科粤版化学九下同步测试：6.4珍惜和保护金属资源（含解析）

6.4 珍惜和保护金属资源
一、单选题
1．为落实环境污染防治责任，很多地区制定了保护环境的具体实施方案和措施。下列做法不利于改善环境质量的是（　　）
A．城市街道洒水降尘 B．将废旧电池深埋
C．工业废气处理后再排放 D．乘坐公交车或地铁出行
2．新四军纪念馆存有部分缴获日寇的枪支大炮，为保存好这些铁制文物，下列措施不能采用的是
A．外表涂抹一层油 B．保持展馆内空气干燥
C．提醒观众不要用手触摸 D．浸在敞口水箱中存放
3．下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是
A．铝制器皿表面失去光泽时，应用钢丝球不断擦拭表面，使之光亮如初
B．在钢铁表面喷油漆，可防止生锈
C．用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大 质量轻 抗腐蚀的性质
D．稀土资源是不可再生的重要战略资源，应合理利用与保护
4．“绿水青山就是金山银山”，垃圾分类处理有利于生态文明建设。金属罐头盒应投入的垃圾箱上所印标识为
A． B． C． D．
5．下列图示装置和原理不能达到实验目的的是
A．探究水对铁生锈有没有影响 B．证明分子在不断运动
C．测定空气中氧气含量 D．验证质量守恒定律
6．下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．铁粉可以与空气中的氧气和水反应 铁粉可做食品保鲜剂
B．水分解时吸收热量 水可用作灭火剂
C．镁能在空气中燃烧发出耀眼的白光　镁用于制作照明弹
D．氦气密度仅大于氢气，且性质很稳定　氦气可用作飞艇的填充气
7．下列叙述正确的是（ ）
A．锌、铁等金属能置换出酸中的氢气
B．盐酸能除去铁锈，将生锈的铁钉长时间浸泡在盐酸中，除锈效果会更好
C．铁丝与硫酸铜溶液反应后固体质量会增加
D．铝比铁的抗腐蚀能力强的原因是因为铁的化学性质比铝活泼
8．人类社会的发展离不开金属，下列有关金属的说法错误的是(　　)
A．金属具有金属光泽，常温下金属都是固体
B．生铁和钢是含碳量不同的铁合金，其中生铁的含碳量大于钢的含碳量
C．炒完菜后，应及时除掉锅底的水，这样可以防止铁锅生锈
D．生活中常用铝粉漆对铁制品进行防护
9．物质的用途与性质密切相关。下列说法不正确的是
A．金刚石硬度大，可用于刻划玻璃
B．氩气性质稳定，可用做焊接金属保护气
C．铁粉在空气中能生锈，可用做食品脱氧剂
D．液体二氧化碳吸热气化，可降低可燃物着火点
10．根据你的生活经验，下列家庭小实验不能成功的是
A．用干电池中的“锌皮”与稀硫酸反应制氢气 B．用肥皂水鉴别硬水和软水
C．用碳酸饮料做二氧化碳灭火实验 D．用食盐水浸泡菜刀，防止锈生锈
11．某博物馆藏有一柄古代铁剑，为防止其生锈，下列做法合理的是
A．定期用清水冲洗，除去灰尘 B．放于体验区，让观众触摸
C．用盐水除去铁剑上的锈斑 D．放在充满氮气的展览柜中
12．下列说法不正确的是
A．铁制品在湖湿的空气中比在干燥的空气中易生锈
B．葡萄糖(C6H12O6)中C、H、O元素的质量比为1：2：1
C．地壳中含量最多的金属元素是Al
D．分子都是由原子构成的
二、填空题
13．金属是一种重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。下表表示了金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。
(1)根据图中数据和有关的化学知识，你认为金属大规模开发、利用的先后顺序跟下列_______和_______有关。
①地壳中金属元素的含量；②金属的导电性；③金属的活动性；④金属的延展性；⑤金属冶炼的难易程度。
(2)钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。请你写出一氧化碳在高温条件下把铁从赤铁矿(主要成分是氧化铁)里还原出来的化学方程式：_______。
(3)每年世界上钢铁的产量很高，但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟_______和_______等物质相互反应的结果。
(4)铝的活动性比铁强，但铝在空气中却表现出良好的抗腐蚀性，其原因是_______。
14．2019年12月18日我国首艘国产航空母舰“山东号”交付海军。
（1）“山东号”航母的甲板要求承受舰载机起落强烈的撞击和摩擦，制作甲板的钢材应具有的性质是_____。
（2）如图是铁的锈蚀实验：
四支试管中，铁钉生锈由快到慢的顺序是_____________（填试管序号）。
（3）舰载机使用了铝镁合金，为验证铝与镁的金属活动性顺序，分别将打磨过的铝条和镁条插入稀盐酸中，观察到镁比铝反应剧烈，镁与稀盐酸反应的化学方程式为_____。
15．如图是与铁的性质有关的部分实验图，请回答下列问题。
（1）A中细铁丝燃烧生成黑色固体物质的化学式是______；
（2）B中铁钉最易生锈的部位是______（填“a”、“b”或“c”）；
（3）C试管内发生反应的化学方程式是______；
（4）D中反应一段时间后，试管内溶液质量与反应前相比______（填增大、不变或减小），发生反应的方程式为______。
16．金属的冶炼为国民经济的发展奠定了坚实的基础，金属活动性顺序在生产和生活中有重要的应用。
（1）铁制品与_____接触易生锈。
（2）新型材料纳米级 Fe 粉具有广泛的用途，它比普通 Fe 粉更易与氧气反应，其制备工艺流程如图甲所示：请回答下列问题：
请上述制备工艺的化学方程式_____； 在制备纳米级 Fe 粉的工艺流程中，N2的作用是_____。
（3）图乙为Mn和 CuSO4溶液反应的示意图，实际与Mn反应的微粒是_____。
（4）某同学在一定质量的AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入铁粉，铁粉先与_____反应，充分反应后，他对反应过程进行了分析，得到了图丙的几个图象（横坐标表示加入铁的质量），其中错误的是_____（填字母序号）。
17．某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，容器中的碳粉已完全消失。该小组成员对容器中反应后的气体进行如下探究：
【提示】①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；②浓硫酸能吸水。
③碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的。
【提出猜想】
（1）小红对容器中气体的组成提出如下四种猜想：
A．C和CO B．只有CO C．CO和O2的混合气体 D．只有CO2
你认为上述猜想中明显不合理的有_________（填字母）。
（2）小明认为容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体；小强认为容器中的气体还可能是__________。
【实验探究1】小明为了验证自己的猜想，按如下图所示装置进行探究。
请回答下列问题：
（1）装置B中NaOH溶液的作用是_____________。
（2）若小明的猜想成立，则装置A中的反应的化学方程式是___________，
CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O装置D玻璃管中的实验现象是______红色粉末变为黑色，反应的化学方程式是___________。
【实验探究2】小强把小明实验中的氧化铁换成了铜丝网，并去掉E装置验证其猜想。
若小强的猜想成立，则装置D中的实验现象是 __________。
【拓展延伸】若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是__________。
三、实验题
18．如图是探究铁钉锈蚀条件的实验。
(1)A中植物油的作用是_____。
(2)一段时间后，B中铁钉没有锈蚀，而C中铁钉锈蚀，通过B、C对比说明铁钉锈蚀的条件之一是_____。
19．根据下图回答有关问题：
(1)写出实验①中反应的化学方程式______。
(2)实验②中可观察到铁片的表面_______，该反应的化学方程式为________。
(3)实验③中可观察到试管中铁钉最先生锈的是_____处。（填“a”或“b”或“c”）。
20．设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题是化学重要的学科思想。
(1)图一中三个实验均可用于测定空气中O2含量，测得实验过程中密闭容器内O2体积分数随时间的变化关系如图二所示，依据图中信息分析。
①A、B均利用铁生锈能消耗_____进行测定。
②若要比较准确且快速地测定空气中O2的含量最佳实验是_____（填“A”“B”或“C”）。
(2)铜在潮湿空气中生锈是与CO2、O2和H2O共同作用的结果，仿照铁生锈设计如下实验。
①C中Cu的作用_____（用方程式表示）。
②AD对比证明Cu生锈需要______，D中尾部NaOH溶液的作用是_____。
③写出D中锥形瓶内反应的化学方程式______。
21．铁的锈蚀及其防护。
(1)探锈：探究铁锈蚀主要因素的实验如图1，对比实验______（填序号）可知水是铁锈蚀的因素之一。
(2)识锈：铁锈中含有少量羟基氧化铁（FeOOH），铁在空气中通过化合反应生成FeOOH的化学方程式为______。
(3)防锈：电热水器的内胆采用搪瓷处理，能有效防止铁锈蚀。硼砂（Na2B4O7·10H2O）在工业上可用于制造搪瓷，硼砂中含______种元素。
(4)用锈：利用铁锈蚀做原理测定空气中氧气的含量（如图2）。实验材料中氯化钠的作用是______；实验结束，恢复常温后打开止水夹，烧杯中剩余152.5 mL的水，计算该装置内空气中氧气的体积分数为______。
四、计算题
22．铁的锈蚀对社会生产造成较大损害，但也有有利的一面，如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败.某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应.测得部分数据加下，请根据有关信息回答问题。
实验次数 1 3 4 5 6
取样品质量（g） 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0
取稀硫酸质量（g） 30.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体质量（g） 0 a 0.3 0.5 0.6
（1）食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收 ，用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是 。
（2）列式计算该样品中单质铁的质量分数（保留至0.1%）。
参考答案
1．B
【详解】A. 城市街道洒水降尘，可减少空气中可吸入颗粒物，有利于改善空气质量，正确； B. 将废旧电池深埋，不能将污染物消除，不能改善环境，错误；C. 工业废气处理后再排放，有利于保护环境，正确； D. 相对于开私家车，提倡乘坐公交车或地铁出行，可减少污染物的排放，正确。 故选B。
2．D
【分析】铁生锈是铁与氧气和水反应的结果。
【详解】A.外表涂抹一层油，可以保护铁制品，正确；
B.保持展馆内空气干燥，可以防止铁生锈，正确；
C.提醒观众不要用手触摸，可以防止铁接触汗渍，可以防止铁生锈，正确；
D.浸在敞口水箱中存放，会导致铁与氧气和水接触而生锈，错误。
故选D。
3．A
【详解】A.铝制器皿表面失去光泽时，用钢丝球不断擦拭表面，会破坏铝表面致密的氧化膜，错误；
B.在钢铁表面喷油漆，可隔绝氧气和水，防止铁生锈，正确；
C.合金比成分金属硬度大、抗腐蚀性好，用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大 质量轻 抗腐蚀的性质，正确；
D.稀土资源是不可再生的重要战略资源，应合理利用与保护，正确。
故选A。
4．C
【详解】金属罐头盒属于可回收垃圾，故选C。
5．B
【详解】A.图中实验，第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触；第二支试管中的铁钉只能与干燥的空气接触；一段时间后，第一支试管中的铁钉生锈；第二支试管的铁钉没有生锈；可用于探究水对铁生锈有没有影响，故选项能达到实验目的；
B.盛有酚酞溶液的小烧杯在大烧杯外，一段时间后，烧杯中的酚酞溶液不变色，不能说明分子是在不断地运动的，故选项不能达到实验目的；
C.红磷本身是固体，能在空气中燃烧，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，可用于测定空气中氧气含量，故选项能达到实验目的；
D.铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，故选项能达到实验目的。
故选B。
6．B
【详解】A.铁粉可以与空气中的氧气和水反应，故铁粉可做食品保鲜剂，正确；
B.水变为气态水蒸气时吸收热量，故水可用作灭火剂，错误；
C.镁能在空气中燃烧发出耀眼的白光，故镁用于制作照明弹，正确；
D.氦气密度仅大于氢气小于空气，且性质很稳定，故氦气可用作飞艇的填充气，正确。
故选B。
7．C
【详解】A.锌、铁等金属位于氢的前边，能置换出酸中的氢，不是氢气，故A不正确；
B.盐酸能除去铁锈，将生锈的铁钉长时间浸泡在盐酸中，锈反应完了，铁会与盐酸反应，故B不正确；
C.铁丝与硫酸铜溶液反应后生成了铜和硫酸亚铁，固体质量会增加，故C正确，
D.铝比铁的抗腐蚀能力强的原因是因为铝与空气中的氧气反应生成了致密的氧化物的薄膜，故D不正确。故选C。
8．A
【分析】在通常情况下汞是液体；铁的合金包括生铁和钢；铁在与氧气和水充分接触时容易生锈；从表面生成的氧化铝特性上进行分析。
【详解】A.金属具有金属光泽，常温下大部分金属都是固体，但是汞是液体。错误；
B.生铁和钢是含碳量不同的铁合金，其中生铁的含碳量大于钢的含碳量。正确；
C.炒完菜后，应及时除掉锅底的水，这样可以使铁与水隔绝，从而防止铁生锈。正确；
D.铝的活动性虽然比铁还强，但铝在空气中表面能生成一层氧化铝膜，使铁制品免受腐蚀。正确。
故选A。
【点睛】解答本题要掌握各种物质的性质等方面的知识，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断。
9．D
【详解】A.金刚石硬度大，可用于刻划玻璃，故A正确；
B.氩气性质稳定，可用做焊接金属保护气，故B正确；
C.铁和水和氧气生成氧化铁，铁粉在空气中能生锈，可用做食品脱氧剂，故C正确；
D.可燃物着火点是可燃物本身的属性，可燃物着火点不变，故D不正确。故选D。
10．D
【详解】A.干电池中的“锌皮”与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，故选项家庭小实验能成功；
B.用肥皂水区分硬水和软水，向水中加入肥皂水时，如果产生的泡沬较多，是软水，如果产生大量浮渣，是硬水，故选项家庭小实验能成功；
C.碳酸易分解产生二氧化碳，故可用碳酸饮料来做二氧化碳的灭火实验，故选项家庭小实验能成功；
D.食盐水能促进铁生锈，故选项家庭小实验不能成功。
故选D。
11．D
【详解】A．定期不应用清水冲洗，除去灰尘。故A错误。
B．不应放于体验区，更不要让观众触摸。故B错误。
C．用盐酸除去铁剑上的锈斑。故C错误。
D．放在充满氮气的展览柜中，氮气性质稳定。故D正确。故选D。
12．B
【详解】A.铁与氧气和水接触易生锈，正确；
B.葡萄糖(C6H12O6)中C、H、O元素的原子个数比为1:2:1，故质量比不可能是1:2:1，故错误；
C.地壳中含量最多的金属元素是Al，正确；
D.分子都是由原子构成的，正确。故选B。
13．(1) ③##⑤ ③##⑤
(2)
(3) 氧气 水
(4)铝的化学性质比较活泼，常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化
【详解】（1）①地壳中含量最多的金属元素是铝元素，而四种金属中铝利用的最晚，故金属大规模开发、利用的先后顺序与地壳中金属元素的含量无关，不符合题意；
②金属的导电性与金属大规模开发、利用的先后顺序无关，不符合题意；
③金属活动性：Al＞Fe＞Sn＞Cu，金属大规模开发、利用的先后顺序为：Cu(Sn)、Fe、Al，说明金属活动性越强，利用的越晚，符合题意；
④金属的延展性与金属大规模开发、利用的先后顺序无关，不符合题意；
⑤由于受冶炼条件和技术的限制，容易冶炼的金属最先开发、利用，符合题意。
故选③和⑤；
（2）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：；
（3）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气和水等物质相互反应的结果；
（4）铝的化学性质比较活泼，常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，故铝具有良好的抗腐蚀性。
14． 强度高、硬度大 D、C、B、A
【详解】（1）因为“山东号”航母的甲板要求承受舰载机起落强烈的撞击和摩擦，只有强度高的钢材能承受强烈的撞击，只有硬度大的钢材能承受剧烈的摩擦，所以制作甲板的钢材应具有的性质是：强度高、硬度大。
（2）图中所示铁的锈蚀实验，D中盛有食盐水，食盐能加快铁钉生锈，铁钉部分在空气中，部分浸没在食盐水中，铁钉既与氧气接触，又与水接触，还有食盐存在，生锈最快；C中铁钉部分在空气中，部分浸没蒸馏水中，铁钉既与氧气接触，又与水接触，生锈较快；B中铁钉虽然完全浸没在蒸馏水中，但试管口敞开，随着氧气的溶解，水中氧气含量增加，铁钉逐渐生锈；A中充满蒸馏水且用橡皮塞塞紧试管口，氧气不能进入，铁钉虽然跟水接触，但因为没有氧气存在，所以基本不能生锈。故四支试管中的铁钉生锈，由快到慢的顺序是：D、C、B、A。
（3）因为在金属活动性顺序中镁排在氢前面，所以镁能置换出盐酸中的氢，镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，其化学方程式为：。
【点睛】影响铁锈蚀的条件有很多，除了氧气和水外，食盐水等盐溶液也能加快铁的锈蚀。
15． Fe3O4 b 减少
【详解】（1）A中细铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体物质是四氧化三铁，其化学式表示为：Fe3O4。故填：Fe3O4；
（2）B中铁钉最易生锈的部位是b，因为铁生锈是铁和空气中的氧气、水发生反应的过程。故填：b；
（3）C试管内发生反应是铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，其化学方程式为：；
（4）D中，硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜，铜的相对原子质量是64，铁的相对原子质量是56，因为铁会将铜置换，所以反应一段时间后，试管内溶液质量与反应前相比减小，发生反应的方程式为： 。
16． 水和氧气 FeCl2+H2Fe+2HCl； 隔绝氧气 Cu2+ 硝酸银 D
【详解】（1）铁制品与水和氧气接触易生锈。
故填：水和氧气。
（2）上述制备工艺中，高温条件下，利用氮气做保护气，氯化亚铁和氢气反应生成铁和氯化氢，反应的化学方程式为：FeCl2+H2Fe+2HCl；
在制备纳米级 Fe 粉的工艺流程中，N2的作用是隔绝氧气。
故填：FeCl2+H2Fe+2HCl；隔绝氧气。
（3）图乙为Mn和 CuSO4溶液反应的示意图，实际与Mn反应的微粒是Cu2+。
故填：Cu2+。
（4）某同学在一定质量的AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入铁粉，铁粉先与硝酸银反应；
A.铁先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，后和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，该选项对应关系正确；
B.硝酸银和铁反应后溶液质量减小，硝酸铜质量分数增大，铁和硝酸铜反应后溶液质量减小，硝酸铜质量也减小，质量分数减小，硝酸铜完全反应后质量分数减小到0，故选对应关系正确；
C.铁和硝酸银、硝酸铜反应后溶液质量减小，完全反应后溶液质量不再变化，该选项对应关系正确；
D.反应前溶质是硝酸银和硝酸铜，该选项对应关系不正确。
故填：硝酸银；D。
17． AC（多选、少选或错选均不得分） CO2、O2 除去二氧化碳（或吸收二氧化碳） CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O 红色粉末变为黑色 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 红色固体变黑（或铜丝网变黑等） 8g～16g或8g＜m（O2）＜16g
【详解】本题考查了碳与氧气反应的知识的，解决的关键是根据碳与不同质量氧气反应可能组合问题的进行分析，然后根据不同组合的物质的性质进行实验验证。
【提出猜想】（1）碳是固体，容器中气体，不能是碳与一氧化碳的混合物，也不能是一氧化碳和氧气混合物，如果剩余这两种气体它们会继续反应，故选AC；
（2）因为碳在氧气中充分燃烧是二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，故生成气体有可能是二氧化碳，一氧化碳，或二氧化碳和一氧化碳的混合物，或二氧化碳和氧气的混合物，小强认为容器中的气体还可能是CO2、O2；
【实验探究1】（1）为了排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰，装置B中NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳（或吸收二氧化碳）；
（2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式是：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；装置D玻璃管中的实验现象是红色粉末变成黑色，反应的化学方程式是：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．
【实验探究2】若小强的猜想成立，则乙容器中气体的组成是CO2和O2的混合气体；加热条件下，铜能和氧气反应生成氧化铜，所以红色固体变黑（或铜丝网变黑等）；
【拓展延伸】设：碳完全燃烧生成二氧化碳时，所需氧气的质量为x
C+O2CO2
12 32
6g x
x=16g
设碳不完全燃烧生成一氧化碳时，需要氧气的质量为y
2C+O22CO
24 32
6g y
y=8g
所以若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是大于8g，且小于16g；故答案为：8g～16g或8g＜m（O2）＜16g。
18． 隔绝空气 与水接触
【详解】（1）探究性实验就是要控制变量，A中植物油的作用是隔绝氧气，看在只和水接触的条件下能不能生锈；
（2）B中铁钉只和氧气接触，C中铁钉和氧气以及水同时接触，一段时间后，B中铁钉没有锈蚀，而C中铁钉锈蚀，通过B、C对比说明铁钉锈蚀的条件之一是铁钉与水接触。
19．(1)3Fe+2O2Fe3O4
(2) 有红色固体析出 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)b
【详解】（1）实验①铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4。
（2）铁的活动性位于铜前，铁能和硫酸铜反应生成红色的铜和硫酸亚铁，故实验②中可观察到铁片的表面有红色固体析出，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
（3）由铁生锈的条件是铁与水、氧气接触可知，在实验③中，试管里的铁钉最先生锈的是b处。
【点睛】本题主要考查铁的化学性质，难度不大，根据所学知识进行分析解答。
20．(1) 氧气##O2 A
(2)
二氧化碳##CO2 吸收空气中的二氧化碳
【解析】(1)
①铁生锈是铁与氧气、水发生的复杂的化学反应，设计实验室测定空气中氧气含量，所以A、B均利用铁生锈能消耗氧气进行测定。
②从图二图像可知，AB最终氧气体积分数均较小，而C剩余氧气较多，所以AB较准确。AB比较A达到氧气体积分数最小值用时较短，所以A比B更快速。所以若要比较准确且快速地测定空气中O2的含量最佳实验是A。
(2)
①铜在加热条件下可以和空气中的氧气反应，化学方程式为。作用是除去空气中的氧气。
②A铜与水、氧气、二氧化碳接触生锈，D中铜与氧气（双氧水和二氧化锰反应生成）、水接触，不和二氧化碳接触，不生锈，说明铜生锈需要二氧化碳。空气中含有二氧化碳，为避免空气中二氧化碳进入装置与铜接触，所以在尾部放置氢氧化钠溶液，用于吸收空气中的二氧化碳。
③D中锥形瓶中发生的反应是过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为。
21．(1)①③##③①
(2)
(3)四##4
(4) 加快锈蚀速率 19%
【详解】（1）铁生锈需要铁与空气或氧气和水同时接触，才能锈蚀，图①：铁钉与氧气和水同时接触的位置生锈，图③：铁钉与氧气接触，不与水接触，却没生锈，与①对比说明，铁钉生锈水是影响因素之一，故答案为：①③；
（2）因为铁锈中含有少量羟基氧化铁，羟基氧化铁中有氢元素，这种物质还存在于空气中，所以推测除氧气外，还有水参与，即铁与氧气、水在室温下，反应生成了羟基氧化铁，根据化学方程式书写原则，故答案为：；
（3）根据硼砂的化学式可知，硼砂中含有钠、硼、氧、氢四种元素，故答案为：四（或4）；
（4）氯化钠能加快铁锈蚀的速率；
由于铁锈蚀消耗了空气中的氧气，使锥形瓶内的压强减小，导致烧杯中的水倒吸至锥形瓶中，所以烧杯中水减少的体积就是铁锈蚀消耗氧气的体积=200 mL-152.5 mL=47.5 mL，该装置内空气中氧气的体积分数为：；
故答案为：加快锈蚀速率；19%。
【点睛】铁生锈的条件是铁与氧气或空气、水同时接触，缺一不可；某物质中元素的种类，可根据其化学式来判断。
22．（1）O2、H2O；增大与氧气、水分的接触面积，加快反应速率；
（2）由第5次实验可知，30 g稀盐酸与铁反应生成的气体质量为0.2g，而第六次30g稀盐酸只生成了0.6g-0.5g=0.1g氢气，说明铁粉完全反应。
设该样品中单质铁的质量为x
解得x=16.8g
该样品中单质铁的质量分数=
答：样品中单质铁的质量为54.2%。
【详解】（1）铁粉生锈吸收氧气和水，用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是铁粉可以增大与水、氧气接触面积，加快反应速率，故填：O2、H2O；增大铁粉与水、氧气接触面积，加快反应速率；
（2）见答案。