沪教版九年级上册 第5章 金属的冶炼与利用 2023年单元测试卷（含解析）

沪教版九年级上册《第5章 金属的冶炼与利用》2023年单元测试卷
一、选择题
1．很多俗语、诗词中蕴含着丰富的科学道理，下列说法错误的是（　　）
A．“湿法炼铜”——铁的活动性比铜强
B．“真金不怕火炼”——黄金的化学性质非常稳定
C．“爆竹声中一岁除”——发生了化学变化
D．“沙里淘金”与“百炼成钢”——蕴含的化学原理相同
2．2021年5月15日“祝融”号火星车成功着陆。该车使用了新型镁锂合金，下列说法正确的是（　　）
A．镁锂合金属于金属材料
B．锂属于非金属元素
C．镁锂合金属于化合物
D．镁锂合金的硬度比镁的小
3．下列关于生铁和钢的说法中，错误的是（　　）
A．它们都是铁的合金
B．生铁的性能优于钢
C．它们的含碳量不同
D．生铁可以通过铁矿石冶炼出来
4．下列关于金属材料的说法中，不正确的是（　　）
A．生铁、硬铝、焊锡都属于合金
B．锈蚀后的铁制品没有回收价值
C．铝表面易生成致密氧化铝薄膜，因而具有良好的抗腐蚀性
D．铜有良好的导电性，因而大量用于制作电线
5．下列金属各n克，分别与足量稀盐酸反应，生成氢气最多的是（　　）
A．Mg B．Fe C．Zn D．Cu
6．下列关于铁、锌、铜三种金属及其合金的说法错误的是（　　）
A．铁在潮湿的空气中易生锈
B．黄铜（铜与锌的合金）的硬度大于纯铜
C．能用铁桶盛放波尔多液
D．自然界中，金、银有单质形式存在
7．向一定量黄铜（铜锌合金）粉末中逐滴加入稀盐酸，下列图象能正确表示对应变化关系的是（　　）
A． B．
C． D．
8．下列物质①FeCl3②ZnCl2③CuCl2④AlCl3中，能用金属和盐酸直接反应制得的物质是（　　）
A．①② B．②④ C．③④ D．①③
9．金属矿物的储量有限，而且不能再生，所以保护金属资源尤为重要．下列关于保护金属资源的有效途径说法中，不正确的是（　　）
A．防止金属腐蚀 B．回收再利用
C．扩大开采规模 D．寻找代用品
10．向CuSO4溶液中加入一定质量的锌粉，完全反应后过滤，得滤渣和蓝色滤液。下列说法正确的是（　　）
A．向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生
B．滤渣中一定有Cu，可能有Zn
C．滤液中只有ZnSO4
D．滤液中只有CuSO4
11．下列实验方法一定能达到实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方法
A 除去FeCl2溶液中的（CuCl2） 加入过量铁粉、过滤
B 除去碳粉中的铜粉 加入足量稀硫酸
C 除去CO2中的少量CO 点燃
D 除去铜粉中的木炭粉 加热时不断通入氧气
A．A B．B C．C D．D
12．我国湿法炼铜的工艺在宋、元时期已相当成熟。某化学兴趣小组在实验室模拟湿法炼铜，他们取46g铁片放入一定质量的氯化铜溶液中，反应一段时间后，得到50g固体，则所得固体中铁的质量分数为（　　）
A．8% B．18% C．36% D．92%
13．某同学利如图实验装置来还原赤铁矿石样品中的Fe2O3。下列说法正确的是（　　）
A．实验时先点燃酒精灯与喷灯，再通CO
B．玻璃管中的固体由黑色逐渐变成红色
C．化学反应时碳元素的化合价保持不变
D．图示实验说明CO具有还原性和可燃性
14．铜元素有多种氧化物，如CuO、Cu2O．称取14.4g仅含Cu、O两种元素的固体样品、采用如下装置实验（夹持装置省略）。测得实验前后装置B增重4.4g。下列说法正确的是（　　）
A．装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2
B．实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间
C．根据实验数据进行计算，可以确定该固体为Cu2O
D．若缺少装置C，则实验所得Cu、O个数比偏高
15．高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：C+NiO2Ni+CO2↑，下列说法错误的是（　　）
A．反应中NiO2发生还原反应
B．气体产物中可能有CO
C．该不锈钢中还含有铁和碳
D．该不锈钢合金的硬度小于纯铁
二、填空题
16．将等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成氢气质量（m）随反应时间（t）的变化曲线如图所示，请回答下列问题：
（1）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式 　 　．
（2）对于该图象的理解，下列说法正确的是 　 　（填序号）．
①A表示锌和稀硫酸的反应曲线
②反应结束后两种金属一定都有剩余
③反应结束后稀硫酸都没有剩余
④反应结束后消耗两种金属的质量相等
⑤反应结束后所得溶液质量相等．
17．钢铁是一种重要的金属材料，在生产、生活中都有广泛的应用。
（1）钢铁属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料进行炼铁，反应过程如图甲所示。
写出第②步反应的化学方程式：　 　。
（3）A、B、C、D、E、F是初中化学所涉及的物质，其中A、B是氧化物，C能使澄清石灰水变浑浊。它们的转化关系如图乙所示。
①C的化学式为 　 　。
②D物质在氧气中燃烧，也能生成B，则B的化学式为 　 　。
③写出D与稀硫酸反应的化学方程式：　 　。
④物质A的一种用途是 　 　。
三、实验题
18．在金属材料中，铝是目前最经济实用的材料之一。
（1）在空气中，铝制品不易生锈，其原因可用化学方程式表示为 　 　。
（2）某小组同学将铝箔在酒精灯上加热，发现铝箔逐渐变软，中间有液体被外面的固体包裹住。由此可以推测氧化铝的熔点比金属铝 　 　（填“高”或“低”）。
（3）将铝片和稀盐酸放在密闭容器中，用传感器探究反应容器内的温度随时间的变化，结果如图所示，则溶液温度升高的原因是 　 　。
（4）某实验小组为了探究影响金属与酸反应快慢的因素，进行了如表所示的实验。
实验序号 实验过程 实验现象
1 铁粉和铁片分别与15%的盐酸反应 铁粉产生气体快
2 铁片分别与5%的盐酸和15%的盐酸反应 15%的盐酸产生气体快
由此得出影响金属与酸反应快慢的因素：
①　 　。
②　 　。
19．铁矿和铜矿都有多个种类，矿业上常用俗称，例如主要成分为Cu2S（含少量Fe2O3、SiO2等杂质）的铜矿俗称辉铜矿。一种用辉铜矿冶炼铜的主要工艺流程如图：
（1）主要成分是Fe2O3的铁矿俗称为 　 　，是一种炼铁的原料。
（2）上述流程中，将辉铜矿“磨细”的目的是 　 　。
（3）“高温脱硫”阶段，主要反应的化学方程式为：2Cu2S+3O22Cu2O+2X，则X的化学式为 　 　，若直接将大量X气体排放到空气中，则可能会形成 　 　，造成建筑雕像腐蚀、森林破坏等环境污染问题。
（4）“金属还原”阶段，焦炭的作用是 　 　和生成还原剂CO，还原生成铜的化学方程式为 　 　。
（5）“吹炼”的目的是将粗铜中所含易被氧化的杂质 　 　（填名称）氧化，使其易结合成炉渣。在吹炼时也有少部分铜被氧化，但停止吹入富氧空气后它会与杂质反应重新变成铜。请完成铜的氧化物与杂质反应的化学方程式：　 　+Fe+SiO22Cu+　 　。
四、计算题
20．为测定黄铜（铜锌合金）样品中铜的质量分数，小明取一定质量的样品放在烧杯中，分2次加入溶质质量分数相同的稀硫酸，实验过程和数据如图所示。
请计算：
（1）生成氢气的总质量是 　 　g。
（2）稀硫酸中溶质的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）
五、科学探究题
21．金属的锈蚀是重要研究课题。
【知识回顾】探究不同条件下铁钉的锈蚀。
按图1所示实验进行铁钉锈蚀的研究。一天后观察到B、C中铁钉表面无明显变化，A中铁钉在蒸馏水和空气交界处出现轻微锈蚀，D中铁钉在食盐水和空气交界处出现较多锈蚀。
（1）由A、B、C的现象可知，铁钉锈蚀的条件是 　 　。
（2）由A、D中的现象可以得出的结论是 　 　。
【实验探究】小亮同学想继续探究温度对铁钉锈蚀快慢的影响，进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按图2安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表，由此可得的结论是 　 　。
温度/℃ 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
有同学认为小亮的实验未能真实反映50℃以后铁钉锈蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：　 　。
【拓展延伸】长期露置在空气中的铜表面会产生绿色物质，于是他们一起探究金属铜锈蚀的原因。经查阅资料，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，由此推测空气中 　 　肯定参加了反应，但不能确定空气中的氧气是否参与反应，为证明铜生锈是否需要氧气，设计图3实验，你认为其中必须要做的对比实验是 　 　（填序号）。
【讨论交流】金属资源有限，不能再生。写出防止铁生锈的一种具体做法 　 　。
沪教版九年级上册《第5章 金属的冶炼与利用》2023年单元测试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．很多俗语、诗词中蕴含着丰富的科学道理，下列说法错误的是（　　）
A．“湿法炼铜”——铁的活动性比铜强
B．“真金不怕火炼”——黄金的化学性质非常稳定
C．“爆竹声中一岁除”——发生了化学变化
D．“沙里淘金”与“百炼成钢”——蕴含的化学原理相同
【解答】解：A.湿法炼铜用硫酸将铜矿中的铜元素转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，说明铁的活动性比铜强，故正确；
B.金排在金属活动顺序表的最后面，化学性质最稳定，耐高温，故正确；
C.爆竹声中一岁除，有新物质生成，属于化学变化，故正确；
D.沙里淘金的原理是金子的密度比沙子的密度大得多，在水的冲击下，沙粒被水流带走，而金子的颗粒就留在容器里，属于物理变化；百炼成钢发生了化学变化，故化学原理不同，故错误；
故选：D。
2．2021年5月15日“祝融”号火星车成功着陆。该车使用了新型镁锂合金，下列说法正确的是（　　）
A．镁锂合金属于金属材料
B．锂属于非金属元素
C．镁锂合金属于化合物
D．镁锂合金的硬度比镁的小
【解答】解：A、金属材料包括纯金属及合金，镁锂合金属于金属材料，故正确；
B、锂带“钅”字旁，因此锂属于金属元素，故错误；
C、镁锂合金属于混合物，故错误；
D、合金的硬度大于组成它的纯金属，因此镁锂合金的硬度比镁的大，故错误。
故选：A。
3．下列关于生铁和钢的说法中，错误的是（　　）
A．它们都是铁的合金
B．生铁的性能优于钢
C．它们的含碳量不同
D．生铁可以通过铁矿石冶炼出来
【解答】解：A、生铁和钢都是铁的合金，故选项说法正确。
B、钢的性能优于生铁，故选项说法错误。
C、生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，它们的含碳量不同，故选项说法正确。
D、生铁可以通过铁矿石冶炼出来，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故选项说法正确。
故选：B。
4．下列关于金属材料的说法中，不正确的是（　　）
A．生铁、硬铝、焊锡都属于合金
B．锈蚀后的铁制品没有回收价值
C．铝表面易生成致密氧化铝薄膜，因而具有良好的抗腐蚀性
D．铜有良好的导电性，因而大量用于制作电线
【解答】解：A、合金是金属与金属或金属与非金属融合在一起形成的具有金属特性的混合物，生铁、硬铝、焊锡都属于合金，故A正确；
B、锈蚀后的铁除锈后仍有回收价值，故B错误；
C、铝具有自我保护作用，铝表面易形成致密的氧化膜可阻止铝进一步被氧化，故C正确；
D、铜具有良好的导电性，可以用来做电线，故D正确。
故选：B。
5．下列金属各n克，分别与足量稀盐酸反应，生成氢气最多的是（　　）
A．Mg B．Fe C．Zn D．Cu
【解答】解：A、Mg的相对原子质量为24，24g镁可反应生成2g氢气，即1g镁生成g氢气；
B、Fe的相对原子质量为56，56g铁可反应生成2g氢气，即1g铁生成g氢气；
C、Zn的相对原子质量为65，65g锌可反应生成2g氢气，即1g锌生成g氢气；
D、Cu活动性差，不与稀硫酸反应生成氢气；
分析可知，镁放出的氢气最多，故选：A。
6．下列关于铁、锌、铜三种金属及其合金的说法错误的是（　　）
A．铁在潮湿的空气中易生锈
B．黄铜（铜与锌的合金）的硬度大于纯铜
C．能用铁桶盛放波尔多液
D．自然界中，金、银有单质形式存在
【解答】解：A．铁在与氧气、水共存时会发生锈蚀，所以铁在潮湿的空气中易生锈，故正确；
B．合金的硬度一般大于其组成金属的硬度，所以黄铜（铜与锌的合金）的硬度大于纯铜，故正确；
C．在金属活动性顺序中，铁排在铜的前面，所以铁会与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，因此不能用铁桶盛放硫酸铜溶液，故错误；
D．金、银的化学性质不活泼，所以在自然界中，金、银有单质形式存在，故正确。
故选：C。
7．向一定量黄铜（铜锌合金）粉末中逐滴加入稀盐酸，下列图象能正确表示对应变化关系的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、水中反应的进行，锌不断和稀盐酸反应，剩余固体质量不断减少，当锌完全反应后，剩余固体是铜，铜不能和稀盐酸反应，因此剩余固体质量不再减少，该选项图象能正确表示对应变化关系；
B、向一定量黄铜粉末中逐滴加入稀盐酸时，锌立即和稀盐酸反应生成氢气，该选项图象不能正确表示对应变化关系；
C、没有反应时，溶液中没有锌元素，因此没有反应时溶液中锌元素的质量为零，该选项图象不能正确表示对应变化关系；
D、没有加入稀盐酸时，溶液质量为零，随着稀盐酸的不断加入，反应生成氯化锌和氢气，溶液质量不断增大，当锌和稀盐酸完全反应后，随着稀盐酸的加入，溶液质量仍然不断增大，该选项图象不能正确表示对应变化关系。
故选：A。
8．下列物质①FeCl3②ZnCl2③CuCl2④AlCl3中，能用金属和盐酸直接反应制得的物质是（　　）
A．①② B．②④ C．③④ D．①③
【解答】解：
①铁在置换反应中常显示+2价，和盐酸反应生成的是氯化亚铁，而不是氯化铁，故①错误；
②锌在化学反应中显示+2价，活动性位于氢之前，可以生成氯化锌，故②制取；
③铜的活动性位于氢之后，不会与盐酸反应，故③错误；
④铝在化学反应中显示+3价，活动性排在氢之前，可以生成氯化铝，故④制取。
故选：B。
9．金属矿物的储量有限，而且不能再生，所以保护金属资源尤为重要．下列关于保护金属资源的有效途径说法中，不正确的是（　　）
A．防止金属腐蚀 B．回收再利用
C．扩大开采规模 D．寻找代用品
【解答】解：保护金属资源的有效途径有：防止金属腐蚀、回收再利用、合理开采矿物及寻找金属的代用品等；扩大开采规模不属于保护金属资源的有效途径，由以上分析可知C错误。
故选：C。
10．向CuSO4溶液中加入一定质量的锌粉，完全反应后过滤，得滤渣和蓝色滤液。下列说法正确的是（　　）
A．向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生
B．滤渣中一定有Cu，可能有Zn
C．滤液中只有ZnSO4
D．滤液中只有CuSO4
【解答】解：向CuSO4溶液中加入一定质量的锌粉，锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，过滤后滤液呈蓝色，说明硫酸铜有剩余，滤渣中只有铜，滤液中有硫酸锌和硫酸铜；
A、滤渣中只有铜，与盐酸不反应，A正确；
B、滤渣中只有铜，一定没有锌，B错误；
C、滤液中有硫酸锌和硫酸铜，C错误；
D、滤液中有硫酸锌和硫酸铜，D错误；
故选：A。
11．下列实验方法一定能达到实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方法
A 除去FeCl2溶液中的（CuCl2） 加入过量铁粉、过滤
B 除去碳粉中的铜粉 加入足量稀硫酸
C 除去CO2中的少量CO 点燃
D 除去铜粉中的木炭粉 加热时不断通入氧气
A．A B．B C．C D．D
【解答】解：A、过量铁粉能与CuCl2反应生成氯化亚铁溶液和铜，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。
B、铜粉不能与稀硫酸反应，不能除去杂质，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。
C、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为会引入新的气体杂质，且当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，故选项所采取的方法错误。
D、木炭粉和铜粉在加热时均能与氧气反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。
故选：A。
12．我国湿法炼铜的工艺在宋、元时期已相当成熟。某化学兴趣小组在实验室模拟湿法炼铜，他们取46g铁片放入一定质量的氯化铜溶液中，反应一段时间后，得到50g固体，则所得固体中铁的质量分数为（　　）
A．8% B．18% C．36% D．92%
【解答】解：设参加反应的铁的质量为x。
Fe+CuCl2＝Cu+FeCl2 固体质量变化量
56 64 64﹣56＝8
x 50g﹣46g＝4g
x＝28g
则所得固体中铁的质量分数为×100%＝36%。
故选：C。
13．某同学利如图实验装置来还原赤铁矿石样品中的Fe2O3。下列说法正确的是（　　）
A．实验时先点燃酒精灯与喷灯，再通CO
B．玻璃管中的固体由黑色逐渐变成红色
C．化学反应时碳元素的化合价保持不变
D．图示实验说明CO具有还原性和可燃性
【解答】解：A、实验时先通一氧化碳，排尽装置内的空气，否则一氧化碳和空气混合加热可能发生爆炸，错误；
B、玻璃管中的固体由红棕色变为黑色，错误；
C、一氧化碳中碳元素显+2价，二氧化碳中碳元素显+4价，错误；
D、一氧化碳和氧化铁的反应体现还原性，被点燃体现可燃性，正确。
故选：D。
14．铜元素有多种氧化物，如CuO、Cu2O．称取14.4g仅含Cu、O两种元素的固体样品、采用如下装置实验（夹持装置省略）。测得实验前后装置B增重4.4g。下列说法正确的是（　　）
A．装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2
B．实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间
C．根据实验数据进行计算，可以确定该固体为Cu2O
D．若缺少装置C，则实验所得Cu、O个数比偏高
【解答】解：A、该反应没有生成水，故A说法错误；
B、由于一氧化碳是具有可燃性的气体，实验开始前应先关闭K2，打开K1，让CO通一段时间，排净玻璃管中空气，防止加热时发生爆炸，同时一氧化碳有毒，利用气球收集一氧化碳，防止污染空气，故B正确。
C、由题意可知装置B增重4.4g，是吸收二氧化碳的质量，由质量守恒定律可知，铜的氧化物中氧元素的质量是：4.4g××100%×＝1.6g，所以铜原子与氧原子的个数比是：：＝，则固体组成为①Cu2O，②Cu、CuO③Cu2O、Cu、CuO三种可能，不可以确定该固体为Cu2O，故C错误；
D、若缺少装置C，装置B增重的质量偏大，则实验所得Cu、O个数比偏低，故D错误。
故选：B。
15．高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：C+NiO2Ni+CO2↑，下列说法错误的是（　　）
A．反应中NiO2发生还原反应
B．气体产物中可能有CO
C．该不锈钢中还含有铁和碳
D．该不锈钢合金的硬度小于纯铁
【解答】解：A、NiO2失去了氧，发生了还原反应，故选项说法正确。
B、碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，气体产物中可能有CO，故选项说法正确。
C、钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，则该不锈钢中还含有铁和碳，故选项说法正确。
D、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，该不锈钢合金的硬度大于纯铁，故选项说法错误。
故选：D。
二、填空题
16．将等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成氢气质量（m）随反应时间（t）的变化曲线如图所示，请回答下列问题：
（1）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式 　Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑　．
（2）对于该图象的理解，下列说法正确的是 　①③　（填序号）．
①A表示锌和稀硫酸的反应曲线
②反应结束后两种金属一定都有剩余
③反应结束后稀硫酸都没有剩余
④反应结束后消耗两种金属的质量相等
⑤反应结束后所得溶液质量相等．
【解答】解：
（1）锌与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，则其化学方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，
（2）由已知：“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”进行分析：
①锌的活动性比铁的活动性强，所以等质量的金属，锌反应的时间短，正确；
②由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，由方程式分析可知：如果锌恰好反应，则铁有剩余；故错误；
③置换反应是金属置换酸中的氢元素，所以若生成的氢气的质量相等，硫酸均反应完；故正确；
④根据化学方程式Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，可知每56g铁生成2g氢气，根据化学方程式Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，可知每65g锌反应生成2g氢气；所以若是相等质量的铁和锌与硫酸反应，铁生成氢气多，而不会相等，故错误；
⑤因为“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”，所以反应物的总质量相等；依据质量守恒定律，反应后溶液的质量＝反应前的总质量﹣气体的质量﹣不溶物的质量，图示中生成氢气的质量相等，但剩余的不溶物的质量不同，所以反应结束后所得溶液质量不相等．故错误；
故选①③．
故答案为：（1）Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；（2）①③．
17．钢铁是一种重要的金属材料，在生产、生活中都有广泛的应用。
（1）钢铁属于 　混合物　（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料进行炼铁，反应过程如图甲所示。
写出第②步反应的化学方程式：　CO2+C2CO　。
（3）A、B、C、D、E、F是初中化学所涉及的物质，其中A、B是氧化物，C能使澄清石灰水变浑浊。它们的转化关系如图乙所示。
①C的化学式为 　CO2　。
②D物质在氧气中燃烧，也能生成B，则B的化学式为 　Fe3O4　。
③写出D与稀硫酸反应的化学方程式：　Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑　。
④物质A的一种用途是 　作燃料　。
【解答】解：（1）钢铁是铁的合金，含有铁、碳等物质，属于混合物。
（2）第②步的反应是二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳，反应的化学方程式为：CO2+C2CO。
（3）①由分析可知，C是二氧化碳，化学式为：CO2。
②D物质在氧气中燃烧，也能生成B，则B是四氧化三铁，化学式为：Fe3O4。
③D与稀硫酸的反应是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑。
④物质A是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，一种用途是作燃料。
故答案为：
（1）混合物；
（2）CO2+C2CO；
（3）①CO2；
②Fe3O4；
③Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑；
④作燃料。
三、实验题
18．在金属材料中，铝是目前最经济实用的材料之一。
（1）在空气中，铝制品不易生锈，其原因可用化学方程式表示为 　4Al+3O2＝2Al2O3　。
（2）某小组同学将铝箔在酒精灯上加热，发现铝箔逐渐变软，中间有液体被外面的固体包裹住。由此可以推测氧化铝的熔点比金属铝 　高　（填“高”或“低”）。
（3）将铝片和稀盐酸放在密闭容器中，用传感器探究反应容器内的温度随时间的变化，结果如图所示，则溶液温度升高的原因是 　铝片和稀盐酸反应放热　。
（4）某实验小组为了探究影响金属与酸反应快慢的因素，进行了如表所示的实验。
实验序号 实验过程 实验现象
1 铁粉和铁片分别与15%的盐酸反应 铁粉产生气体快
2 铁片分别与5%的盐酸和15%的盐酸反应 15%的盐酸产生气体快
由此得出影响金属与酸反应快慢的因素：
①　金属的形状　。
②　酸的浓度　。
【解答】解：（1）铝在空气中与氧气反应生成氧化铝，故方程式为：4Al+3O2＝2Al2O3；
（2）铝箔加热熔化变成液体，而氧化铝仍然是固体，所以氧化铝熔点比金属铝高，故答案为：高；
（3）根据图像可知，开始时氧化铝与酸反应温度变化不大，后来铝与酸反应温度明显升高，故答案为：铝片和稀盐酸反应放热；
（4）①实验1通过铁粉和铁片分别与盐酸反应产生气体快慢对比，可知金属与酸的接触面积影响反应快慢，故答案为：金属的形状；
②实验2通过不同浓度的酸与铁片产生气体快慢对比，可知酸的浓度影响反应快慢，故答案为：酸的浓度。
19．铁矿和铜矿都有多个种类，矿业上常用俗称，例如主要成分为Cu2S（含少量Fe2O3、SiO2等杂质）的铜矿俗称辉铜矿。一种用辉铜矿冶炼铜的主要工艺流程如图：
（1）主要成分是Fe2O3的铁矿俗称为 　赤铁矿　，是一种炼铁的原料。
（2）上述流程中，将辉铜矿“磨细”的目的是 　增大反应物之间的接触面积，加快反应速率　。
（3）“高温脱硫”阶段，主要反应的化学方程式为：2Cu2S+3O22Cu2O+2X，则X的化学式为 　SO2　，若直接将大量X气体排放到空气中，则可能会形成 　酸雨　，造成建筑雕像腐蚀、森林破坏等环境污染问题。
（4）“金属还原”阶段，焦炭的作用是 　产生热量　和生成还原剂CO，还原生成铜的化学方程式为 　Cu2O+CO2Cu+CO2　。
（5）“吹炼”的目的是将粗铜中所含易被氧化的杂质 　铁　（填名称）氧化，使其易结合成炉渣。在吹炼时也有少部分铜被氧化，但停止吹入富氧空气后它会与杂质反应重新变成铜。请完成铜的氧化物与杂质反应的化学方程式：　Cu2O　+Fe+SiO22Cu+　FeSiO3　。
【解答】解：（1）主要成分是Fe2O3的铁矿俗称为赤铁矿，是一种炼铁的原料；故填：赤铁矿；
（2）加工成粉末增大反应物之间的接触面积，加快反应速率（或使反应充分）；故填：增大反应物之间的接触面积，加快反应速率；
（3）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类与数目不变。由2Cu2S+3O22Cu2O+2X中，反应前有：4个铜原子、2个硫原子和6个氧原子；反应后有：4个铜原子、2个氧原子，所以2X中含有2个硫原子和4个氧原子，则X的化学式为SO2，若直接将大量二氧化硫排放到空气中，则可能会形成酸雨，造成建筑雕像腐蚀、森林破坏等环境污染问题；故填：SO2；酸雨；
（4）焦炭在氧气充足时燃烧生成二氧化碳，放出了大量的热，在加热的条件下，一氧化碳与氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：Cu2O+CO2Cu+CO2；故填：产生热量；Cu2O+CO2Cu+CO2；
（5）“吹炼”的目的是将粗铜中所含易被氧化的杂质铁氧化，使其易结合成炉渣。在吹炼时也有少部分铜被氧化，生成氧化亚铜，但停止吹入富氧空气后它会与杂质反应重新变成铜。反应后的方框内应填写FeSiO3，由质量守恒定律可知，反应前的方框内应该有2个铜原子和1个氧原子，则铜的氧化物与杂质反应的化学方程式：Cu2O+Fe+SiO22Cu+FeSiO3；故填：铁；Cu2O；FeSiO3。
四、计算题
20．为测定黄铜（铜锌合金）样品中铜的质量分数，小明取一定质量的样品放在烧杯中，分2次加入溶质质量分数相同的稀硫酸，实验过程和数据如图所示。
请计算：
（1）生成氢气的总质量是 　0.4　g。
（2）稀硫酸中溶质的质量分数。（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）
【解答】解：（1）由质量守恒定律可知，反应后减少质量为生成氢气质量＝50.0g+40.0g+60.0g﹣149.6g＝0.4g。
（2）由图可知，第一次加50.0g硫酸，质量减少0.2g，第二次加60.0g硫酸，质量减小0.2g，说明第一次硫酸完全反应，锌有剩余，第二次硫酸有剩余，锌完全反应。
设50.0g稀硫酸中硫酸的质量为x。
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
98 2
x 0.2g
解得：x＝9.8g
稀硫酸的质量分数为：×100%＝19.6%。
答：稀硫酸中溶质的质量分数19.6%。
故答案为：（1）0.4；
（2）19.6%。
五、科学探究题
21．金属的锈蚀是重要研究课题。
【知识回顾】探究不同条件下铁钉的锈蚀。
按图1所示实验进行铁钉锈蚀的研究。一天后观察到B、C中铁钉表面无明显变化，A中铁钉在蒸馏水和空气交界处出现轻微锈蚀，D中铁钉在食盐水和空气交界处出现较多锈蚀。
（1）由A、B、C的现象可知，铁钉锈蚀的条件是 　与氧气和水同时接触　。
（2）由A、D中的现象可以得出的结论是 　食盐会加快铁锈蚀　。
【实验探究】小亮同学想继续探究温度对铁钉锈蚀快慢的影响，进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按图2安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表，由此可得的结论是 　温度越高，铁锈蚀越快　。
温度/℃ 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
有同学认为小亮的实验未能真实反映50℃以后铁钉锈蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：　50℃以后，试管中的氧气耗尽，铁钉的锈蚀停止　。
【拓展延伸】长期露置在空气中的铜表面会产生绿色物质，于是他们一起探究金属铜锈蚀的原因。经查阅资料，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，由此推测空气中 　H2O、CO2　肯定参加了反应，但不能确定空气中的氧气是否参与反应，为证明铜生锈是否需要氧气，设计图3实验，你认为其中必须要做的对比实验是 　AC　（填序号）。
【讨论交流】金属资源有限，不能再生。写出防止铁生锈的一种具体做法 　铁表面刷漆（其他合理答案亦可）　。
【解答】解：【知识回顾】（1）A和B说明生锈需要与氧气接触，A和C说明铁锈生锈需要与水接触，因此可知铁生锈需要同时接触水和氧气；
故答案为：与氧气和水同时接触。
（2）A和D中变量是加入了食盐，而D锈蚀严重，说明食盐加速了铁锈蚀；
故答案为：食盐会加快铁锈蚀。
【实验探究】随着温度升高，铁钉增加重量增多，说明铁锈蚀速度加快，因此可知温度越高，铁锈蚀越快；图2装置为密闭装置，当内部氧气消耗完毕后，铁不再锈蚀，温度再提高，也不会发生锈蚀，铁钉质量也就不再增加；
故答案为：温度越高，铁锈蚀越快；50℃以后，试管中的氧气耗尽，铁钉的锈蚀停止（合理即可）。
【拓展延伸】碱式碳酸铜含有铜、碳、氢和氧四种元素，而铜是放置在空气中发生锈蚀，铜可以提供铜元素，剩余四种元素则是来自于空气，空气碳元素只能来自于二氧化碳，氢元素则只能由水提供，水和二氧化碳则含有了碳、氢和氧三种元素，因此可知水和二氧化碳一定参与了反应；探究氧气是否参与反应，选择一组实验中变量只有氧气的即可，而A与C符合此条件；
故答案为：H2O、CO2；AC。
【讨论交流】防止铁生锈，就需要隔绝氧气和水，而在其表面刷漆，可以有效隔绝氧气和水，防止生锈；
故答案为：铁表面刷漆（其他合理答案亦可）。