蚀 ③回收利用废旧金属。